再生资源工艺和设备课程设计(资料(共29页)

1、 再生资源工艺(gngy)和设备课程设计学生(xu sheng)姓名 学 号： 专业(zhuny)班级： 指导教师： 二一五 年 五 月十 日再生资源工艺和设备课程设计 目 录摘要(zhiyo)课程设计综述(zngsh)1.1 电镀废水(fishu)现状 1.2 国家相关政策 1.3 电镀废水概述 1.3.1 电镀生产工艺及排放废水情况 1.3.2 我国目前现存的电镀废水处理方法 1.4 含氰废水1.4.1 含氰废水概述1.4.2 含氰电镀废水处理工艺及方法1.4.3 碱性氯化法工艺流程及化学反应原理1.5 含铬废水1.5.1 电镀废水(镀铬)的基本特点1.5.2 含铬废水的处理方法 1.5.

2、3 电镀废水的回收处理方案电镀行业清洁生产技术 电镀行业清洁生产主要途径 电镀行业清洁生产实用技术2 实验部分 2.1 实验目的13 2.2 实验(shyn)原理132.3 实验仪器(yq)与材料142.4 实验(shyn)方法14 2.4.1 二苯碳酰二肼分光光度法测定六价铬浓14 2.4.2 最佳药剂量的确定14 2.5 结果与讨论14 2.5.1紫外可见分光光度法测定六价铬浓度14 2.5.2 最佳药剂量的确定153 工艺设计 3.1 工艺流程设计163.1.1工艺流程图163.1.2工艺流程说明163.2 处理工艺设计参数17 3.3 电器控制设计22 3.4 管材及防腐、防渗措施23

3、 3.5 运行成本及效益分析233.5.1主要运行成本233.5.2效益分析244 结论5 设计分工与心得体会 5.1设计分工5.2心得体会6 参考文献 附录(fl)摘要(zhiyo)：随着五金电镀、金属表面处理及热加工的需要，含铬废水(fishu)也随之产生，如果这些废液不加以处理而直接排放，将严重地污染水体，对人民生活、农副业生产和人体健康造成严重危害。本设计在分析、比较国内外含铬废水处理工艺的基础上，选择化学还原法处理含铬废水，介绍了亚硫酸盐还原法的工艺流程和各个(gg)处理阶段的详细参数及工艺尺寸，并给出了图形。通过各个阶段的处理，出水水质能够达到电镀污染物排放标准（GB21900-2

4、008）中的六价铬排放标准。关键词 电镀废水、六价铬、还原沉淀、工艺1 课程设计综述电镀废水现状 随着我国汽车、电子电器、航空航天工业、建筑工业及相应的装饰工业的发展和人们对美化生活需求的提高，各行各业对电镀产品的需求也将有明显的增加。与电镀工业的规模发展相对应的电镀废水排放量也越来越大，电镀已是当今世界最严重的污染工业之一1。全国电镀厂、点约有两万家，电镀废水的排放量约占工业废水排放量的10%。目前，电镀废水治理已经进入清洁生产工艺、总量控制和循环经济整和阶段，资源回收利用和闭路循环是发展的主流方向2。 电镀废水属于高浓度难降解有毒有害废水，不经处理会给环境带来严重污染，对人类危害极大。据有

5、关资料显示，目前我国电镀企业已达2万家，80%左右的国有电镀厂虽然建立了污染控制设施，但是大部分处理设施已经过期或不能正常运转，大多数乡镇电镀企业则几乎没有采取任何污染控制措施，电镀企业光每年排放的含重金属离子废水就达4亿吨之多。 国家相关政策 对于电镀废水处理，国家也在相关政策、法规上予以支持与鼓励。中华人民共和国清洁生产促进法（2012修订版），该法第十几条规定“企业存进行技术改造过程中，应当对生产过程中产生的废物、废水和余热等进行综合利用或者循环使用；并采用能够达到国家或者地方规定的污染物排放标准和污染物排放总量控制指标的污染防治技术”，可见，对电镀废水的处理和综合利用也是一种企业清洁生

6、产的一种体现。另外中华人民共和国清洁生产促进法法第十五条规定“对利用废 物生产产品的和从废物中回收原料的，税务机关按照国家有关规定，减征或者免征增值税”，可见电镀废水的处理是国家奖励扶持的项目，若能提出一种有效地处理电镀废水的工艺，必然会得到国家的大力支持及广泛推广。 国家发改委和国家环保总局发布(fb)的电镀行业清洁生产评价体系，该法规定企业用指标体系检查衡量本身清洁生产水平，使从事相关管理活动的部门依据本指标体系审核企业的清洁生产。当前电镀行业的主要环境问题是水污染，指标体系中废水处理占据很大比重，因此对电镀废水进行处理和综合利用，是一种非常必要的执法活动。国家环境保护总局科技标准司于20

7、05年7月开始着手编制电镀行业污染物排放标准，并规定2008年起使用国标GB219002008对电镀行业废水排放进行标准限值。该标准规定了电镀企业水和大气污染物排放限值，监测和和监控(jin kn)要求。进一步推广了清洁生产。电镀废水(fishu)概述 电镀废水是在电镀HYPERLINK /doc/5381738.html t _blank生产过程所 HYPERLINK /doc/4485458.html t _blank 排出的各种 HYPERLINK /doc/6917377.html t _blank 废水。电镀废水的一般来源分为：(1)镀件清洗水；(2)废电镀液；(3)其他废水，包括冲

8、刷车间地面，刷洗极板洗水，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，冷却水在使用过程中除温度升高以外，未受到污染。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有关。1.电镀生产工艺及排放废水情况简述：目前大多数电镀厂系综合性多镀种作业，涉及铬、镍、锌、铜等多镀种，从被镀件种类可分为金属镀件和塑料镀件，含氰电镀工艺落后虽然大部分淘汰，但亦有不少电镀厂仍在沿用。一般电镀厂的生产工艺如下：电镀生产工艺主要为机械抛光(磨光或滚光)除油酸浸蚀电镀烘干合格产品入库（不合格产品退镀）（1）镀件预处理机械抛光(磨光

