【正文】 有以上優(yōu)點(diǎn)但還是 有不足之處，如廢水中污染物容度較高時(shí)，活性炭再生比較頻繁；長(zhǎng)期反復(fù)使用活性炭處理 喊含鉻廢水后，處理后水用來(lái)做清洗水時(shí)，三價(jià)鉻含量會(huì)增加，影響鈍化 膜，以及在洗脫液的利用等方面尚需進(jìn)一步探索。 活性炭吸附法處理含鉻廢水的工藝流程如圖 。 含鉻廢水 貯池 電解槽 沉淀池 污泥干化場(chǎng) 污泥收集 過(guò)濾池 凈水排放或或用 食鹽 清水 圖 工藝流程 生物法 由于傳統(tǒng)治理方法有成本高、操作復(fù)雜、對(duì)于大流量低濃度的有害污染難處理等缺點(diǎn)，經(jīng)過(guò)多年的探索和研究，生物治理技術(shù)日益受到人們的重視。 生物法能夠較好地處理電鍍綜合廢水，使廢水中的六價(jià)鉻、銅、鎳、鋅、 鎘、鉛等有害離子得到有效處理，同時(shí)形成沉淀，達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，處理方法簡(jiǎn)單適用，污泥量少。 隨著耐重金屬毒性微生物的研究進(jìn)展，采用生物技術(shù)處理電鍍重金屬?gòu)U水呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展勢(shì)頭，根據(jù)生物去除重金屬離子的機(jī)理不同可分為生物絮凝法、生物吸附法、生物化學(xué)法以及植物修復(fù)法。 生物絮凝法 生物絮凝法是利用微生物或微生物產(chǎn)生的代謝物進(jìn)行絮凝沉淀的一種除污方法。微生物絮凝劑是一類由微生物產(chǎn)生并分泌到細(xì)胞外，具有絮凝活性的代謝物。一般由多糖、蛋白質(zhì)、 DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質(zhì)構(gòu)成，分子 中含有多種官能團(tuán)，能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉淀。至目前為止，對(duì)重金屬有絮凝作用的約有十幾個(gè)品種，生物絮凝劑中的氨基和羥基可與 Cu2+、 Hg2+、 Ag+、 Au2+等重金屬離子形成穩(wěn)定的鰲合物而沉淀下來(lái)。應(yīng)用微生物絮凝法處理廢水安全方便無(wú)毒、不產(chǎn)生二次污染、絮凝效果好，且生長(zhǎng)快、易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化等特點(diǎn)。此外，微生物可以通過(guò)遺傳工程、馴化或構(gòu)造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有廣闊的應(yīng)用前景。 生物吸附法 生物吸附法是利用生物體本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)及成分特性來(lái)吸附溶于水中的金屬離子 ，再通過(guò)固液兩相分離去除水溶液中的金屬離子的方法。利用胞外聚合物分離金屬離子，有些細(xì)菌在生長(zhǎng)過(guò)程中釋放的蛋白質(zhì)，能使溶液中可溶性的重金屬離子轉(zhuǎn)化為沉淀物而去除。生物吸附劑具有來(lái)源廣、價(jià)格低、吸附能力強(qiáng)、易于分離回收重金屬等特點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。 渡槽 回收槽 鍍件方向 清 洗 槽 1 2 3 過(guò)濾槽 泵 流量計(jì) 活性炭柱 活性炭柱 補(bǔ)給水 圖 工藝流程 生物化學(xué)法 生物化學(xué)法指通過(guò)微生物處理含重金屬?gòu)U水，將可溶性離子轉(zhuǎn)化為不溶性化合物而去除。硫酸鹽生物還原法是一種典型生物化學(xué)法。該法是在厭氧條件下硫酸鹽還原菌通過(guò)異化的硫酸鹽還原作用，將硫酸鹽還原成 H2S，廢水中的重金屬離子可以和所產(chǎn)生的H2S 反應(yīng)生成溶解度很低的金屬硫化物沉淀而被去除，同時(shí) H2SO4的還原作用可將 SO42轉(zhuǎn)化為 S2而使廢水的 pH 值升高。因許多重金屬離子氫氧化物的離子積很小而沉淀。有關(guān)研究表明，生物化學(xué)法處理含 Cr(VI)濃度范圍為 30— 40 mg/L 的廢水去除率可達(dá)%— %。