CN107200434A - 基于多维强氧化和循环生化处理电镀废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于多维强氧化和循环生化处理电镀废水的方法，属于污水处理技术领域，该方法将电镀废水打入调节池中进行水量调节和水质调节，随后打入多维强氧化设备中，强氧化过程为电催化、电絮凝或电芬顿，通过电极吸附去除废水中的重金属离子，与此同时电极能够直接降解废水中少量的有机物生成二氧化碳和水，废水中的氰化物被分解成剧毒气体(CN)2，吸附设备将二氧化碳、水汽以及剧毒气体(CN)2进行吸附收集，吸附过程中剧毒气体(CN)2溶于水汽中，避免了其扩散危害，强氧化处理后再经过两级循环生化对残留的富营养物质进行降解消耗，采用污泥活化法来减少污泥总量，生化处理废水进行加药絮凝沉淀，过滤后形成无害化处理水。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及基于多维强氧化和循环生化处理电镀废水的方法。
背景技术
电镀废水的来源一般为：1)镀件清洗水；2)废电镀液；3)其他废水，包括冲刷车间地面、刷洗极板水通风设备冷凝水以及由于镀槽渗漏或操作管理不当造成的“跑、冒、滴、漏”的各种槽液和排水；4)设备冷却水。电镀废水的水质、水量与电镀生产的工艺条件、生产负荷、操作管理与用水方式等因素相关，电镀废水的水质复杂，成分不易控制，其中含有铬、镉、镍、铜、锌、金、银等重金属离子和氰化物等，有些属于致癌、致畸、致突变的剧毒物质。
电镀废水一般采用物化法处理，处理方法较多，但是可以做到真正稳定达标的很少，其中效果最好的是DTCR-重金属离子捕集剂，它通过DTCR与废水中重金属离子形成一种大分子的螯合物，然后经过絮凝，可以实现去除电镀废水中重金属离子的目的，但是该离子捕集剂成本较高，操作时还需要根据对电镀废水进行水质分析，并且经过复杂的计算后进行实施，但仍然不能避免误差的存在，处理后的废水中依然存在或多或少的重金属离子，还需要进行更加精细的计算和操作，进一步进行处理，并且废水中的氰化物没有被大量去除，仍然存在与废水中，而且在一定条件下，氰化物还能够与残留的重金属离子进行反应，形成剧毒物质，处理后的废水性质极不稳定，既不能用于饮用，也不能用于浇灌植物，因此，现有技术还不能满足电镀废水无害化处理的要求，需要对电镀废水处理进行进一步研究。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供了基于多维强氧化和循环生化处理电镀废水的方法，该方法不仅能够去除废水中游离的重金属离子，而且能够将与其他物质粘附、团聚在一起的重金属离子进行消除，同时，氰化物的分解能够避免残留的重金属离子与其结合形成剧毒物质，处理后的废水中重金属离子和氰化物含量远远小于现有技术，优于排放标准。
本发明的具体技术方案是：
基于多维强氧化和循环生化处理电镀废水的方法，关键点是，所述方法包括以下步骤：
A、将电镀废水打入调节池中，进行水质调节和水量调节；
B、将调节后的废水打入多维强氧化设备中进行多维强氧化，多维强氧化设备为电极间填充有粒状电极材料的二维电解槽，电流频率是3-5KHz，多维强氧化持续时间为20-40min；添加混凝剂、助凝剂，絮凝沉淀持续2.5-3.5H，随后将下层沉淀分离，形成氧化处理水；
C、将氧化处理水打入依次相连的两个生化系统中进行两级循环生化处理，生化处理采用污泥活化法来进行，生化系统包括曝气池、沉淀池和活化池，废水打入曝气池后产生的污泥打入活化池中进行活化，活化后的污泥返回曝气池中，生化6H，污泥回流量50-80％，污泥浓度6000mg/L，将曝气池中去除污泥的废水打入沉淀池，沉淀持续时间3.5-4H，沉淀的污泥先打入活化池中进行活化，然后返回至曝气池中参与生化反应，污泥回流量50-80％，污泥浓度6000mg/L；
D、对循环生化后的废水进行深度处理，加混凝剂和助凝剂，加药后混凝3H，最终得到无害化净化水。