9、或滚光)主要是借助于特制机械利用机械中的磨光轮或带(或是磨料去除某些镀件采用滚筒加磨料去锈)去掉被镀件上的毛刺、划痕、焊瘤、砂眼等，以提高被镀件的平整度提高镀件质量。此段工序无废水排放。（2）除油金属制品的镀件，由于经过各种加工和处理，不可避免的会粘附一层油污，为保证镀层与基体的牢固结合，必须清除被镀件表面上的油污。除油工艺有很多种，主要采用有机溶剂除油，其工艺如下：抛光后零件清水洗有机溶剂除油槽清水槽清水冲洗该段工序中废水主要来源于清水冲洗过程，水质pH值在8.510之间。（3）浸蚀除油后的零件，表面上往往有很多的锈和比较厚的氧化膜，为了获得光亮的镀层，使镀层与基体更好的结合，就必须将零件上

10、的锈和氧化膜去除掉，经过酸浸泡后还可以活化零件表面。其工艺如下：除油后零件酸水槽回收槽清水槽清水冲洗该工段废水主要来源于清水冲洗过程，废水中含有大量的铁离子，pH值在25之间。（4）电镀生产过程及各镀种的水质其生产工艺一般为：浸蚀处理后零件 HYPERLINK /sell/list/8/ t _blank 电镀槽回收槽清水槽清水洗 该工段废水主要来源于清水冲洗过程，废水中含有相应的金属离子或氰化物，在氰化 HYPERLINK /zhuanti/dutong/ t _blank 镀铜冲洗水中含有氰化物和铜离子; HYPERLINK /zhuanti/duge/ t _blank 镀铬冲洗水中含有

11、六价铬; HYPERLINK /zhuanti/dunie/ t _blank 镀镍冲洗水中含有镍离子等。冲洗水中根据镀种的不同出水进行分流处理，如含氰废水分流后经过二级破氰、调pH值，固液分离后可达标排放;含铬废水分流后经过还原反应，再经过中和、固液分离后可达标排放。（5）烘干(hn n)入库该工序主要是借助于机械和自然能、热能(rnng)将电镀冲洗后的零件表面的水烘干，以免生锈和氧化膜的破坏。该段工序(gngx)无废水排放。（6）退镀退镀工艺有化学浸渍和阳极电解两种方法，其工艺为：不合格镀件退镀槽回收槽清水槽清水冲洗。该工段废水pH为26之间，废水主要来源于退镀后的漂洗水。退镀漂洗可以进入

12、各自废水池进行处理，但不可直接进入废水混合处理池，应先单独预处理后排入到相应的废水。 2.我国目前现存的电镀废水处理方法电镀生产中有废水排放的工艺阶段有除油、浸蚀、电镀和退镀阶段，其中电镀生产过程中电镀车间的清洗废水是电镀厂电镀废水的最主要来源。目前我国电镀废水的处理方法主要有化学法、物理法、物理化学法、生物法以及一些新技术。其中化学法包括：氧化法、还原法、化学沉淀法和腐蚀电池法；物理法包括：蒸发浓缩法和反渗透法；物理化学法包括：活性炭吸附法、液膜法离子交换法和电解法；生物法包括：生物絮凝法、生物吸附法。 21化学法化学法是借氧化还原反应或中和沉淀反应将有毒有害的物质分解为无毒、无害的物质或将

13、重金属经沉淀和上浮法从废水中除去。化学法处理电镀废水，是目前国内外应用最广泛的电镀废水处理方法，技术上较为成熟。化学法可以分为化学还原法，氧化破氰法，沉淀法等，化学还原法主要针对电镀废水中的含铬废水，它是利用还原剂FeSO4、NaHSO3、Na2SO3、SO2或铁粉等使废水中的Cr()还原成Cr()，然后再加入NaOH或石灰乳沉淀分离，最终达到除铬的目的3。而氧化破氰法主要针对废水中的氰化物，通过在废水中加入氯系氧化剂(如次氯酸钠、漂白粉和液氯等)将氰化物破坏转化成为无毒无害产物，较彻底地消除了氰化物的污染问题4-5。化学沉淀法是使废水中重金属离子转变为不溶于水的重金属化合物的方法，一般是向废

14、水中加入药剂(NaOH、石灰等)，使水中重金属离子与碱的氢氧根离子作用生成难溶于水的氢氧化物，然后把氢氧化物和水分离达到去除重金属离子的目的6。此外，还有基于电化学中的腐蚀原理来处理电镀废水中的氰或铬离子的腐蚀电池法7。化学法是一种传统和应用广泛的处理电镀废水方法，具有投资少、处理成本低、操作容易掌握等特点，能承受大水量和高浓度负荷冲击，可适用各类电镀废水治理。但大多容易产生二次污染。 22物理法物理方法是利用物理作用分离废水中呈悬浮状态的污染物质，在处理过程中不改变物质的化学性质，如电镀废水中的除油、蒸发浓缩回用水等。物理法包括蒸发浓缩法和反渗透法。蒸发浓缩回收，是一种对重金属电镀废水进行蒸

15、发，使溶液浓缩，并加以回收和利用的一种处理方法，一般用于处理含铬、铜、银及镍离子废水。一般而言，电镀工业上应用蒸发浓缩处理重金属废水常常与其它方法联用，可实现闭路循环，是很成功的组合，可实现良好的经济和环境效益，但此方法的能耗大，操作费用高，故此方法应用性不强8。反渗透法是一种采用半透膜进行高压过滤的浓缩分离技术，是完全的物理操作，在电镀废水处理中，特别用于处理镀镍、镀锌、镀铜及镀镉废水，该法的关键是应选择具有选择性和透水性好的半透膜，同时，反渗透膜的强度，寿命有待提高，由于膜对金属离子的去除率不同，长期运行在漂洗槽可能有杂质离子累积的问题9。23物理化学(w l hu xu)法物理化学(hu

