《离子交换法处理电镀含铬废水工艺设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《离子交换法处理电镀含铬废水工艺设计（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 1 页 共 29 页 某表面处理车间离子交换法处理电镀含铬废水工艺设计 摘要 本设计以电镀含铬废水为对象 设计处理能力为 120m3 d 主要去除废水中的 Cr VI 本设计的核心工 艺选择离子交换法来处理电镀含铬废水 出水水质达到 污水综合排放标准 GB21900 2008 规定的一级标准 该工 艺能够有效地去除电镀废水中的 Cr VI 同时实现铬酸的回收 关键词 离子交换树脂 电镀含铬废水 再生 Surface treatment workshop ion exchange method to treat chromium containing wastewater process d
2、esign Sun Wenyue Grade10 Class1 Major Environmental engineering College of Chemical and Environmental Science Shaanxi University of Technology Hanzhong 723001 Shaanxi Tutor Tang Bo Abstract The design is an object with electroplating wastewater containing chromium design processing capacity of 120m3
3、 d mainly to remove Cr VI in the waste water The core of the design process select ion exchange method to deal with the electroplating wastewater containing chromium Effluent water quality meet the integrated wastewater discharge standard GB21900 2008 the prescribed standards for level 1 The process
4、 can effectively remove Cr VI in electroplating waste water at the same time realize the chromic acid recycling Key words ion exchange resin waste water containing Cr VI regeneration 第 2 页 共 29 页 目录 1 概述 5 1 1 电镀铬工业的发展 5 1 2 六价铬电镀废水的危害 5 1 3 国内外电镀含铬废水的治理状况 5 1 3 1 国内电镀含铬废水的治理状况 5 1 3 2 国外电镀含铬废水的治理状况
5、 5 1 4 常用电镀含铬废水处理技术 6 1 4 1 物理方法 6 1 4 2 化学方法 7 1 4 3 物理化学方法 8 1 4 4 生物处理方法 9 2 设计资料 10 2 1 设计任务及依据 10 2 1 1 设计任务 10 2 1 2 设计依据 10 2 1 3 设计原则 10 2 2 设计基础资料 10 2 2 1 设计规模及设计水质 10 2 2 2 处理要求 10 3 电镀含铬废水的处理方案和工艺流程 11 3 1 废水来源 11 第 3 页 共 29 页 3 2 电镀含铬废水主要成分 11 3 3 工艺比较分析 11 3 3 1 亚硫酸盐还原处理技术 11 3 3 2 硫酸亚
