鐵屑應(yīng)用于電鍍污泥減量工藝初探

1、鐵屑應(yīng)用于電鍍污泥減量工藝初探論文摘要：采用鐵屑與酸性廢水混合的方法對(duì)廣東省清遠(yuǎn)市某電鍍廠廢水進(jìn)行處理現(xiàn)場(chǎng)小試研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明：利用在酸性廢水中投加鐵屑的方法，使廢水的pH值明顯上升，且產(chǎn)生的Fe 隨著原水的酸度的增加而增多。而且投加鐵屑后的酸性廢水和含鉻廢水的混合對(duì)六價(jià)鉻離子也有一定程度的去除作用，且可以大大減少用于中和的石灰和提供亞鐵離子的硫酸亞鐵投加量，從而減少?gòu)U水處理工藝污泥的產(chǎn)生量。論文關(guān)鍵詞：鐵屑,電鍍廢水,石灰,污泥量電鍍行業(yè)是當(dāng)今全球三大污染工業(yè)之一，其產(chǎn)生的廢水具有極大的毒性和危害性。電鍍廢水的處理方法主要包括化學(xué)沉淀法、內(nèi)電解法和生物法等。其中，化學(xué)處理法是指向廢水中投加

2、一些化學(xué)藥劑，通過(guò)化學(xué)反響改變廢水中污染物的化學(xué)性質(zhì)，使其變成無(wú)害物質(zhì)或易于與水別離的物質(zhì)，再進(jìn)一步從廢水中除去的處理方法。目前，化學(xué)法仍是國(guó)內(nèi)外電鍍廢水中處理的主流技術(shù)，具有技術(shù)成熟、投資小、費(fèi)用低、*通信 汪曉軍 115 含鉻廢水 0.5 1.5實(shí)驗(yàn)方法與原理：采用鐵屑與電鍍廠的酸性廢水混合，鐵屑經(jīng)酸性廢水反響后產(chǎn)生亞鐵離子，并提高廢水的pH。與單純的用石灰提高pH，再投加亞鐵鹽相比，鐵屑與酸性廢水的混合具有很大的優(yōu)勢(shì)。首先，對(duì)于Cr(VI)，亞鐵離子是復(fù)原的真正起作用的局部。采用硫酸亞鐵復(fù)原六價(jià)鉻，亞鐵離子的含量只占硫酸亞鐵的1/5，同時(shí)硫酸亞鐵中含有硫酸根等雜質(zhì)與石灰易生成硫酸鈣，而直

3、接采用鐵屑與酸性廢水反響，能夠減少因硫酸亞鐵的投入而帶來(lái)的硫酸根，減少了廢水在后續(xù)處理過(guò)程中結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)。另外，pH的升高減少了調(diào)高pH所投入的石灰量，最終減少石灰引起的污泥量。2.試驗(yàn)結(jié)果與討論2.1試探性試驗(yàn)取酸性廢水5L，投入100g的鐵屑，每隔3小時(shí)測(cè)廢水pH的變化，并在pH穩(wěn)定后，將含鉻廢水與經(jīng)鐵屑處理后的酸性廢水分別以1：0未混合酸性廢水、1：1、1：2、1：3、1：4、1：5、1：6、1：7的體積比相混合，測(cè)鉻離子的剩余含量，進(jìn)而考察混合后對(duì)鉻的去除情況。圖1參加鐵屑后pH值隨時(shí)間變化Fig1EffectonthepHvaluewithtime圖2含鉻廢水與加鐵屑后酸性廢水不同體積

4、比混合后鉻離子含量的變化Fig2Theeffectonchromiumionsremovalofdifferentvolumeratioofmixingofchromium-containingwastewaterandacidicwastewater如圖1所示，酸性廢水初始pH值為2.5，參加鐵屑后，在前25小時(shí)內(nèi)，pH值隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而快速增長(zhǎng)，根本呈線性關(guān)系，而從25小時(shí)到40小時(shí)，pH值趨于平緩，穩(wěn)定在5.5左右。此時(shí)，廢水中已經(jīng)產(chǎn)生一定量的亞鐵離子。如圖2，當(dāng)含鉻廢水與此酸性廢水的體積比為1：1，1：2，1：3時(shí)，鉻離子含量的下降幅度最大，對(duì)應(yīng)總鉻的去除率分別為74.3%，88.57