16、xu)法是通过物理和化学的综合作用使废水得到净化的方法，主要包括吸附法、膜分离法、离子交换法等。活性炭吸附法是处理电镀废水的一种经济有效的方法(fngf)，主要用于含铬、含氰废水8。它的特点是处理调节温和，操作安全，深度净化的处理水可以回用。但该方法存在活性炭再生复杂和再生液不能直接回镀槽利用的问题，吸附容量小，不适于有害物浓度高的废水。液膜分离是一种新型的类似溶剂萃取的分离技术，它包括制膜、分离、净化及破乳过程，一般采用水包油包水双重乳液体系，液膜为煤油和表面活性剂或添加剂，内水相为NaOH溶液，外水相为待处理的含氰或铬废水。液膜法具有分离效率高，速度快，选择适当的有机溶剂和载体可以处理含铬

17、、铜、镉、锌、汞、镍、钴及铅等废水。工艺简单，设备占地面积小，净化效率高，耗能少，投资低等。但药剂有损耗，要注意防止油的二次污染，要求操作水平高，适用的处理水量小，目前应用尚不多见。离子交换法是利用离子交换剂分离废水中有害物质的方法。最常用的交换剂是离子交换树脂，树脂饱和后可用酸碱再生后反复使用。离子交换是靠交换剂自身所带的能自由移动的离子与被处理的溶液中的离子多数通过离子交换来实现的。多数情况下离子是先被吸附，再被交换，具有吸附、交换双重作用。对于含铬等重金属离子的废水，可用阴离子交换树脂去除Cr()，用阳离子交换树脂去除Cr()、铁、铜等离子。此法具有回收利用、化害为利、循环用水和处理费用

18、低等优点，但它技术要求较高、一次性投资大，且在回收的铬酸中有余氯，影响回用，近年用者趋少9。24生物法 生物处理技术主要是通过生物有机物或其代谢产物与重金属离子的相互作用达到净化废水的目的，是一种处理电镀废水的高新技术。具有简便实用，过程控制简单，污泥量少，二次污染少，高效益等优点。随着微生物的研究进展，生物处理金属日益受到人们的重视，采用生物技术处理电镀废水呈现发展势头10。生物法包括生物吸附法和生物絮凝法。生物吸附法指的是利用具有从溶液中分离金属能力的物体或生物体制备的衍生物作为生物吸附剂，利用吸附剂的吸附作用吸附电镀废水中的污染物，如重金属铬或有机污染物，生物吸附技术治理重金属污染具有一

19、定的优势，在低浓度条件下，生物吸附剂可以选择性地吸附其中的重金属，受水溶液中钙、镁离子的干扰影响较小11-12，该方法处理效率高，运行费用低，无二次污染，可有效地回收一些贵重金属，但是生物成长环境不容易控制，往往会因水质的变化而大量中毒死亡。生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法，微生物絮凝剂是由微生物自身产生的、具有高效絮凝作用的天然高分子物质，有较强的絮凝能力，生物絮凝法处理废水安全方便无毒，不产生二次污染，絮凝范围广，絮凝活性高，生长快，絮凝作用条件粗放，大多不受离子强度、pH及温度的影响，易于实现工业化等特点13。 含氰废水(fishu) 电镀废水是造成水

20、源和土壤污染的罪魁祸首之一。特别(tbi)在我国在工业发展飞快的今天，电镀废水造成的生态价值损失令人触目惊心。因此，加强对电镀废水的处理，是实现可持续发展的必由之路。而一般情况下，电镀工业产生的废水类型主要有三种：镀铬废水，含氰废水和镀镍废水。其中，尤以镀铬废水产生量最大，危害最严重。下面将会介绍含氰废水及其处理方法. 1.含氰废水(fishu)概述含氰废水是电镀生产中毒性较大的废水，人体对氰化钾的中毒致死剂量为0.25 g （纯净氰化钾为0.15g）.很低浓度的氢氰酸（45）10(-6)，0.05 mg/L，会引起很短时间的头疼、心率不齐在高浓度（910(-6)， 0.1 mg/L）时能立即

21、致人死亡虽然氰化物及氢氰酸毒性很大，但氰根具有很好的络合性、表面活性，所以在某些电镀生产中被大量使用镀铜、镀锌、镀铜锡合金、镀金及某些活化液、退渡液等，都可采用氰化物。2.含氰电镀废水处理工艺及方法：含氰废水多采用化学处理法，比较常用的是氯系氧化法和臭氧氧化法臭氧氧化法处理水质好，不存在余氯的问题，但是电耗大，设备投资大，工程实际应用较少目前比较常用的是碱性氯化法，可供选用的液氯、漂白粉及次氯酸钠等液氯容易造成泄漏中毒；漂白粉有效氯较低，因此用量较大，产泥量大，容易堵塞水泵；次氯酸具有强的氧化性，有效氯不易流失，且具有操作简便、处理效果好、污泥量少等优点，是最合适的氧化剂经过处理的污水可以达到

22、电镀行业污水排放标准的总氰化物现有企业标准限值为0.5mg/L3.碱性氯化法工艺流程及化学反应原理：电镀含氰废水先经格栅筛网后，进入调节池，再由转子流量计后泵入二级氧化反应池，一级氧化反应是氰化物在碱性条件下被氯氧化为氰酸盐的过程，其反应式分如下两种步骤：CN+ ClO + H2O = CNCl + 2OH （1）CNCl + 2OH = CNO + Cl + H2O （2）一级反应中：（1）反应很快；由于（2）反应pH值8.5时，反应速度慢，且释放出剧毒物CNCl的危险，因此第一级反应中污水的PH值要控制到11。二级氧化反应是将一级反应生成的氰酸盐进一步氧化成N2和CO2。一级反应生成的氰酸

23、盐毒性很低，仅为氰的1%，但还是对环境造成污染，原因是由于CNO易水解成NH3，其反应原理为：2NaCNO + 3HOCl 2CO2 + N2 + 2NaCl + HCl + H2O （3） 反应时，当PH8时，反应速度慢；当PH太低时，氰酸根会水解成氨，并与次氯酸生成有毒的氯胺。因此该池的PH值应控制在7.58之间。经二次破氰预处理后，原来(yunli)的络合物被打开，废水直排到混合废水池后再与混合废水一并处理。五 含铬废水(fishu) 1、电镀废水(镀铬)的基本(jbn)特点金属铬具有优化金属抗锈蚀性能和耐磨性能的作用，因此，在很多金属零部件生产过程中，会进行镀铬作业。其电镀的基本原理是