有人還利用家畜糞便厭氧消化污泥進(jìn)行礦山酸性廢水重金屬離子的處理，結(jié)果表明該方法能有效去除廢水中的重金屬。趙曉紅等人用脫硫腸桿菌 (SRV)去除電鍍廢水中的銅離子，在銅質(zhì)量濃度為 mg/L 的溶液，當(dāng) pH 為 時(shí)，去除率達(dá)%。 植物修復(fù)法 植物修復(fù)法是指利用高等植物通過(guò)吸收、沉淀、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金屬含量，以達(dá)到治理污染、修復(fù)環(huán)境的目的。植物修復(fù)法是利用生態(tài)工程治理環(huán)境的一種有效方法，它是生物技術(shù)處理企業(yè)廢水的一種延伸。利用植物處理重金屬，主要有三部分組成： （ 1） 利用金屬積累植物或超積累植物從廢水中吸取、沉淀或富集有毒金屬； （ 2） 利用金屬積累植物或超積累植物降低有毒金屬活性，從而可減少重金屬被淋濾到地下或通過(guò)空氣載體擴(kuò)散： （ 3） 利用金屬積累植物或超積累植物將土壤中或水中的重 金屬萃取出來(lái)，富集并輸送到植物根部可收割部分和植物地上枝條部分。通過(guò)收獲或移去已積累和富集了重金屬植物的枝條，降低土壤或水體中的重金屬濃度。在植物修復(fù)技術(shù)中能利用的植物有藻類、草本植物、木本植物等。 藻類凈化重金屬?gòu)U水的能力，主要表現(xiàn)在對(duì)重金屬具有很強(qiáng)的吸附力，利用藻類去除重金屬離子的研究已有大量報(bào)道。褐藻對(duì) Au的吸收量達(dá) 400 mg/g，在一定條件下綠藻對(duì) Cu、 Pb、 La、 Cd、 Hg等重金屬離子的去除率達(dá) 80%— 90%，馬尾藻、鼠尾藻對(duì)重金屬的吸附雖然不及綠海藻，但仍具有較好的去除能力。 草本植物凈化重金 屬?gòu)U水的應(yīng)用已有很多報(bào)道。鳳眼蓮是國(guó)際上公認(rèn)和常用的一種治理污染的水生漂浮植物，它具有生長(zhǎng)迅速，既能耐低溫、又能耐高溫的特點(diǎn)，能迅速、大量地富集廢水中 Cd、 Pb、 Hg、 Ni、 Ag、 Co、 Cr等多種重金屬。有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)鳳眼蓮對(duì)鈷和鋅的吸收率分別高達(dá) 97%和 80%。此外，還有很多草本植物具有凈化作用，如喜蓮子草、水龍、刺苦草、浮萍、印度芥菜等。 木本植物具有處理量大、凈化效果好、受氣候影響小、不易造成二次污染等等優(yōu)點(diǎn)，受到人們廣泛關(guān)注。同時(shí)對(duì)土壤中 Cd、 Hg等有較強(qiáng)的吸附積累作用，由胡煥斌等試驗(yàn)結(jié)果表明 ：蘆葦和池杉對(duì)重金屬 Pb和 Cd都有較強(qiáng)富集能力 。 膜分離法 膜分離法以選擇性透過(guò)膜為分離介質(zhì)，當(dāng)膜兩側(cè)存在某種推動(dòng)力 (如壓力差、濃度差、電位差等 )時(shí)，原料側(cè)組分選擇性透過(guò)膜，以達(dá)到分離、除去有害組分的目的。目前，工業(yè)上應(yīng)用的較為成熟的工藝為電滲析、反滲透、超濾、液膜。別的方法如膜生物反應(yīng)器、微濾等尚處于基礎(chǔ)理論研究階段，尚未進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用。電滲析法是在直流電場(chǎng)作用下，以電位差為推動(dòng)力，利用離子交換膜的選擇透過(guò)性，從而使廢水得到凈化。反滲透法是在一定的外加壓力下，通過(guò)溶劑的擴(kuò)散，從而實(shí)現(xiàn)分離。超濾法 也是在靜壓差推動(dòng)下進(jìn)行溶質(zhì)分離的膜過(guò)程。液膜包括無(wú)載體液膜、有載體液膜、含浸型液膜等。液膜分散于電鍍廢水時(shí)，流動(dòng)載體在膜外相界面有選擇地絡(luò)合重金屬離子，然后在液膜內(nèi)擴(kuò)散，在膜內(nèi)界面上解絡(luò)，重金屬離子進(jìn)入膜內(nèi)相得到富集，流動(dòng)載體返回膜外相界面，如此過(guò)程不斷進(jìn)行，廢水得到凈化。 膜分離法的優(yōu)點(diǎn)：能量轉(zhuǎn)化率高，裝置簡(jiǎn)單，操作容易，易控制、分離效率高。