5、%，94.86%，六價(jià)鉻的去除率為61.45%，77.3%，88.42%。當(dāng)體積比大于1：3時(shí)，鉻離子剩余含量下降緩慢，最后根本保持不變。在體積比大于1：5時(shí)，鉻離子含量小于0.5，到達(dá)污水排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，隨著體積比的增大，亞鐵離子的含量增大，三價(jià)鉻的含量變少，在體積比大于1：4時(shí)，總鉻與六價(jià)鉻濃度趨于一致。2.2系統(tǒng)性試驗(yàn)由試探性試驗(yàn)結(jié)果我們可以看到，鐵屑與廢水的混合使廢水的pH升高和亞鐵離子的生成的實(shí)驗(yàn)思路是可行的，在此根底上，進(jìn)行了進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。取25L酸性廢水，測(cè)得其pH值為2.87，將其平均分成5份分別置于5個(gè)大桶內(nèi)，并根據(jù)電鍍廠廢水的pH規(guī)律，將5個(gè)大桶的pH分別調(diào)至1，2，3，4，

6、5，以模擬不同pH值的酸性廢水。并稱取5份200g的鐵屑，分別投入到上述5個(gè)桶內(nèi)，每隔2個(gè)小時(shí)測(cè)其pH值以及亞鐵離子含量，并考察其規(guī)律。其結(jié)果如圖3，4：圖3不同初始pH值的酸性廢水參加鐵屑后pH值隨時(shí)間的變化Fig3TheeffectonthepHvalueofacidicwastewaterindifferentinitialpHwithtime圖4不同初始pH的酸性廢水參加鐵屑后Fe隨時(shí)間的變化Fig4TheeffectontheproductionofFeofacidicwastewaterindifferentinitialpHwithtime由圖3可以看出，水樣pH值的變化都是隨著

7、時(shí)間的延長(zhǎng)，pH值先快速增加后趨于平穩(wěn)。當(dāng)初始pH值為1和2時(shí)，水樣在30h后開(kāi)始平穩(wěn)，上升的pH分別為4和3。而當(dāng)初始pH值為3、4、5時(shí)，在25h后開(kāi)始保持穩(wěn)定，最后趨于中性。由圖4可以看出，在初始pH值為1時(shí)效果最好，混合2.5h之后，亞鐵離子含量即可到達(dá)125mg/L，在前12.5h之內(nèi)亞鐵離子含量迅速躍升到425mg/L。在初始pH值為2時(shí)，效果不如pH值為1時(shí)明顯，但一直處于上升狀態(tài)，最終到達(dá)100mg/L。對(duì)于初始pH值為3，4，5的水樣，其亞鐵含量波動(dòng)較大，可能是由于生成的亞鐵較少，局部亞鐵隨時(shí)間延長(zhǎng)被空氣氧化為三價(jià)鐵的緣故。而且，可以看到隨著廢水初始酸性的增強(qiáng)，最終生成的亞鐵

8、離子也增多。在以上實(shí)驗(yàn)的根底上，我們得出，初始pH值為1時(shí)的水樣pH的提升和產(chǎn)生亞鐵離子的綜合效果最好，因此，選擇此廢水做實(shí)驗(yàn)更具有代表性和參考價(jià)值。將其與含鉻廢水的混合以不同的體積比相混合，測(cè)定鉻離子的剩余含量。同時(shí)，含鉻廢水與酸性廢水混合后,將其pH值調(diào)至7后所需要的石灰量與含鉻廢水直接投加硫酸亞鐵去除鉻實(shí)驗(yàn)所需要的石灰做比照。其結(jié)果如表2和表3：表2不同含鉻廢水與酸性廢水的體積比對(duì)鉻離子的去除效果Tab2Theeffectonchromiumionsremovalofdifferentvolumeratioofmixingofchromium-containingwastewateran