24、：在电镀池中，以铬元素为主要溶质成分的水溶液作为电解液，以金属铬板作为正极，以需要电镀的金属器件作为负极。接通电源后，溶液中的铬金属离子就会在金属器件的表面还原，形成电镀层。但是，由于电镀工艺的限制，电镀液中的铬金属元素很难被完全利用，因此就产生了含有大量铬元素的电镀废水。我们知道，铬元素是一种重金属元素，在排放到大自然中后，很容易在生物体中富集，并通过食物链进入人体，从而损害人体的健康。同时，由于电镀用的金属铬板纯度有限，因此在废水中还会有一定量的三价铁离子、三价铝离子等，这些元素也能够在一定程度上污染环境。此外，在一般情况下，电镀废水往往呈比较强的酸性，也会对环境造成酸污染。 2、含铬废水

25、的处理方法 目前国内外对含铬废水的处理方法主要有化学法，生物法，物理化学法。这些方法基本都可以使废水达到排放要求，各有各的特点，但也都存在各自的缺点或局限性。2.1 化学法化学法包括药剂还原沉淀法、SO2还原法、铁氧体法、电解还原法等，其主要的优点是操作简单，原料易得。但是也同时存在试剂需求量大，能耗高，处理成本高的问题。 2.1.1药剂还原沉淀法 还原沉淀法是目前应用较为广泛的含铬废水处理方法。基本原理是在酸性条件下向废水中加入还原剂，将Cr6+还原成Cr3+，然后再加入石灰或氢氧化钠，使其在碱性条件下生成氢氧化铬沉淀，从而去除铬离子。可作为还原剂的有：SO2、FeSO4 、Na2SO3、N

26、aHSO3、Fe等。还原沉淀法具有一次性投资小、运行费用低、处理效果好、操作管理简便的优点，因而得到广泛应用，但在采用此方法时，还原剂的选择是至关重要的一个问题。 2.1.2 SO2还原法 二氧化硫还原法设备简单、效果较好，处理后六价铬含量可达到0.l mgL。但二氧化硫是有害气体，对操作人员有影响，处理池需用通风没备，另外对设备腐蚀性较大，不能直接回收铬酸。烟道气中的二氧化硫处理含铬(VI)废水，充分利用资源，以废治废，节约了处理成本，但也同样存在以上的问题。其反应原理为： 3SO2 + Cr2O72- + 2H+ = Cr3+ + 3SO42- + H20 Cr3+ + 30H- = Cr

27、(OH)3 该方法设备简单、操作方便、性能稳定、一次投资省、占地面积小、容易上马,处理费用低、技术经济等条件约束小。所以一般小型的企业(如乡镇企业)可以采用二氧化硫法处理含铬废水。2.1.3铁氧体法 铁氧体法实际上是硫酸亚铁法的发展，向含铬废水中投(zhn tu)加废铁粉或硫酸亚铁时，Cr6+ 可被还原成Cr3+。再加热、加碱、通过空气搅拌，便成为(chngwi)铁氧体的组成部分，Cr3+转化成类似(li s)尖晶石结构的铁氧体晶体而沉淀。铁氧体是指具有铁离子、氧离子及其他金属离子所组成的氧化物。其具体反应为： Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ +

28、7H20 Fe2+ + Fe3+ + Cr3+ + O2 = Fe3+Fe2+ Crx3+ Fe2+1-xO4 铁氧体法不仅具有还原法的一般优点，还有其特点，即铬污泥可制作磁体和半导体，这样不但使铬得以回收利用，又减少了二次污染的发生，出水水质好，能达到排放标准。但是，铁氧体法也有试剂投量大，能耗较高，不能单独回收有用金属，处理成本较高的缺点。2.1.4电解还原法 电解还原法是铁阳极在直流电作用下，不断溶解产生亚铁离子，在酸性条件下，将Cr6+还原为Cr3+。 用电解法处理含铬废水，优点是效果稳定可靠，操作管理简单，设备占地面积小，废水中的重金属离子也能通过电解有所降低。缺点是耗电量较大，消耗

29、钢板，运行费用较高，沉渣综合利用等问题有待进一步解决。2.2物理化学法物理化学法包括膜分离法、离子交换法、吸附法等。2.2.1吸附法 吸附法是在废水中加入吸附剂, 利用吸附剂较大的比表面积与废水中的Cr( )发生吸附而除去废水中的Cr( )的方法.该法的关键技术是吸附剂的选择。目前最常用的吸附剂有活性炭。吸附法的优点是设备简单, 占地面积小, 操作容易, 效果稳定, 回收铬方法简单, 吸附剂消耗少且可以循环使用, 甚至达到了以废治废的环境治理目的。活性炭虽然性能优良, 但仍然存在吸附材料价格昂贵、吸附品种单一、再生困难等缺点，因此目前也发展了用生物衍生物作为吸附剂的方法，但技术还不成熟。 2.

30、2.2离子交换法 离子交换法是借助于离子交换剂上的离子和水中的离子进行交换反应除去水中有害离子。目前在水处理中广泛使用的是离子交换树脂。对含铬废水先调pH值，沉淀一部分Cr3+后再行处理。将废水通过H型阳离子交换树脂层，使废水中的阳离子交换成H+而变成相应的酸，然后再通过OH型阴离子交换成OH-，与留下的H+结合生成水。吸附饱和后的离子交换树脂，用NaOH进行再生。 离子交换法的优点是处理效果好，废水可回用，并可回收铬酸。尤其适用于处理污染物浓度低、水量小、出水要求高的废水。缺点是工艺较为复杂，且使用的树脂不同，工艺也不同；一次投资较大，占地面积大，运行费用高，材料成本高，因此对于水量很大的工

31、业废水，该法在经济上不适用。2.2.3膜分离法 膜分离法以选择性透过膜为分离介质，当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差等)时，原料侧组分(zfn)选择性透过膜，以达到分离、除去有害组分的目的。目前，工业上应用的较为成熟的工艺为电渗析、反渗透、超滤、液膜。别的方法如膜生物反应器、微滤等尚处于基础理论研究阶段，尚未进行工业应用。电渗析法是在直流电场作用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，从而使废水得到净化。反渗透法是在一定的外加压力下，通过溶剂的扩散，从而实现分离。超滤法也是在静压差推动下进行溶质分离的膜过程。液膜包括无载体液膜、有载体液膜、含浸型液膜等。液膜分散于电镀废