但投資大，運(yùn)行費(fèi)用高，薄膜的壽命短。主要用于回收附加值高的物質(zhì)，如金等。電鍍工業(yè)漂洗水的回收是電滲析在廢液處理方面的主要應(yīng)用，水和金屬離子可達(dá)到全部循環(huán)利用，整個(gè)過(guò)程 可在高溫和更廣的 pH 值條件下運(yùn)行，且回收液濃度可大大提高，缺點(diǎn)為僅能用于回收離子組分。液膜法處理含鉻廢水，離子載體為 TBP(磷酸三丁酯 )， Span80為膜穩(wěn)定劑，工藝操作方便，設(shè)備簡(jiǎn)單，原料價(jià)廉易得。也有選用非離子載體，如中性胺，常用 Alanmine336(三辛胺 )，用 2%Span80 作表面活性劑，選用六氯代 1， 3丁二烯(19%)和聚丁二烯 (74%)的混合物作溶劑，分離過(guò)程分為：萃取、反萃等步驟 .近來(lái)，微濾也有用于處理含重金屬?gòu)U水，可去除金屬電鍍等工業(yè)廢水中有毒的重金屬如鎘、鉻等。 黃原酸酯法 黃原酸法分為不溶性淀粉黃原酸酯法 （ ISX） 和纖維素黃原酸法，前者是鈉、鎂型ISX 與廢水中的重金屬離子接觸時(shí)，鍵合在硫上的鈉、鎂離子將與廢水中重金屬離子進(jìn)行交換。重金屬離子取代鈉、鎂而生成重金屬不溶性黃原酸酯沉淀下來(lái)，鈉、鎂則游離在水中。有些重金屬離子 [如 Cu2＋ 、 Cr(VI)等 ]的去除是先通過(guò)氧化還原反應(yīng)，然后再進(jìn)行離子間的交換才完成的。而纖維素黃原酸法是通過(guò)纖維素葡萄糖基經(jīng)化學(xué)改性引入 －C－ S－官能團(tuán)制成的纖維素黃原酸鹽完成的，不同金屬元素與纖維素黃原酸鹽親和力不同，并遵循 Cu≈PbCdNiZnMnMgCaNa，纖維素黃原酸鹽中的鎂和鈉均可被重金屬離子取代。能進(jìn)行以上反應(yīng)的離子有： Zn2+、 Ag+、 Au+、 Ni2+、 Mn2+、 Cr3+、 Fe2+、Cd2+、 Pb2+。 光催化法 光催化法是近年來(lái)在處理水中污染物方面迅速發(fā)展起來(lái)的新方法 ,特別是利用半導(dǎo)體作催化劑處理水中有機(jī)污染物方面已有許多報(bào)道。以半導(dǎo)體氧化物 (ZnO/TiO2)為催化 劑 ,利用太陽(yáng)光光源對(duì)電鍍含鉻廢水加以處理 ,經(jīng) 90分鐘 太陽(yáng)光照 (),使六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻 ,再以氫氧化鉻形式除去三價(jià)鉻 ,鉻的去除 率達(dá) 99%以上。 槽邊循環(huán)化學(xué)漂洗 這一技術(shù)由美國(guó) 公司和英國(guó) 公司開發(fā)。它是在電鍍生產(chǎn)線后設(shè)回收槽、化學(xué)循環(huán)漂洗槽及水循環(huán)漂洗槽各一個(gè) ,處理槽設(shè)在車間外面。鍍件在化學(xué)循環(huán)漂洗槽中經(jīng)低濃度的還原劑 (亞硫酸氫鈉或水合肼 )漂洗 ,使 90%的帶出液被還原 ,然后鍍件進(jìn)入水漂洗槽 ,而化學(xué)漂洗后的溶液則連續(xù)流回處理槽 ,不斷循環(huán)。加堿沉淀系在處理槽中進(jìn)行 ,它的排泥周期很長(zhǎng)。廣州電器科學(xué)研究所開發(fā)了分別適用于各種電鍍廢水的三大類體系的槽邊循環(huán)化學(xué)漂洗處理工藝 ,水回用率高達(dá) 95%、具有投藥少、污泥少且純度高等優(yōu)點(diǎn)。有時(shí) ,用槽邊循環(huán)和車間循環(huán)相結(jié)合。 水泥基固化法處理中和廢渣 對(duì)于暫時(shí)無(wú)法處理的有毒廢物 ,可以采用固化技術(shù) ,將有害的危險(xiǎn)物轉(zhuǎn)變?yōu)榉俏ｋU(xiǎn)物的最終處置辦法。這樣 ,可避免廢渣的有毒離子在自然條件下再次進(jìn)入水體或土壤中 ,造成二次污染。當(dāng)然 ,這樣處理后的水泥固化塊中的六價(jià)鉻的浸出率是很低的。 處理工藝的確定 在處理電鍍廢水的諸多工藝中，化學(xué)法應(yīng)用最為普遍，在國(guó)外約占 90％ 以上，中國(guó)各種電鍍廢水處理工藝的應(yīng)用比例依次為化學(xué)法、離子交換法、電解法；化學(xué)法約占40％，而且化學(xué)法呈上升趨勢(shì)并逐漸向發(fā)達(dá)國(guó)家 靠近，離子交換和電解法則呈下降，下降或上升的原因主要在于處理工藝的實(shí)用程度。