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1、南京理工大学硕士学位论文电镀废水中有机污染物处理达标排放研究姓名姜鸣申请学位级别硕士专业环境工程指导教师张晋华20090625硕士论文电镀废水中有机污染物处理达标排放研究摘要本文结合某电镀厂实际生产过程中排放的各道电镀废水研究了电镀废水中有机物的去除方法通过对混凝、吸附、微电解、生化法等多种工艺及其组合工艺的探索设计出一套有效可行的工艺方案为电镀废水中的有机污染物达标排放提供参考。研究发现电镀不同工艺产生的废水中有机物的含量和种类具有显著差异。按照实际废水的分流方式综合水有机物主要来自镀前除油废水在左右。反渗透浓缩水中有机物经过几级浓缩后增大到化学镀镍废液除了含有大量有机添加粱勾嬖谧糯罅康拇瘟
2、姿嵫魏脱橇姿嵫蔚然乖链锏健攵缘缍谱酆戏纤疚谋冉狭嘶炷簧臀缃庖簧街肿楹瞎辗只炷宰酆戏纤杏谢锶什桓叨缃庖簧苡行档汀范?a name=baidusnap1铁炭体积比为进水铁水体积比为微电解反应出水经过好氧曝气反应后降至可以达标排放。对反渗透浓缩水可以使用一活性炭联用法或活性污泥法。前者最佳工艺条件为初始投加量为与摩尔比为反应活性炭投加量为吸附时间出水可降至以下。盐度对活性污泥法有一定影响。经过驯化的活性污泥曝气后出水可降至以下。化学镀镍废液中的镍、磷资源具有一定的回收利用价值。在投加质量分数为的溶液瓜的条件下镍的回收率可达以上在次氯酸钙投加量为常温下反应后总磷去除率达到以上。本文在实验的基础上根据实
3、际生产的可操作性设计出了一套经济和技术上都切实可行的电镀废水处理工艺流程。通过工程核算本工艺流程具有十分明显的环境效益和社会效益。关键词电镀废水有机物混凝吸附微电解生化法硕士论文。?龇什硕士论文电镀废水中有机污染物处理达标排放研究声明尸明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果尽我所知在本学位论文中除口以标注和致谢的部分外不包含其他人已经发表或公布过的研究成果也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名盛年玛“日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档可以借阅或上网公布本学位论
4、文的部分或全部内容可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文按保密的有关规定和程序处理。研究生签名善易年月“日硕士论文电镀废水中有机污染物处理达标排放研究绪论电镀行业是通用性强、使用面广、跨行业、跨部门的重要加工工业和工艺性生产技术行业。建国以来我国电镀工业随着全国工农业的发展而迅速发展。据不完全统计到年全国电镀厂点发展到约万家职工约有万人每年排出电镀废水约亿【。近年来由于先进制造业的发展电镀行业也进入较好的发展时期据统计全国电镀点已经发展到近个【】。电镀行业年产值已过百亿人民币电镀工业已成为我国的重要加工行业。然而电镀行业也存在着一系列的问题
5、电镀工业的分布和发展缺少总体的完整的规划除了少部分国有大型企业、三资企业及新建的正规专业电镀厂拥有国际先进水平的工艺设施大部分电镀企业规模较小存在着技术设备落后、管理水平低下等问题。据粗略统计国内电镀能力超过的企业不足家【】。电镀工艺大致可以划分为镀前处理、电镀和镀后处理三个工序。镀前处理主要是清洁和活化金属表面处理工序有除油、清洗、酸洗、碱洗等。电镀主要是指借助外界直流电的作用在溶液中进行电解反应使导电的工件表面沉积一层较薄的金属或合金层的过程。镀后处理主要包括清洗及干燥工作】。电镀行业属于重污染性工业行业之一【】。由于电镀品种繁多处理工艺各异溶液的成分含有机或无机物因此废水成分也很复杂。其