32、水时，流动载体在膜外相界面有选择地络合重金属离子，然后在液膜内扩散，在膜内界面上解络，重金属离子进入膜内相得到富集，流动载体返回膜外相界面，如此过程不断进行，废水得到净化。膜分离法的优点：能量转化率高，装置简单，操作容易，易控制、分离效率高。但投资大，运行费用高，薄膜的寿命短。主要用于回收附加值高的物质，如金等。电镀工业漂洗水的回收是电渗析在废液处理方面的主要应用，水和金属离子可达到全部循环利用，整个过程可在高温和更广的pH值条件下运行，且回收液浓度可大大提高，缺点为仅能用于回收离子组分。液膜法处理含铬废水，离子载体为TBP(磷酸三丁酯)，Span80为膜稳定剂，工艺操作方便，设备简单，原料价

33、廉易得。也有选用非离子载体，如中性胺，常用Alanmine336(三辛胺)，用2%Span80作表面活性剂，选用六氯代1，3-丁二烯(19%)和聚丁二烯(74%)的混合物作溶剂，分离过程分为(fn wi)：萃取、反萃等步骤.近来，微滤也有用于处理含重金属废水，可去除金属电镀等工业废水中有毒的重金属如镉、铬等。 2.3生物(shngw)法 生物法治理含铬废水，国内外都是近年来开始的。生物法是治理电镀废水的高新生物技术，适用于大、中、小型电镀厂的废水处理，具有重大的实用价值，易于推广。国内外对SRB菌(硫酸盐还原菌)、SR系列复合功能菌、SR复合能菌、脱硫孤菌、脱色杆菌(Bac.Dechromat

34、icans)、生枝动胶菌(Zoolocaramiger a)、酵母菌、含糊假单胞菌、荧光假单胞菌、乳链球菌、阴沟肠杆菌、铬酸盐还原菌等进行研究，从过去的单一菌种到现在多菌种的联合使用，使废水的处理从此走向清洁、无污染的处理道路。将电镀废水与其它工业废弃物及人类粪便一起混合，用石灰作为凝结剂，然后进行化学凝结沉积处理。研究表明，与活性的淤泥混合的生物处理方法，能除去Cr6+和Cr3+，NO3氧化成NO3-。已用于埃及轻型车辆公司的含铬废水的处理。 生物法处理电镀废水技术，是依靠人工培养的功能菌，它具有静电吸附作用、酶的催化转化作用、络合作用、絮凝作用、包藏共沉淀作用和对pH值的缓冲作用。该法操作

35、简单，设备安全可靠，排放水用于培菌及其它使用；并且污泥量少，污泥中金属回收利用；实现了清洁生产、无污水和废渣排放。投资少，能耗低，运行费用少。虽然生物法具有明显的优势，不过目前的研究多处在实验室阶段(jidun)，还没有大规模的普及开来，将来当越来越丰富、优异的菌种被培育出来并大规模投入工程应用后必将成为重要的含重金属废水处理方法。 3、电镀废水的回收处理(chl)方案 六价铬是一种对人体危害较大的重金属离子，但同时，金属铬又是一种比较昂贵的金属，极具回收价值。因此，为了减少环境污染，提高(t go)电镀企业的经济效率，一般会对电镀废水进行回收性的处理，来回收金属铬、铁和铝等。而从目前情况看，

36、电镀废水的处理方案已经比较成熟，处理效果也比令人满意。下面着重介绍几种铬回收处理方法。 31 氧化法回收铬酸钠 含铬废水pH值约为l一2，加过硫酸钠(加的量依3价铬量)，加热氧化3 h，冷却，不断搅拌下，缓缓加入氢氧化钠，至pH值为9，沉淀过滤(除去其它可形成氢氧化物沉淀的金属离子)，溶液为铬酸钠溶液。将此溶液蒸发浓缩，在冰水混和液中结晶，为10水铬酸钠，含量达915，进一步提纯，溶解再结晶。(由于六价铬在溶液中以酸根形式存在，还存在铬酸和重铬酸的平衡，当pH值为4时，90是重铬酸，pH值为9时，99是铬酸)。这种回收铬酸钠方法不能连续作业，要控制条件较多，成本太高，反应条件不能实行自动控制，

37、而且操作不够方便。16 32利用电镀含铬排放液絮凝法生产重铬酸钾 絮凝剂配置：用KAl(SO4).12H20和聚硅酸铝钠以3：1(质量比)配置成无机絮凝剂，以PAM为高分子絮凝剂，以K2CO3一KHCO3为缓冲溶液，用KOH调节pH值至1213。将无机和高分子絮凝剂以1000：1(质量比)混和，加入缓冲液，成为复合絮凝剂。 试验方法：在一定量的电镀含铬排放液中加入过硫酸钠(以水中实际3价铬的12倍加入过硫酸钠)，将3价铬氧化为6价铬，将含铬废液与复合絮凝剂以5：4混和反应，静置，过滤分离，浓缩溶液，再利用冰浴结晶，得到重铬酸钾橙红色晶体，纯度在90以上。17 33利用电镀含铬排放液回收铬黄 铬

38、黄是铬酸铅与硫酸铅的混合物，随铬酸铅与硫酸铅比例不同，呈现不同深浅、不同亮泽的黄色。铬酸铅是铬黄颜料成分，亮黄色单钭晶体，相对密度612，熔点844。C，难溶于水，溶于酸和碱溶液。可作颜料、氧化剂和火柴成分等。由铬酸钠溶液与硝酸铅溶液或重铬酸钠溶液和醋酸铅溶液在适当的浓度、温度、酸碱度下沉淀而制得。 试验方法：含铬废水先加过硫酸钠，加热反应3 h，冷却，不断搅拌下，缓缓加入氢氧化钠，至pH值为995，沉淀过滤(除去其它可形成氢氧化物沉淀的金属(jnsh)离子)，滤液中加入硝酸铅，沉淀为铬黄，根据溶液中的铬酸根和硫酸根比例不同(铬酸根和硫酸根比例为1：1，pH值为79时，生成的铬黄质量达到工业品