所述的步骤A中，水质调节包括SS值和pH值的调节，调节至SS值和pH值稳定。
所述的步骤B中，多维强氧化持续时间为30min，所添加的混凝剂为PAC，添加量为废水量的千分之三，所添加的助凝剂为PAM，添加量为废水量的万分之一，所述絮凝沉淀持续3H。
所述的步骤D中，所添加的混凝剂为PAC，添加量为该步骤中废水量的千分之二，所添加的助凝剂为PAM，添加量为该步骤中废水量的万分之一。
本发明的有益效果是：本发明中采用多维强氧化和两级循环生化技术相结合，其中多维强氧化通过二维电极和粒状电极材料直接吸附废水中的重金属离子，并且电极能够直接降解废水中的有机物和氰化物生成二氧化碳、水汽和剧毒气体(CN)2，由于二氧化碳的比重较大，其与剧毒气体混合后能够减缓剧毒气体的散逸速度，吸附上述生成物时剧毒气体逐渐溶于水汽中，使其能够充分与水汽接触并溶于其中，最大限度避免了剧毒气体对外界环境的影响，随后进行的循环生化通过曝气条件下好氧菌的新陈代谢消耗废水中氰化物和有机物分解后剩余的污染物，循环生化产生的污泥经过活化后重新打入循环生化系统中，最大限度减少了污泥产量，经过两级循环生化处理后的废水中污染物含量大大降低，最后经过絮凝沉淀处理和过滤得到电镀废水的无害化处理水，可循环回用。
附图说明
图1是本发明中方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明涉及基于多维强氧化和循环生化处理电镀废水的方法，该方法中的多维强氧化过程包括电催化、电絮凝和电芬顿中的至少一种，循环生化是通过微生物的新陈代谢作用来处理废水中的污染物质，基于上述两点，处理垃圾渗透液时依次进行调节池处理、多维强氧化处理、循环生化处理以及深度处理，最终实现电镀废水的无害化处理，具体的操作过程通过具体实施例进行阐述。
具体实施例，如图1所示，所述处理电镀废水的方法包括以下步骤：
A、将电镀废水打入调节池中，进行水质调节和水量调节,水量调节持续时间要满足10H，根据该停留时间、电镀废水的实际产生量以及废水的处理量来设置调节池的容积，废水的处理量为3000-5000m3/d，水质调节包括除SS和pH值调节，水质调节至SS值和pH稳定在一个平均值；
B、将调节后的废水打入多维强氧化设备中进行一级多维强氧化，多维强氧化所使用的设备是在传统的二维电解槽的电极间填装粒状工作电极，粒状工作电极选用直径为5mm-10mm的石墨颗粒，填充后形成多维电极结构，电流频率是3-5KHz，强氧化持续时间为30min，多维强氧化的优势：
1、这些填充在正负极之间的粒状工作电极提高了液相传质效率和电流效率；
2、电子转移只在电极和废水组分之间进行，氧化反应依靠体系自己产生的羟基自由基进行，不需要添加药液，无二次污染；
3、进水污染物浓度高负荷，COD浓度可达数千mg/L，脱色、去毒效果显著，脱色率高达50-80％以上，有机污染物降解处理的反应过程迅速，废水停留时间短，仅需30-60min，所需设备体积小；
4、可同时高效去除废水中的氨氮、总磷、色度、重金属以及氰化物等；
5、反应条件温和，常温常压下进行，操作灵活，可通过改变电压、电流随时调节反应条件，可控性好；
6、占地面积小，建设工期短，运行成本低；
7、非溶出性DSA阳极，无电极腐蚀、钝化问题，具有高效、长寿命的特点。
多维强氧化通过多维电极直接吸附重金属离子，并且通过阳极反应直接降解有机物，或通过阳极反应产生强氧化粒子，例如氢氧根、氧气、过氧化氢、羟基自由基、臭氧一类的强氧化剂，这些强氧化剂无选择地与废水中的有机污染物快速发生链式反应进行氧化降解，降解为二氧化碳和水，这种降解方法使有机物分解更彻底，与此同时，电极还能够将氰化物分解形成剧毒气体(CN)2，随后用吸附装置将二氧化碳、水汽和剧毒气体进行吸附收集，吸附上述生成物时剧毒气体逐渐溶于水汽中，由于二氧化碳的比重较大，其与剧毒气体混合后能够减缓剧毒气体的散逸速度，使其能够充分与水汽接触并溶于其中，最大限度避免了剧毒气体对外界环境的影响；随后向强氧化处理后的水中添加混凝剂、助凝剂进行絮凝沉淀，所添加的混凝剂为PAC，添加量为废水重量的千分之三，所添加的助凝剂为PAM，添加量为废水重量的万分之一，絮凝沉淀持续时间3H，随后将下层沉淀分离，形成氧化处理水，强氧化去除有机物，破坏微生物菌群的生长环境，实现活性较差的微生物逐渐减少，避免活性较差的微生物对水质的持续影响，随后经过絮凝沉淀将水中的重金属离子、失去活性的微生物菌群进行分离去除，在絮凝沉淀过程中，各种粒子在絮凝过程中还能够吸附废水中的色素和其他杂质，起到一定的脱色作用；