6、中有毒有害的物质有镉、铬、铅、镍、氰化物、氟化物、铜、锌、锰、酸、碱、悬浮物、石油类物质动植物油、含氮化合物以氨氮计、磷酸盐以计表面活性剂等。其中某些物质如氨氮、磷酸盐等虽不是毒物但它们使水体富营养化使水生植物大量繁殖造成水质污染也应列入污染物。电镀废水就其总量来说比造纸、印染、化工、农药等的水量小污染面窄。但由于电镀厂点分布广废水中所含高毒物质的种类多其危害性是很大的。未经处理达标的电镀废水排入河道、池塘渗入地下不但会危害环境而且会污染饮用水和工业用水。电镀工厂排出的废水主要来源于镀件的漂洗水、废槽液、镀液的跑、冒、滴、漏、设备冷却水和冲洗地面水等。电镀废水面临的新问题我国历来重视对电镀企业
7、污染物排放的控制制定了许多相关法律控制污染物的排放。与电镀污染防治关系最密切的是它适用于排放污水的一切企事业单位。随着电镀工业的不断发展尤其是近几年点多面广的乡镇电镀企业的迅速发展使电镀废水的公害问题日趋严重。电镀污水中的有机物污染问题是近年来才引起电镀与环保界的重视其含量通常表示为。然而我国电镀行业废水的处理与监控往往只侧绪论硕士论文重于废水中氰化物、重金属离子、值即使目前正在运行和旅工的电镀污水处理系统也很少有针对其有机污染物的处理工艺或处理单元。有些企业废水治理设备不全、效果差甚至不运行只在检查、监测时才运转一下。有的厂点特别在农村根本不治理污水直接排放到地面水域或下水道甚至排放到渗坑或
8、渗井这是不允许的。就目前情况来看如果要求全面执行标准绝大部分电镀厂点还达不到要求。在排污标准日趋严格特别是提出全因子达标要求以后使这一问题更需认真对待。年夏季太湖蓝藻事件后修订的江苏太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要污染物排放限值已于年月日正式实施。提标后对电镀废水的、氨氮、总氮、总磷的限值作了修改分别为?一?以和?一。年月日由国家环保部批准的电镀污染物排放标准已于年月日起正式实施。它取代了电镀行业目前执行的污水综合排放标准。与污水综合排放标准中和电镀生产相关的控制指标相比新标准中除了特征污染物如重金属离子比原有标准有所降低而且电镀废水中的其它污染物如、总磷、总氮、氨氮的排放限值也做了修
9、改见表。表中部分污染物排放限值“升级提标”为电镀废水的处理带来了新课题、新挑战。尤其是处理含有重金属的有机废水其中含量较高这在以往处理工艺的研究中比较罕见。因此根据新标准的要求对各种电镀废水的处理工艺进行组合设计出合适工艺路线以满足新标准的要求这对电镀行业的发展具有十分重要的意义。电镀废水有机物的来源电镀废水中的有机污染物来源主要有三个方面电镀前处理工艺部分、电镀工艺部分、电镀后处理工艺部分。表为电镀污水中有机污染物的比例。从表中可以看出电镀废水中的有机污染物主要来源于镀前处理部分而电镀工艺本身所占比例较少。硕士论文电镀废水中有机污染物处理达标排放研究表电镀污水中有机污染物的来源比例【】电镀前
10、处理中有机物的产生镀前处理工艺中与电镀企业的产品类型及工艺路线有很大的关系。工件在电镀前必须进行表面整饰如抛光、滚光、压花等然后再进行除蜡、除油、酸洗活化等工序其目的是为后续的电镀工序提供一个清洁的表面。目前绝大多数的电镀厂采用的是乳化除蜡、除油工艺。生产过程中工件表面的蜡及油污被乳化后进入工作母液伴随着生产过程进行工作母液中的油污会逐渐积累到极限值这时工作母液必须全部排放干净后再重新配制。由于镀前处理的工作母液中的污染物主要是表面活性剂、助剂、矿物油及蜡这部分废液没有任何的回收价值故所有电镀企业都将其直接排入污水处理系统此时的母液最高可达。一般情况下电镀企业的镀前处理母液的工作周期在天所以这
11、部分废水对污水处理系统的值有很强的冲击性。正常情况下镀前处理工艺过程中排放的清洗水在之间这部分废水的量较大占废水排放量的其负荷状态比较稳定。电镀过程中有机物的产生电镀工艺过程中的有机污染物主要来源于电镀液中添加的各种光亮剂。这些光亮剂为多组分混合高分子有机化合物。添加量单一品种?一般电镀槽需添加个品种的光亮剂。工件在电镀过程中会消耗这些光亮剂有部分被分解后进入镀层有部分残留在镀液中另有部分被工件带出后进入清洗水中。因此电镀工艺过程中清洗水中的在之间。也有的镀种不含有机光亮剂比如采用稀添加剂的镀铬工艺与无光亮剂的预镀件碱铜工艺。电镀工艺清洗水占总排放量的这部分废水的相对稳定。电镀后处理中有机物的