39、要求)，可以形成(xngchng)不同成色铬黄。铬黄生产是处理铬废水有价值的方法。 44利用沉淀铬泥制作(zhzu)机件的抛光膏 利用复合絮凝剂，以聚合氯化铝、聚合硫酸铁和阳离子聚丙烯酰胺为最佳的絮凝剂，可将高浓度的铬经絮凝沉淀转化为Cr(OH)3，Cr(OH)3经高温分解可使其转化为Cr203，将Cr203复配为抛光膏并用于机件的抛光，其抛光效果较好。这种方法能够对电镀废水中的铬进行回收利用，防止其对自然生态环境产生污染，是一种消除铬污染的行之有效的方法。18 铬的回收不但有很好的经济效益，也消除了铬的严重污染，取得环境效益。六 电镀行业清洁生产技术 1.电镀行业清洁生产主要途径 从电镀生产

40、的行业特点分析，其实现清洁生产的途径主要有：（1）在产品设计和原材料选择时，不使用有毒有害的原料，减少对环境的危害；（2）采用物理气相沉积、热浸镀代替电镀；（3）改善工艺，更新装备，提高原材料和能源利用率；（4）生产过程控制，电镀自动线通过机械和电气装置自动完成全部工序过程，精确控制槽液浓度、温度和电流等工艺参数，可以大幅度提高劳动生产率，稳定产品质量；（5）废弃物的循环利用及清洗水的重复使用；（6）建立有效的生产管理制度，如推行ISO14000环境管理体系认证、5s管理；（7）重点强化废水、废气治理，削减污染物排放，清洁生产并不排斥末端治理，况且在现阶段，末端治理仍是污染防控的最后屏障；（8

41、）安全处置危险废物(如废水站污泥、化学除油工序产生的油泥)，防范环境风险。 2.电镀行业清洁生产实用技术 目前，我国在电镀行业推行实施清洁生产工艺技术，应用较为成功并得到行业广泛认可的清洁生产技术主要有无氰镀锌、酸性镀铜、无氰镀金、三价铬电镀及纳米复合电镀等。 21 有毒原辅材料替代技术氰化物是常用的电镀络合剂，但因其巨大的安全和环境风险，人们从来都没有停止对无氰电镀的追求。幸运的是，目前镀锌、镀铜的无氰电镀工艺已经成熟，其他一些无氰电镀工艺如无氰镀铜锡合金和镀银，也成为电镀技术研究的热点19 。 2.1.1无氰镀锌。无氰镀锌工艺是无氰电镀中最为成熟的工艺之一，依据不同的需要和所采用的不同技术

42、，无氰镀锌分为碱性、中性(弱酸性)、酸性三大系列。其中碱性镀锌的性能与氰化物镀锌最为接近。碱性镀锌是以锌酸盐为主的无氰镀锌工艺，基本成分是氢氧化钠和氧化锌，通过添加有机胺、醛改善分散能力和镀层的韧性。氯化物弱酸性镀锌是另一重要的无氰镀锌技术，以添加光亮剂为特征，分铵盐型和钾盐型大类，钾盐镀锌在我国应用广泛，滚镀大多选用氯化钾镀锌工艺。钾盐镀锌的光亮度很高，但分散能力比碱性镀锌差一些，且镀后钝化性能逊碱性镀锌，脆性偏大，现在主要用于13用五金零件电镀中。硫酸盐镀锌工艺，在线材电镀中应用较广，这也得益于电镀添加剂技术的进步。 实践表明，无氰镀锌技术在镀液性能如均镀性、电流效率、耐大电流冲击、光亮区

43、范围及锌层理化性能如耐蚀性、延展性等方面都能达到(d do)工业制品质量需要，且工艺过程不使用氰化物，减少了含氰污染物的排放 20。在电镀行业氯化物镀锌技术已经占电镀锌工艺约90 。目前，无氰镀锌工艺在厚镀锌层上镀层性能还达不到氰化镀锌水平，须严格控制工艺参数。尢氰镀锌工艺添加剂中由于胺、络合剂和表面活性剂类物质的添加，应注意排放水氨氮、化学需氧量(COD)及重金属等污染物对水处理影响。2.2.2无氰镀铜。无氰镀铜有焦磷酸盐镀铜、碱性无氰镀铜和酸性无氰镀铜，都有成熟的工艺应用在行业中。其中酸性无氰镀铜工艺适用于钢铁、铜、锡基质工件直接镀铜工艺，在pH：I030酸性溶液条件下，为钢铁工件电(或化

44、学)镀铜。镀液由五水硫酸铜、阻化剂、络合剂和还原剂等组成。其原理是：选择适合(shh)酸性镀铜液的酸盐与阻化剂合理配位，抑制铜离子与钢铁的置换反应，以葡萄糖等组成的复合还原剂，使二价铜离子在金属表面形成镀层而不是置换层，工件基体与镀层结合牢固，组合络合剂使酸性镀铜液产生的有害成分和带人的杂质有效离沉淀，从而获得结合力牢固的镀铜层。该技术镀层结晶细致牢固、工艺稳定、电流效率高、沉积速度快，镀液稳定，质量可靠，电镀成本低，操作简单。镀液不含氰化物、甲醛及强络合剂等有害成分，生产中无有毒、有害气体挥发。使用无氰酸性镀铜一酸性硫酸铜工艺组合、喷砂一无氰酸性镀铜工艺组合应注意控制镀层结合力风险。 2.2

45、.3三价铬电镀。适用于镀装饰铬，不适用于镀硬铬。该技术采用(ciyng)氨基乙酸体系和尿素体系镀液，镀层质量、沉积速度、耐腐蚀性、硬度和耐磨性等都可媲美Cr()镀层，但Cr(m)的毒性远远小于Cr(VI)，在装饰铬领域大有取代Cr(VI)电镀的趋势 21。 2.2.4纳米复合电镀。通过电沉积的方法，在合金电镀溶液中添加经过特殊制备、分散的纳米材料，合金与纳米材料共沉积于镀层，生成纳米合金复合镀层使其性能得到改善。目前，通过电沉积法已经得到了40多种纳米复合镀层，例如NiCu合金、NiMo合金、Niw合金及NiWP合金等。NiWP合金镀层具有高的热稳定性，良好的可焊性，耐磨性和耐蚀性，可用于微电