C、将氧化处理水打入依次相连的两个生化系统中进行两级循环生化处理，生化处理采用污泥活化法来进行，生化系统包括曝气池、沉淀池和活化池，废水打入曝气池中在曝气的作用下利用好氧微生物的新陈代谢活动去除废水中的污染物，该污染物包括有机物、氰化物分解后剩余的化合物以及其他氨氮、磷等无机污染物，曝气池中产生的污泥打入活化池中进行活化，活化后的污泥重新打入曝气池中，曝气池中生化时间6H，污泥回流量50-80％，污泥浓度6000mg/L，曝气池处理后的废水排至沉淀池中进行沉淀分离，沉淀持续时间3.5-4H，沉淀的污泥先打入活化池中进行活化，然后返回至曝气池中参与生化反应，污泥回流量50-80％，污泥浓度6000mg/L；
D、对沉淀池中沉淀分离后的废水进行深度处理，加混凝剂和助凝剂，所添加的混凝剂为PAC，添加量为该步骤中废水重量的千分之二，所添加的助凝剂为PAM，添加量为该步骤中废水重量的万分之一，混凝加药后持续3H，由于步骤B中处理后的废水中剩余污染物含量极小，再经过步骤C中好氧菌的消耗，废水中的有机物含量极小，加药后的混凝沉淀量极小，有时甚至没有出现沉淀，处于成本节约考虑，该步骤无需进行过滤就可以直接排放，最终的排放水为合格的无害化处理水，能够用于植物的浇灌作业中并可以循环回用，水中未参加絮凝反应的絮凝剂和助凝剂还能够作为植物的营养物质被吸收，起到了水肥同施的效果。
Claims (4)
1.基于多维强氧化和循环生化处理电镀废水的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
A、将电镀废水打入调节池中，进行水质调节和水量调节；
B、将调节后的废水打入多维强氧化设备中进行多维强氧化，多维强氧化设备为电极间填充有粒状电极材料的二维电解槽，电流频率是3-5KHz，多维强氧化持续时间为20-40min；添加混凝剂、助凝剂，絮凝沉淀持续2.5-3.5H，随后将下层沉淀分离，形成氧化处理水；
C、将氧化处理水打入依次相连的两个生化系统中进行两级循环生化处理，生化处理采用污泥活化法来进行，生化系统包括曝气池、沉淀池和活化池，废水打入曝气池后产生的污泥打入活化池中进行活化，活化后的污泥返回曝气池中，生化6H，污泥回流量50-80％，污泥浓度6000mg/L，将曝气池中去除污泥的废水打入沉淀池，沉淀持续时间3.5-4H，沉淀的污泥先打入活化池中进行活化，然后返回至曝气池中参与生化反应，污泥回流量50-80％，污泥浓度6000mg/L；
D、对循环生化后的废水进行深度处理，加混凝剂和助凝剂，加药后混凝3H，最终得到无害化净化水。
2.根据权利要求1所述的基于多维强氧化和循环生化处理电镀废水的方法，其特征在于，所述的步骤A中，水质调节包括SS值和pH值的调节，调节至SS值和pH值稳定。
3.根据权利要求1所述的基于多维强氧化和循环生化处理电镀废水的方法，其特征在于，所述的步骤B中，多维强氧化持续时间为30min，所添加的混凝剂为PAC，添加量为废水量的千分之三，所添加的助凝剂为PAM，添加量为废水量的万分之一，所述絮凝沉淀持续3H。
4.根据权利要求1所述的基于多维强氧化和循环生化处理电镀废水的方法，其特征在于，所述的步骤D中，所添加的混凝剂为PAC，添加量为该步骤中废水量的千分之二，所添加的助凝剂为PAM，添加量为该步骤中废水量的万分之一。
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