6、铁 石灰处理技术 11 3 3 3 微电解处理技术 12 3 3 4 离子交换技术 12 3 4 基本原理 13 3 5 处理流程 14 3 5 1 处理流程的选择 14 4 相关构筑物计算 17 4 1 废水的预处理 17 4 1 1 调节池 17 4 1 2 过滤柱 18 4 2 离子交换除铬系统 18 4 2 1 除铬阴柱 19 4 2 2 除酸阴柱 20 4 2 3 酸性阳柱 20 4 2 4 脱钠柱 21 4 3 附属构筑物计算 21 4 3 1 贮酸槽 21 4 3 2 配酸槽 21 4 3 3 碱液贮槽 配碱槽 22 第 4 页 共 29 页 4 3 4 碱复用槽 22 4 3
7、5 高位配槽 碱槽 和复用碱槽 22 4 3 6 H2CrO4贮槽和 Na2CrO4贮槽 22 4 3 7 纯水低位贮槽 22 4 3 8 纯水高位配槽 22 5 水力计算 22 5 1 废水输送管道与调节池提升泵 22 5 2 石英砂过滤柱反冲洗 23 5 2 1 参数选取 23 5 2 2 水力计算 23 5 3 淋洗 24 5 4 酸液提升管道与泵 24 5 5 碱液提升管道与泵 24 5 6 Na2CrO4液提升管道与泵 24 6 经济预算 25 7 交换柱等设备的材质选择和防腐措施 25 8 操作管理注意事项 26 8 1 操作管理注意事项 26 8 2 树脂管理的注意事项 26 总
8、结与体会 27 参考文献 28 致谢 29 第 5 页 共 29 页 1 概述 1 1电镀铬工业的发展电镀铬工业的发展 六价铬电镀是电镀行业中应用最广泛的三大镀种之一 量大面广 在电镀工业中占有极其重要 的地位 六价铬镀层外观优美 硬度高 硬度为800 1000HV 几乎是所有镀层中最硬的镀层 耐 蚀 耐磨性好 具有高稳定性和高反光性 六价铬镀层不仅用于装饰性镀层 而且大量用于功能性 镀层以及工件的修复等 微裂纹铬层还可以作为润滑镀层 功能电镀硬铬的工件包括液压汽缸和柱 塞 曲轴 印刷板 滚筒 内燃机活塞 塑料模具和玻璃纤维工件 切削工具等 也可以用于修复 磨损的工件 例如滚筒 模具 汽缸和曲
9、轴的修复 随着技术的发展和环境保护的重视 在传统镀铬的基础上 相继发展了微裂纹和微孔铬 乳白 铬 松孔镀铬 镀黑铬 低浓度镀铬 稀土镀铬 高效率镀硬铬及镀二价铭等新工艺 使镀铬层的 应用范围进一步扩大 不同六价铬电镀工艺所用的原料成分不同 那么在废水处理工艺的选择过程中应根据原料成分 的差异采取相应的处理工艺 以满足回收利用条件或达标的要求 1 1 2六价铬电镀废水的危害六价铬电镀废水的危害 六价铬电镀在推进了电镀工业发展的同时 也造成了极其严重的环境污染 据2006年不完全统 计 我国电镀行业当年排出的电镀含铬废水约有40亿立方米 2 六价铬是严重的腐蚀介质和环境的 重污染物质 它的毒性大约
10、是三价铬毒性的100倍 如果水中六价铬的含量超过0 05mg L 就会对 人体产生毒性作用 六价铬还对皮肤有严重的刺激性 能造成皮肤溃疡 长期摄入会引起肺癌 肾 胃衰竭并引起表皮组织的损伤 另外 六价铬对农作物的影响也极为严重 5 6mg L的Cr VI 就能 使农作物枯死 同时可使土壤气孔堵塞 破坏土壤团粒结构 电镀过程产生的含铬废水会污染江河 水质 对生态环境造成严重的污染 世界卫生组织 美国 英国等均有规定饮用水中Cr VI 的含量不能超过0 05mg L 美国环境保 护局 EPA 将六价铬列为7种高度危险的毒性物质之一 六价铬还被列为危险的空气污染物质 HAP 美国资源保护和回收协议
11、RCRA 中 规定铬含量超过5mg L的废物就是一种危害废物 D007 失效 的铬酸电镀液必须作为危险废物进行处理 自2010年7月1日起 我国工业废水中六价铬最高容许排 放浓度全部执行0 2mg L的排放限值 在我国 铬电镀废水是六价铬污染的主要来源 严重污染我 国的水 土壤和大气环境 因此 研究含铬废水的处理具冇非常重要的意义 1 3国内外电镀含铬废水的治理状况国内外电镀含铬废水的治理状况 1 3 1国内电镀含铬废水的治理状况国内电镀含铬废水的治理状况 我国对电镀含铬废水的治理始于60年代中期 大多采用化学沉淀法 如FeS还原法 FeS04还原 法 石灰沉淀法等 70年代化学法有了新进展