46、子电路，还有良好的催化析氢特性 22。哈尔滨工业大学研发的NiCoB钠米晶合金电镀工艺，其镀层表面致密，硬度高于硬铬镀层，达1087HV 耐蚀性与硬铬镀层相当 23。纳米复合电镀技术工艺简单，可自动化控制，电流效率达80 ，材料利用率大于95，但成本稍高，是有望替代镀硬铬的关键技术之一。 22 电镀清洗水减量化技术 2.2.1逆流漂洗。 分为间歇式和连续式逆流漂洗。通常情况下，形状简单又便于漂洗的镀件才可以考虑使用间歇式逆流漂洗。实际应用较多的连续式逆流漂洗，由若干漂洗槽串联组成，清水从末级槽进入，漂洗废水从第一级槽排出，水流方向与镀件移动方向相反。逆流漂洗技术比单槽漂洗法节水50 以上。2.

47、2.2喷洗。分为喷淋水洗和喷雾水洗。喷淋水洗是通过水泵使水经喷管、喷嘴和喷孔等装置进行淋洗；喷雾水洗是采用压缩空气的气流使水雾化，通过喷嘴形成气水雾冲洗镀件。由于喷嘴可调到任意需要的角度，提高了冲洗效率，比单槽漂洗法节水70以上。该技术对品种单一、批量较大的镀件有一定的优越性，但对于复杂(fz)工件的喷射水洗效果不佳。 23 清洗(qngx)废水槽边处理技术 清洗水经过多次使用，其中镀液(或某离子)浓度高于清洗水质标准限值时，可采用离子交换、反渗透膜或电解技术等对清洗水进行在线处理，出水水质能够满足清洗水要求，返回清洗系统，浓溶液可回补镀液槽或直接回收贵金属。上海某研究所开发的基于离子交换技术

48、的槽边处理装置(zhungzh)在江苏省已安装400余套，该装置对镀镍废水中镍的回收率在90 以上，处理后清洗水回用率在70以上24。 六价铬是我国“十二五”期间重点防控的污染物，属于致癌、致畸、致突变的剧毒物质，对人类危害极大，是国家重点控制的五类重金属污染物之一。但同时，铬及其化合物在工业生产中又有着极为广泛的应用，广泛用于冶金、钢铁及电镀行业，是现代科技中极其重要的金属。因此，回收含铬废水中的铬元素并达到无害化、资源化有重要意义。实验部分实验目的学习水样中铬的处理方法，使具有一定浓度的含铬废水能够达到国家排放标准、通过分光光度法测定含铬废水的浓度、实验室通过测试处理不同浓度的含铬废水所需

49、药剂量，推算每种浓度的待处理废水达到排放标准所需最佳药剂量，从而在实际工程中节约成本。2.2 实验原理 1、在酸性溶液中，六价铬离子与二苯碳酰二肼反应，生成紫红色络合物，其最大吸收波长为540nm，吸光度与浓度的关系符合比尔定律。反应式如下：OCNHNHC6H5NHNHC6H5二苯碳酰二肼+Cr6+OCNHNHC6H5N = NC6H5苯肼羟基偶氮苯+Cr3+紫色络合物如果测定总铬，需先用高锰酸钾将水样中的三价铬氧化为六价，再用本法测定。按下式计算样品中六价铬含量（mg/L）六价铬（Cr6+ ，mg/L）式中 m由校准曲线(qxin)查得的水样含六价铬质量，g；V一水样的体积(tj)，ml。六

50、价铬含量以三位有效数字(yu xio sh z)表示。2、还原沉淀法处理含铬废水的原理是，首先用酸将废水ph调至酸性，加适当还原剂，六价铬被还原到三价，然后用碱将ph调到碱性，三价铬变成氢氧化铬沉淀，铬以氢氧化铬的形式从溶液中分离出来。以亚铁为还原剂的反应方程式为： Cr2O72-+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O Cr3+3OH-=Cr(OH)3 Fe3+3OH-=Fe(OH)32.3 实验仪器与材料1仪器 容量瓶、紫外-可见分光光度计、比色皿、比色管、实验室常用仪器（电子分析天平、数显恒温水浴锅、电炉、pH计等）。2. 试剂 丙酮； K2CrO7；二苯基碳酰二肼；0.020

51、mol/LH2SO4；H3PO4；硫酸亚铁； NaOH；以上试剂均为分析纯，实验用水为蒸馏水。2.4 实验方法2.4.1二苯碳酰二肼分光光度法测定六价铬浓度1.六价铬标准储备液的制备（0.1mg/mL）：称取于110干燥2h的重铬酸钾（K2CrO7，优级纯）（0.28290.0001）g，溶解后，移入1000ml容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。2.铬标准溶液A 吸取5.00ml铬标准储备液置于500ml容量瓶中，用水稀释于标线线，摇匀。此溶液1ml含1.00g六价铬。使用当天配制。铬标准溶液B 吸取25.00ml铬标准储备液置于500ml容量瓶中，用水稀释于标线线，摇匀。此溶液1ml含5.00

52、g六价铬。使用当天配制。3.显色剂：称取二苯碳酰二肼（C13N14H4O）0.2g，溶于50ml丙酮中，加水稀释到100ml，摇匀，储于棕色瓶，置冰箱中（色变深后不能使用）4.样品溶液配制：取适量重铬酸钾配制待测液5.空白试验：以蒸馏水进行空白试验。6.样品浓度测定：取适量（含六价铬少于50g）样品溶液，置于50ml比色管中，用水稀释至标线。加入0.5ml硫酸溶液和0.5ml磷酸溶液，摇匀。加人2ml显色剂，摇匀放置510min后，在540 nm波长处，用10或30 mm的比色皿，以水做参比，测定吸光度，扣除空白试验测得的吸光度后，从校准曲线上查得六价铬含量7.校准曲线制作：向一系列50 ml