采用化學(xué)法的廢水處理工程投資約占電鍍工程總投資的 5％ 左右，而離子交換、電解法、反滲透法等廢水處理工程投資約占電鍍工程總投資的 30％～ 40％ 。所以根據(jù)上一章闡述的各個(gè)處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)及本設(shè)計(jì)的實(shí)際情況選擇采用化學(xué)法進(jìn)行連續(xù)處理，同時(shí)采用亞硫酸鹽還原法將六價(jià) 鉻還原為三價(jià)鉻。 設(shè)計(jì)處理流程如圖 本課題要求處理的電鍍廢水主要含有 Cr（ VI） 、 Zn2+。除此之外電鍍廢水還具有強(qiáng)酸性，廢水中還含有部分 SS。根據(jù)查閱資料和閱讀參考文獻(xiàn)，結(jié)合以往的設(shè)計(jì)方案，本設(shè)計(jì)初步擬定采用調(diào)節(jié) +化學(xué)還原 +中和沉淀 +絮凝沉淀 +過(guò)濾的處理工藝。調(diào)節(jié)池起到調(diào)節(jié) pH，均化廢水及降低少量 SS 的作用；在酸性條件下 （ pH＜ 3） ，在反應(yīng)池內(nèi)投加Na2S2O5， Na2S2O5 為還原劑將 Cr（ VI） 還原成 Cr3+，然后廢水進(jìn)入中和沉淀池，投加氫氧化鈣將 pH 中和至 8，將廢水中的 Cr3+、 Zn2+等 轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，然后進(jìn)入絮凝沉淀 池加入 PAC,PAM 進(jìn)行沉淀，廢水通過(guò)過(guò)濾進(jìn)一步去除 SS 和部分有機(jī)物而達(dá)標(biāo)排放 。 3 設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)流量的確定 由資料知，該 冷軋帶鋼廠電鍍廢水 日排放總量為 3000m3。 廢水 設(shè)計(jì) 流量 Q=3000 m3/d≈ m3/s 廢水 最大 設(shè)計(jì)流量maxQ= zKQ? 變化系數(shù) Kz= maxQ= zKQ? =3000=5400m3/d≈（ ） 格柵 格柵用以去除廢水中較大的懸浮物、漂浮物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，以保證后續(xù)處理單元和水泵的正常運(yùn)行，減輕后續(xù)處理單元的處理負(fù)荷，防止阻塞排泥管道。 由于直棒式格柵運(yùn)行可靠，布局簡(jiǎn)潔，易于安裝維護(hù)，本工藝選用直棒式格柵 2 組。 設(shè)計(jì)參數(shù)及規(guī)定 （ 1）水泵前格柵柵條間隙，應(yīng)根據(jù)水泵要求確定。 （ 2）污水處理系統(tǒng)前格柵柵條間隙，應(yīng)符合：人工清理 25~40mm；機(jī)械清除16~25mm；最大間隙 40mm。污水處理廠可設(shè)置粗細(xì)兩道格柵，粗細(xì)柵條間隙 50~150mm。 （ 3）如水泵前格柵間隙不大于 25mm，污水處理系統(tǒng)前可不再設(shè)置格柵。 （ 4）柵渣的含水率一般為 80%，容量約為 960kg/m3。 （ 5）在大型污水處理廠或泵站前的大型格柵（每日柵渣量大于 ），一般采用機(jī)械清渣。 （ 6）機(jī)械格柵不宜少于 2 臺(tái)，如為 1 臺(tái)時(shí)，應(yīng)設(shè)人工清除格柵備用。 （ 7）過(guò)柵流速一般采用 ~。 （ 8）道內(nèi)水流速度一般采用 ~。 （ 9）格柵傾角一般采用 45176。~75176。 （ 10）通過(guò)格柵水頭損失一般采用 ~。 （ 11）設(shè)置格柵裝置的構(gòu)筑物，必須考慮設(shè)有良好的通風(fēng)設(shè)施。 格柵計(jì)算 Hh h1 h2 （ 1）柵條的間隙數(shù)（ n） 設(shè)柵前水深 h=，過(guò)柵水流速度 v=，柵條間隙 b=，柵傾角 60176。，則 om a x s i n 0 . 0 6 s i n 6 0= 1 2 ( )b h 0 . 0 2 0 . 4 0 . 6Qn ?? ????? 個(gè)