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探究电镀废水处理中氧化还原反应技术效果

  与传统的水处理技术相对比,在水处理范围中氧化还原技术之所以使用普遍,是由于需要进行氧化还原操作就能去除掉大多数的无机及有机物质。事实上主要原理是依据溶解在水中“杂质”即污染物的性质,在其中加入氧化剂或者是还原剂,在相应的条件下就可以达到水中分离或者是实现有毒物质到无害化的转化,继而使得水质达标排放。其实氧化还原反应的实质是在水中有毒物质在反应流程中得到或者是失去电子,继而引起化合价的升高或者是降低。在现今的废水处理中常用的氧化剂有O2、Cl2、高锰酸钾等,常见的还原剂有Fe粉、SO2等;氧化方法以曝气法、氯化法等为主。关于在本文中氧化还原法在处理电镀废水中氰化物还有重金属离子铜时的使用,通过多次实验研究还有多次实践证明,氧化还原法处理电镀废水是一种处理效率高并且工艺流程简单、基建投资少的可以持续发展处理技术。

电镀废水处理.jpg

  1.使用氧化还原反应处理电镀废水中的铬合氰化物

  

  化学沉淀、吸附还有氧化物等这些是电镀行业废水的处理技术。相对于含氰、含铬的电镀废水,对于两者进行氧化还原处理时需要的PH条件不一样,因此不能混合处理,所有分开进行。含氰废水,为了防止其毒性物质挥发造成危害,需要在较强的碱性介质中,基本上PH值+8~11,所以需要控制PH值≥8时加入化学氧化剂;然而含铬废水的PH值=3~6时,过高也会形成沉淀,在具体的处理条件下要求PH值更低。通过研究还有实践证明,需要在碱性环境中可以实现两者的综合处理,具体的介绍如下所示。

  

  1.1含氰废水处理

  

  含氰废水处理方式是在碱性环境中,使用氧气、氯气还有在过氧化氢等氧化剂当中实现把废水中的氰根(CNˉ)氧化成氰酸盐(CNOˉ),进一步将氰酸盐(CNOˉ)氧化成不会造成污染的氮气及碳酸盐。现在普遍使用酸盐(CNOˉ)氧化成不会形成污染的氮气还有碳酸盐。现在普遍使用的是碱性氯化法,通过液氮处理含氰废水是反应过程如下:

电镀废水处理.png

  一阶段:

  

  这种阶段反应迅速,并且中间产物氯化氰(CNCl)为剧毒物质,但其在碱性环境中迅速转化为氰酸盐(CNOˉ),碱性越强,意味着反应越迅速。

  

  二阶段:

  

  CNOˉ+2H2O→CO2+NH3+OHˉ;

  

  2CNOˉ+3OClˉ→CO2↑+N2↑+3Clˉ+CO32ˉ;

  

  这阶段中在反应时间上有明显区别,一阶段反应比较迅速,二阶段反应比较慢。在实际的使用中,为了避免氯化氢(CNCI)的产生,基本上在同一个处理设备进行。

  

  2氧化还原法处理含铜电镀废水

  

  含铜废水存在于我国电镀、治金还有机械加工等矿山开采等行业中,特别是铜常按照有机还有无机两种形态存在,并且含有其他大量有机物及其他物质。假使不进行处理,一方面会形成水体还有环境污染,另一方面还会浪费铜资源,需要进行含铜废水的处理迫在眉睫。现今对于水体中铜离子的处理方式还有化学沉淀、蒸发浓缩和离子交换等,虽然能达到含铜废水的初步处理和资源回收,但是不能达到行业水质排放要求,所以需要进行深度处理,常使用的方法有:水合肼化学还原法、铁碳微电解法以及载铁竹炭非均相Fenton催化处理法。

  

  2.1水合肼化学还原法

  

  对于电镀含铜废水,通常含有酸洗铜水还有氰化镀铜废水。并且在含铜废水中存在着铬合剂,需要先去除铬合剂的干扰,这样才能保证后续的还原还有沉淀反应的顺利进行。通过含氰废水的处理方法可以知道,碱性氧化法能够有效去除水中氰根,因此工艺流程包括碱性氧化、水合肼还原以及沉淀分离三个主要过程。

  

  开始,碱性氧化需要控制废水PH值在8~11之间,之后可加入次氯酸钠或者是液氯还有其他氧化剂破坏氰根,释放出铜离子,在碱性溶液中形成Cu2(OH)2沉淀;之后,和酸洗含铜废水共同加入水和肼进行还原。水合肼(N2H4)又名水和联氨,基本是无色透明的油状发烟液体,有着强碱性和吸湿性。并且在碱性环境中还原性极强,和氢氧化铜沉淀应用使其还原成Cu2O沉淀,具体反映过程如下:

  

  4Cu2(OH)2+N2H4=2Cu2O↓+6H2O+N2↑;

  

  之后进行沉淀分离过程,之后凭借着过滤等操作过程去除土黄色的Cu2O沉淀,能够达到水质排放标准。水合肼还原法工艺流程简单,在实现水质排放标准的情况下实现铜资源的有效回收,是一种不仅经济而又合理的工艺处理技术。

  

  2.2铁碳微电解法

  

  铁碳微电解法又可称为内电解法,主要利用电化学氧化还原原理并按照Fe/C作为原电池反应处理废水中铜离子的工艺。并且在酸性条件下,铬合铜具有相应的不稳定性,阳极上的铁极容易将铜从水中置换出来,继而导致PH的升高可以生成氢氧化铜沉淀,可以去除废水中铜离子的目的。为了破坏EDTA-Cu铬离子,还能使用铁碳微电解法破坏铬合物,通过实验具有的适宜工艺是:常温条件下,有氧气存在时,PH值=2,Fe/C质量比>0.02,60min后,TOC浓度为200mg/L、Cu2+浓度为60mg/L的废水经铁碳微电解法处理后,TOC和Cu残余浓度分别大大

  

  降低至40.66mg/L和1.718mg/L。

  

  铁碳微电解法操作方便,适用性强,主要使用在重金属离子、氰化物等达标排放的同时,还能去除COD,继而提升废水的可生化性,并且在水处理领域中已经取得普遍的使用。当然,也存在一些局限性,例如铁碳填料易板结等缺点,可以同其他处理工艺组合一起使用。

  

  以上是关于在电镀废水处理中氧化还原反应技术效果,若想了解更多关于电镀废水处理内容,欢迎关注安峰环保官网,谢谢。

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