1、电氧化
电解中的氧化作用分为直接氧化和间接氧化。直接氧化,即污染物直接在阳极失去电子而发生氧化,如氰化络离子在阴极被还原成CNˉ,CNˉ在阳极首先被氧化成氰酸,然后分解成氨和二氧化碳,反应如下:
CNˉ+2OHˉ-2e→CNOˉ+H2O
2CNOˉ+4OHˉ-6e→2CO2+N2+2H2O
CNOˉ+H2O→CO2+NH3+OHˉ
间接氧化,阳极电解出的氧和臭氧在电场的作用下,与水发生反应,生成双氧水,而铁极板上又能电解出亚铁离子,这两种物质产生芬顿效应,芬顿反应所产生的自由羟基具有超强的氧化性,其氧化性仅次于氟。能把直接氧化剩下来的氰化物进一步去除,提高去除率。
2、还原反应:
阴极在高级电源的作用下,使污水中的金属离子直接还原为单质金属。反应如下:Cr6++3e→Cr3+Cu2++2e→CuZn2++2e→ZnAg++e→Ag其它重金属类同。
间接还原,阴极在高级电源的作用下,电解出氢,在高压电场的作用下,会在水中形成游离氢,游离氢是最强的还原剂。间接还原反应可以把直接还原反应剩下来的金属离子还原成金属单质,进一步出去污染物,提高处理效益。铁极板上电解出的亚铁离子,对六价铬也具有很好的还原作用。
3、电絮凝
可溶性阳极例如铁、铝等阳极,在电源作用下,阳极失去电子后,形成金属阳离子Fe2+、Al3+,与溶液中的OHˉ成金属氢氧化物胶体絮凝剂,吸附能力极强,将污水中的污染物质吸附共沉而去除。
4、电气浮
当电压达到水的分解电压时,在阴极和阳极上分别析出氢气和氧气。气泡小,分散度高,作为载体粘附水中的悬浮物而上浮,容易将污染物质去除。电气浮既可以去除污水中的疏水性污染物,也可以去除亲水性污染物。电解产生的气泡粒径很小,氢气泡约为10~30μm,氧气泡约为20~60μm;而加压溶气气浮时产生的气泡粒径为100~150μm,机械搅拌时产生的气泡直径为800~1000μm。由此可见,电解产生的气泡捕获杂质微粒的能力比后两者为高,出水水质自然较好。此外,电解产生的气泡,在20时的平均密度为0.5gL;而一般空气泡的平均密度为1.2gL。可见,前者的浮载能力比后者大一倍多。
四、电镀污水总体设计的依据及其内容
1 总体设计的依据
①电镀工艺及其配方、年产量(即生产纲领)。应尽量采用无污染、少污染或污染容易处理的电镀工艺②国家环保法制定的污水排放标准。
2 总体设计的内容
2.1 设计说明书内容包括:设计依据、设计范围、电镀污水处理工艺、污水量、污水水质(污染物种类与含量)、污水处理的工艺原理及流程、设备选型、技术经济效果、建筑与结构、供电、暖通、仪表、概算,以及存在问题。
2.2 污水处理系统图指明各种污水来源,列明污水处理系统。各种污水系统需要分开时就必须分开,例如:酸性污水与含氰污水就不允许混排,以免混淆。并说明综合处理方式与目的。
2.3 污水处理工艺流程图指明达到综合处理而选用的设备、管道、阀门、辅助设施,并标明污水走向、管径、过程和选用材料等。
2.4 综合性污水处理站平面图指明污水处理站在厂内的相对位置,与各车间的相互关系。
2.5 综合性污水处理站工艺设备布置图
污水处理站总体布置,根据各厂具体情况,与电镀车间分建或合建。站内布置又可分横向和竖向。大中型电镀厂(点),厂内场地拥挤,宜与电镀车间合建。
①单独综合性污水处理站横向布置,一般将污水池、污泥干化池设置在室外,处理设备及水泵房辅助用房布置在一层建筑物内。具体布置:根据各类污水与采用设备集中布置,同时考虑安装操作、运行、管理。配药系统,包括溶药、投药、水泵提升等设备,一般均放在底层与处理设备附近。投药箱、回收液箱可集中在二楼或三楼。回用水箱可设置在层顶。各类污水池尽可能合并修建、一次建成,可节地节资。整个管网横向连接。
②单独综合性污水站竖向布置,除个别污水池、污泥干化场设置在室外,水泵房、处理设备辅助用房布置在不同层建筑物内。具体布置:部分水池及水泵房在地下室或半地下室。底层布置处理设备,调药、配药提升系统。二层布置投药间、回用液间、化验分析间,回用水箱布置在层顶,整个管网竖向连接。
③整个综合性污水站布置要紧凑,便于操作管理,又要留有充分余地,适应今后工艺变化和处理技术发展。主要处理设备在同一间内,不宜按污水种类设置小间;当设备操作在较高处时,宜设操作平台,平台设备高度一般离地2米左右,便于安装、操作、维修。
④值班室一般布置在污水处理间,采用玻璃隔开,以便于观察管理。
⑤仪表室操作一般布置在处理设备中心,应便于观察。
⑥化验分析室一般布置在二楼,药剂仓库靠近溶液配药间,设有专门通道。污泥脱水间靠近污泥干化场,设在向阳处,污泥堆放应便于运输。
2.6 综合污水处理站工艺管道布置图、设备管道透视图和管道编号表
2.6.1 管道种类和材料
综合性污水处理站的管道种类繁多而复杂。一般有:污水管、回用水管、回用液管、投药管、自来水管、蒸汽管、压缩空气管、排水管、树脂输送管、污泥管等等。管道与阀门的材质,必须根据流体的介质、腐蚀性能、压力和温度等因素来选择。
2.6.2 管道、管径的选定
管道、管径的选定可通过水压确定,采用“污水处理厂/站的设计及运行”有关管道数据查得。在综合性污水处理站设计中,管道流速一般可取1~1.5m/s,溶液管道流速可取0.5~1.5m/s,污泥可取1.0m/s左右。