12、出现了离子交换法 电解还原法 同时废水处理也 由线外处理转向线内处理 减少了污泥量 占地面积和投资都有所减少 部分漂洗水还实现了回用 80年代电解法和离子交换法也有了新的发展 并研制出电镀过程中的逆流漂洗工艺 减少了漂洗水 的耗量 金属回用率高 实现了闭路循环系统 但此法仅适用于单镀种作业而且投资较大 调控较 难 90年代年以来微生物技术得到了广泛的重视 但是由于电镀废水中重金属离子成分复杂 而且 容易毒害微生物 从而使菌株驯化培养十分困难 因此该法目前尚处于实验室研究阶段 节约能源 降低消耗 提高治理效率 减少污染物排放一贯是环境保护技术追求的目标 前面 提到的一些治理方法都偏重于对电镀生产
13、废水的最后处理 能源和资源消耗较多 因此 人们研究 了减少电镀生产用水量的方法 从工艺着手节约能源和降低材料消耗 电镀用水主要是清洗用水 将先进的清洗技术推广应用到电镀清洗上 能够节约大量用水 也可相应地降低治理费用 有利于 集中精力来提高治理效率 在此基础上 利用计算机进行仿真计算 控制末级清洗槽浓度 并融合 各种蒸发浓缩技术 大气蒸发 薄膜蒸发 余热蒸发 喷淋蒸发等 和离子交换技术等 将浓缩了 的清洗水微排放和无排放 实现了电镀行业清洁生产的一项创新 1 3 2国外电镀含铬废水的治理状况国外电镀含铬废水的治理状况 由于资源的匮乏和环境污染的加剧 国外的一些工业化国家早在四五十年代就着手于电
14、镀含铬 废水的治理研究 形成了一系列独具特色的处理工艺 第 6 页 共 29 页 日本电镀含铬废水的治理 日本和其他工业发达国家相同 一方面致力于改进清洗方法和工艺 以减少漂洗水耗量 利用 循环设备 离子交换法 薄膜蒸发器 反渗透等技术以达到资源回收利用 另一方面 着手建立一 系列电镀中心 将许多中小型电镀厂集中起来 废水集中处理 电镀工业中心最大的特点是废水首 先由各电镀小厂内进行预处理 然后分成不同水系由下水道排入公用的处理中心进行综合处理 最 后排水都经离子交换处理 水循环利用率高达90 所产生的污泥经分离浓缩脱水后 回用或送给 其它相关的工厂利用 废水经处理达到排放标准 由于电镀中心的
15、废水采用集中处理 使污水处理 量显著减少 水的消耗量较同规模一般电镀厂减少约十倍 且水处理设备利用率高 工作效率高 日本目前用于废水处理的费用占电镀制品总销售额的5 6 今后还将继续增长 英国电镀含铬废水处理 英国各电镀厂采用离子交换法的目的是提高水的循环利用率 有效地去除各种金属离子以应付 今后日趋严格的废水排放标准 各离子交换柱的洗脱液仍采用常规化学法作中和沉淀处理 其中固 液分离手段几乎全部采用斜管沉淀及快速砂滤 且处理设备自动化程度高 对重金属酸碱废水处理 采用pH自控系统 对Cr6 还原 氰化物氧化分解普遍采用pH及ORP 氧化还原电位 自控系统 离子 交换设备的交换终点以及再生过程
16、也采用自动控制系统 不但减轻了劳动强度 而且大大缩短了交 换柱的再生周期 提高了设备和树脂的利用率 欧美等国的电镀含铬废水处理 欧美工业发达国家特别是西德 瑞士等国更多地采用离子交换树脂提高水的循环利用率 加拿 大厄考脱 ECO TEC 公司的Recoflo离子交换短床系统处理回收铬 镍 铜等化工原料时 只要加上 混合废水pH自控系统便可满足环境要求 总之 国外电镀含铬废水的治理与国内相比具有以下特点 1 电镀生产厂点集中 废水集中处理而且综合处理效率高 2 处理设备自动化程度高 普遍都用到离子交换技术以及采用pH及0PR自控系统 3 电镀污泥或浓废液有专门的处理中心 渠道畅通 废水处理站无电镀污泥处理的后顾之忧 1 4常用电镀含铬废水处理技术常用电镀含铬废水处理技术 目前国外最实用的电镀废水处理技术为化学沉淀法 电解法 蒸发浓缩法 离子交换法四种 我国也将此四种技术作为治理电镀废水的主要手段 电镀含铬废水的治理方法很多 按其作用原理 可分为物理方法 化学方法 物理化学方法 生物方法四类 1 4 1物理方法物理方法 物理方法是利用物理作用分离废水中污染物质 在处理过程中不改变物质的化学