53、比色管中分别加人0，0.20，0.50，1.00，2.00，4.00，6.00，8.00和10.00ml铬标准溶液A或者B，用水稀释至标线。以测得的吸光度(gungd)减去空白试验的吸光度后所得的数据，绘制以六价铬的量对吸光度的校准曲线。2.4.2 最佳(zu ji)药剂量的确定取100ml的含铬标准(biozhn)储备液（100ppm）于200ml烧杯中，平行六组，用硫酸将pH值调至适当范围，分别加入一定量不同浓度的硫酸亚铁溶液（0.05g、0.1g、0.2g、0.3g、0.4g、0.5g、0.7g）。反应30min后，用氢氧化钠将pH值调至89，静置沉淀15分钟，取上清液用二苯碳酰二肼分光

54、光度法测定六价铬浓度。2.5 结果与讨论2.5.1紫外可见分光光度法测定六价铬浓度1、实验过程中我们用了9组平行实验，利用二苯基碳酰二肼做显色剂，显紫色，如下图所示：图为浓度从低到高的铬溶液加显色剂后的情况利用紫外可见分光光度法测出不同浓度含铬溶液的吸光度，做出标准曲线如下图：2.5.2 最佳(zu ji)药剂量的确定对于一定浓度(nngd)的含铬废水，我们利用还原沉淀法来使其达标排放，根据电镀(dind)污染物排放标准（GB21900-2008），六价铬的排放标准是0.2mg/L。最终确定硫酸亚铁的量为大于0.3g时（针对50mg/L的含铬废水），能使废水达标排放。实验过程中：3 工艺设计3

55、.1工艺流程设计3.1.1工艺流程(n y li chn)图3.1.2工艺流程(n y li chn)说明采用(ciyng)硫酸亚铁还原沉淀法处理含铬废水。含铬废水自车间流入调节池调节水质，开启空气搅拌及机械搅拌系统，开启提升泵提升至PH调整池，同时观察电磁流量计控制流量，同时投酸加药泵在PH仪的控制下自动控制投加，调节pH值在2.53之间，出水流入还原池，投加硫酸亚铁将六价铬还原为三价铬，同时硫酸亚铁投加药泵在ORP仪的控制下自动控制投加，调节ORP值在300-350mv之间，废水自流入PH调整池二进行中和反应，通过碱投加泵在PH仪自动控制下调节PH值为8.0左右，使三价铬转化成氢氧化物加以

56、沉淀，出水自流入混凝反应池，同时开启PAC/PAM加药泵，经混凝后废水自流至沉淀池进行固液分离，上清液流至机械过滤器进行过滤，实现达标排放，污泥定期排放至污泥浓缩池，浓缩后的污泥经过带式压滤机压滤处理，得到的干泥集中回收进行资源化利用，滤液进入回流池回流至混凝反应池。3.2处理工艺设计参数调节池用 途： 用于储存收集来的含铬废水外形尺寸： 2000050004500mm设计水量： 50m3有效(yuxio)容积(rngj)： 400m3停留时间： 8h结构(jigu)形式： 钢筋混凝土内部处理： 衬5mm厚耐酸、碱玻璃钢防腐数 量： 1座 沉入式液位计： （耐腐蚀型） 数 量： 1套 空气搅拌

57、装置： 1套 含铬废水提升泵型 号： 100WFB-C(耐腐蚀自吸泵)规 格： Q=50m3/h,H=19m,N=11Kw，2900rpm数 量： 2台(一用一备)产 地： 江苏靖江还原反应池本系统内分置二个不同的反应段，第一段为PH调节阶段，第二段为氧化还原反应阶段，分别向第一段和第二段内部投加H2SO4和FeSO4。处 理 量： 50m3/h有效尺寸： 340030002800mm数 量： 1台（分两格）有效容积： 12.5m3水力停留时间： 15min主要材料： 钢筋混凝土防腐：内壁衬耐酸、碱环氧树脂玻璃钢，厚度5mm。 配置(pizh)： 搅拌机2台，每台N=0.75kw。 PH在线仪

58、（传感器），安装在反应槽第一(dy)格出水处。 ORP在线仪（传感器），安装在反应(fnyng)槽第二格出水处。混凝反应池本系统内分置两个不同的反应段，第一段为PH调节反应，第二段为絮凝，分别向第一二段投加NaOH和PAC。处 理 量： 50m3/h有效尺寸： 51003000H2800mm数 量： 1台（分两格）有效容积： 12.5m3水力停留时间： 15min主要材料： 钢筋混凝土防腐：内壁衬耐酸、碱环氧树脂玻璃钢，厚度5mm。 配置： 搅拌机2台，每台N=0.75kw。 PH在线仪（传感器），安装在反应槽第一格出水处。沉淀池废水反应后生成的絮状物、沉淀物在这里得到沉淀去除。处 理 量：

59、50m3/h有效尺寸： 1000060005000mm数 量： 1台水力停留时间： 4h主要(zhyo)材料： 钢筋(gngjn)混凝土表面(biomin)负荷： 0.83m3/m2.h 配置：斜管填料： 35材 料： PP数 量： 60m2防腐：内壁衬耐酸、碱环氧树脂玻璃钢，厚度5mm。机械过滤器外形尺寸： 32004450mm容器类别： 立式圆形容器运行流速： 10m/h设计压力： 0.6MPa试验压力： 0.75MPa工作温度： 4-50C主要材质： Q235-A滤料层高： 石英砂H=800mm，无烟煤H=400mm 合 计： 1200mm水反洗强度： 13L/(m2s)水反洗压力： 0

60、.2MPa水反洗时间： 5min出水悬浮物： 1 mg/l数 量： 1台 配置：机械过滤器供水泵：型 号： 150WFB-A (耐腐蚀自吸泵)规 格： Q=154m3/h,H=26m,N=30kw，2900rpm数 量： 2台（过滤器反洗时两台同时(tngsh)开启）产 地： 江苏靖江带式压滤机规格型号： XYJ120/1000过滤器面积(min j)： 120滤室容积(rngj)： 1800滤板厚度： 60mm滤室数量： 72个滤饼厚度： 30mm外形尺寸： 732014601520mm电机功率： 1.5kw数 量： 1台每台污泥脱水机配套污泥螺杆泵2台，1用1备，型号G50-1，Q=20m