12、产生镀后处理是指工件经电镀后进行的一道工序如浸表面活性剂脱水处理又称脱水剂或者为增加防腐性而采取的化学抗腐蚀处理例如镀铜或镀铜锌合金后浸苯并三氮唑溶液。还有生产过程中产生的废次品工件需进行镀层脱除即退镀若采用防染盐退镀又称退镍粉其废水中含有大量的间硝基苯磺酸钠与氰化钠废液呈深棕色致使处理后的排水颜色偏黄有人会误认为是六价铬超标而且其颜色很难去除。镀后处绪论硕士论文理产生的废水中变化比较大母液在清洗水中为与采用的工艺有关。这部分废水的数量不是很大占总排水量的左右。电镀废水有机物的种类电镀添加剂电镀添加剂是加入到电镀溶液中对镀液和镀层性质有特殊作用的一类化学品的总称。电镀添加剂包括无机添加剂和有机
13、添加剂两大类。早期所用的电镀添加剂大多数为无机盐类随后有机物逐渐在电镀添加剂的行列中取得了主导地位【。按功能分类电镀添加剂可分为络合剂、光亮剂、表面活性剂、整平剂、应力消除剂、除杂剂和润湿剂等其中最重要的是光亮剂和表面活性剂。光亮剂电镀过程中加入添加剂后可得到细致光亮的镀层。这种添加剂称光亮剂。光亮剂可分为以下三类有明显表面活性的光亮剂如十二醇硫酸醋钠十六烷基三甲基甜菜碱聚氧乙烯十二醇醚聚氧乙烯壬基酚醚或聚氧乙烯蓖麻油聚氧乙烯二癸撑三胺。有表面活性的光亮剂它有表面活性但不明显其溶液不能形成胶团不能称为表面活性剂可称表面活性物质。如丙烯磺酸钠、低级胶与环氧氯丙烷缩合物、二甲氨基丙胺与环氧氮丙烷的
14、缩合物、苯基聚二硫丙撑磺酸钠、炔醇、炔二醇及其环氧乙烷环氧丙烷加成物。无表面活性光亮剂这类光亮剂没有表面活性。但却是非常重要的光亮剂。其代表品种为苄叉丙酮。表面活性剂表面活性剂是金属表面处理领域重要的原材料之一也是绝大多数电镀添加剂不可缺少的组成之一。在电镀的整个工艺过程中如镀前处理的化学脱脂、酸洗除锈、电解脱脂、基体活化到电镀中单金属、合金电镀的添加剂、镀后处理的防镀层变色剂、镀层保护膜乃至电镀废水处理几乎都用得到它嗍。据国外资料介绍在电镀行业中常用表面活性剂有琥珀酸二辛酷磺酸钠系脂肪醇硫酸醋盐系列支链脂肪醇硫酸酯盐系列烷基芳基磺酸盐系列烷基萘磺酸盐系列烷基芳基酚醚硫酸酯盐系列脂肪醇聚氧乙烯
15、醚系列壬基酚聚氧乙烯醚系列。润湿剂常用润湿剂有阴离子型有十二醇硫酸醋钠盐、无泡润湿剂乙基已醇硫酸醋钠、渗透剂琥珀酸二辛酯磺酸钠和等。非离子型有渗透剂等。国外最为常用的润湿剂有琥珀酸双酯磺酸钠和磷酸双酯钠盐。除油剂除油过程可以分有机溶剂除油、化学除油和电化学除油等。有机溶剂除油在近代获硕士论文电镀废水中有机污染物处理达标排放研究得广泛的应用。常用的除油剂分为有机烃和氯代烃两类。有机烃类有汽油、煤油、苯、二甲苯、丙酮等生产上主要采用前两种。氯代烃类有三氯乙烯和四氯乙烯氯代烃溶剂比较稳定、挥发性小、不易燃烧除油效果比有机烃好但毒性较大由于这种除油方法成本高只有在少量贵金属制品中使用。有机溶剂除油存在
16、不安全性和毒性隐患除油成本高能耗大等缺点近年来已被水基型去油剂所代替。水基型除油剂水基型除油剂以表面活性剂为主要成分同时添加各种添加剂如助剂、稳定剂、缓蚀剂、增溶剂、消泡剂、防霉剂、防冻剂等。水基型除油剂是利用表面活性剂对油水所具有的乳化作用使油被乳化成均匀的乳液以达到在水中的溶解。用做水基型除油剂的有单纯表面活性剂如阴离子型。非离子型等。复配型表面活性剂如与复配、与尼纳尔复配。助剂与表面活性剂复配它是表面活性剂与助洗剂聚磷酸钠和硅酸盐、锈蚀剂的复配。采用水基清洗剂洗涤清洗产生的漂洗污水可加入到原有的普通酸碱污水中。虽然新增的污水主要为碱性污水数量较少但不含有毒物质含微量磷整个污水处理系统不必进行改造但需要增加追踪化验.