9、dacidicwastewater 體積比 石灰投加量 總鉻 六價(jià)鉻 1:0 0 245 77.35 1:1 250 90 33.76 1:2 180 46 30.465 1:3 150 35 26.93 1:4 100 30 20.93 1:5 75 28 16.357 1:6 75 24 13.288 1:7 75 20 11.875 表3不同投加量的硫酸亞鐵和石灰對(duì)鉻離子的去除效果Tab3TheeffectonchromiumionsremovalofdifferentdosageoflimeandFerrousSulfate 硫酸亞鐵投量 石灰投加量 總鉻 六價(jià)鉻 0 0 245 77

10、.35 500 400 185 39.575 1000 600 110 37.455 1500 700 55 31.7 2000 800 20 17.715 2500 900 0.2 0.115 由表2可以看到，當(dāng)含鉻廢水與酸性廢水混合的體積比為1：1時(shí)，僅僅需要投加250mg/L的石灰就可以將總鉻從245mg/L降到90mg/L，而表3可以看到當(dāng)總鉻從245mg/L降到110mg/L時(shí)，需要投加1000mg/L硫酸亞鐵即含鉻廢水與硫酸亞鐵的體積比為1：4，而且投加600mg/L石灰。同時(shí)，將總鉻從245mg/L降到20mg/L時(shí)，那么需要含鉻廢水與酸性廢水混合的體積比為1：7，且僅需要75m

11、g/L石灰；或者投加2000mg/L的硫酸亞鐵和多達(dá)900mg/L的石灰。由此，我們可以看到，當(dāng)去除相同量的鉻，投加硫酸亞鐵所用的石灰遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于含鉻廢水與酸性廢水混合后的石灰用量，也就是說(shuō)鐵屑與酸性廢水的混合能大大減少污泥量。3.工程適用性探討本試驗(yàn)證明了鐵屑與酸性廢水的混合可以提高pH值，產(chǎn)生亞鐵離子，進(jìn)而大大減少石灰和硫酸亞鐵的用量，從而減少電鍍廢水處理所產(chǎn)生的污泥量。但實(shí)驗(yàn)的作用最終還是要用于實(shí)踐?，F(xiàn)階段，針對(duì)利用化學(xué)法處理電鍍廢水而產(chǎn)生的重金屬污泥主要包括水泥固化，鐵氧體固化，填?；蛉紵忍幹梅椒ā５钣行Ы?jīng)濟(jì)環(huán)保的治理方法應(yīng)是從源頭減少污泥產(chǎn)生量，并使生產(chǎn)過(guò)程的廢物實(shí)現(xiàn)資源化。在電鍍廢

12、水處理工程中可以在酸性廢水池中投入一定量的鐵屑，并收集電鍍廢水中的酸性廢水，以逆流的形式將酸性廢水向上進(jìn)水，并將其出水通入含鉻銅鎳等原水池中進(jìn)行混合。從而解決污泥量大的問(wèn)題，是降低電鍍本錢(qián)的一種有效有益的方法。4結(jié)論：1利用在酸性廢水中投加鐵屑的方法，使廢水的pH值明顯上升，且產(chǎn)生的亞鐵離子隨著水的酸度的增加而增多。而且參加鐵屑后的酸性廢水和含鉻廢水的混合對(duì)鉻離子也有顯著的去除作用。2與化學(xué)法中在含鉻廢水中直接投加硫酸亞鐵和石灰的傳統(tǒng)工藝相比，去除相同量的鉻，利用在酸性廢水中投加鐵屑并將其與含鉻廢水混合的方法可以大大減少石灰與硫酸亞鐵的的使用量。3此方法可以用于工程實(shí)際中，石灰和硫酸亞鐵投加量的減少可以從源頭上降低污泥量，降低廢水處理本錢(qián)。參考文獻(xiàn)1 Ying Xu, Tianyi Xu. Heavy Metal Complexes Wastewater Treatment with Chelation.Precipitation.(2021)IEEE.2789-27932 彭興盛,孟洪,谷慶寶,等. 化學(xué)法處理混合電鍍廢水的工藝流程及藥劑選擇. 水處理技術(shù). 2003,29(6):363-3663 鄧小紅. 鐵屑內(nèi)點(diǎn)解法處理電鍍含鉻廢水的實(shí)驗(yàn)研究及應(yīng)用. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2021,2(10):1349-13524 葉錦韶,尹華,彭輝