1、電氧化
電解中的氧化作用分為直接氧化和間接氧化。直接氧化,即污染物直接在陽極失去電子而發(fā)生氧化,如氰化絡(luò)離子在陰極被還原成CNˉ,CNˉ在陽極首先被氧化成氰酸,然后分解成氨和二氧化碳,反應(yīng)如下:
??????????? CNˉ+2OHˉ-2e→CNOˉ+H2O
??????????? 2CNOˉ+4OHˉ-6e→2CO2+N2+2H2O
??????????? CNOˉ+H2O→CO2+NH3+OHˉ
間接氧化,陽極電解出的氧和臭氧在電場的作用下,與水發(fā)生反應(yīng),生成雙氧水,而鐵極板上又能電解出亞鐵離子,這兩種物質(zhì)產(chǎn)生芬頓效應(yīng),芬頓反應(yīng)所產(chǎn)生的自由羥基具有超強(qiáng)的氧化性,其氧化性僅次于氟。能把直接氧化剩下來的氰化物進(jìn)一步去除,提高去除率。
2、還原反應(yīng):
陰極在高級電源的作用下,使污水中的金屬離子直接還原為單質(zhì)金屬。反應(yīng)如下:Cr6++3e→Cr3+Cu2++2e→CuZn2++2e→ZnAg++e→Ag其它重金屬類同。
間接還原,陰極在高級電源的作用下,電解出氫,在高壓電場的作用下,會在水中形成游離氫,游離氫是最強(qiáng)的還原劑。間接還原反應(yīng)可以把直接還原反應(yīng)剩下來的金屬離子還原成金屬單質(zhì),進(jìn)一步出去污染物,提高處理效益。鐵極板上電解出的亞鐵離子,對六價鉻也具有很好的還原作用。
3、電絮凝
可溶性陽極例如鐵、鋁等陽極,在電源作用下,陽極失去電子后,形成金屬陽離子Fe2+、Al3+,與溶液中的OHˉ成金屬氫氧化物膠體絮凝劑,吸附能力極強(qiáng),將污水中的污染物質(zhì)吸附共沉而去除。
4、電氣浮
當(dāng)電壓達(dá)到水的分解電壓時,在陰極和陽極上分別析出氫氣和氧氣。氣泡小,分散度高,作為載體粘附水中的懸浮物而上浮,容易將污染物質(zhì)去除。電氣浮既可以去除污水中的疏水性污染物,也可以去除親水性污染物。電解產(chǎn)生的氣泡粒徑很小,氫氣泡約為10~30μm,氧氣泡約為20~60μm;而加壓溶氣氣浮時產(chǎn)生的氣泡粒徑為100~150μm,機(jī)械攪拌時產(chǎn)生的氣泡直徑為800~1000μm。由此可見,電解產(chǎn)生的氣泡捕獲雜質(zhì)微粒的能力比后兩者為高,出水水質(zhì)自然較好。此外,電解產(chǎn)生的氣泡,在20時的平均密度為0.5gL;而一般空氣泡的平均密度為1.2gL??梢?,前者的浮載能力比后者大一倍多。
四、電鍍污水總體設(shè)計(jì)的依據(jù)及其內(nèi)容
?
1 總體設(shè)計(jì)的依據(jù)
?
①電鍍工藝及其配方、年產(chǎn)量(即生產(chǎn)綱領(lǐng))。應(yīng)盡量采用無污染、少污染或污染容易處理的電鍍工藝②國家環(huán)保法制定的污水排放標(biāo)準(zhǔn)。
?
2 總體設(shè)計(jì)的內(nèi)容
?
2.1 設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容包括:設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)范圍、電鍍污水處理工藝、污水量、污水水質(zhì)(污染物種類與含量)、污水處理的工藝原理及流程、設(shè)備選型、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果、建筑與結(jié)構(gòu)、供電、暖通、儀表、概算,以及存在問題。
?
2.2 污水處理系統(tǒng)圖指明各種污水來源,列明污水處理系統(tǒng)。各種污水系統(tǒng)需要分開時就必須分開,例如:酸性污水與含氰污水就不允許混排,以免混淆。并說明綜合處理方式與目的。
?
2.3 污水處理工藝流程圖指明達(dá)到綜合處理而選用的設(shè)備、管道、閥門、輔助設(shè)施,并標(biāo)明污水走向、管徑、過程和選用材料等。
?
2.4 綜合性污水處理站平面圖指明污水處理站在廠內(nèi)的相對位置,與各車間的相互關(guān)系。
?
2.5 綜合性污水處理站工藝設(shè)備布置圖
?
污水處理站總體布置,根據(jù)各廠具體情況,與電鍍車間分建或合建。站內(nèi)布置又可分橫向和豎向。大中型電鍍廠(點(diǎn)),廠內(nèi)場地?fù)頂D,宜與電鍍車間合建。
?
①單獨(dú)綜合性污水處理站橫向布置,一般將污水池、污泥干化池設(shè)置在室外,處理設(shè)備及水泵房輔助用房布置在一層建筑物內(nèi)。具體布置:根據(jù)各類污水與采用設(shè)備集中布置,同時考慮安裝操作、運(yùn)行、管理。配藥系統(tǒng),包括溶藥、投藥、水泵提升等設(shè)備,一般均放在底層與處理設(shè)備附近。投藥箱、回收液箱可集中在二樓或三樓?;赜盟淇稍O(shè)置在層頂。各類污水池盡可能合并修建、一次建成,可節(jié)地節(jié)資。整個管網(wǎng)橫向連接。
?
②單獨(dú)綜合性污水站豎向布置,除個別污水池、污泥干化場設(shè)置在室外,水泵房、處理設(shè)備輔助用房布置在不同層建筑物內(nèi)。具體布置:部分水池及水泵房在地下室或半地下室。底層布置處理設(shè)備,調(diào)藥、配藥提升系統(tǒng)。二層布置投藥間、回用液間、化驗(yàn)分析間,回用水箱布置在層頂,整個管網(wǎng)豎向連接。
?
③整個綜合性污水站布置要緊湊,便于操作管理,又要留有充分余地,適應(yīng)今后工藝變化和處理技術(shù)發(fā)展。主要處理設(shè)備在同一間內(nèi),不宜按污水種類設(shè)置小間;當(dāng)設(shè)備操作在較高處時,宜設(shè)操作平臺,平臺設(shè)備高度一般離地2米左右,便于安裝、操作、維修。
?
④值班室一般布置在污水處理間,采用玻璃隔開,以便于觀察管理。
?
⑤儀表室操作一般布置在處理設(shè)備中心,應(yīng)便于觀察。
?
⑥化驗(yàn)分析室一般布置在二樓,藥劑倉庫靠近溶液配藥間,設(shè)有專門通道。污泥脫水間靠近污泥干化場,設(shè)在向陽處,污泥堆放應(yīng)便于運(yùn)輸。
?
2.6 綜合污水處理站工藝管道布置圖、設(shè)備管道透視圖和管道編號表
?
2.6.1 管道種類和材料
?
綜合性污水處理站的管道種類繁多而復(fù)雜。一般有:污水管、回用水管、回用液管、投藥管、自來水管、蒸汽管、壓縮空氣管、排水管、樹脂輸送管、污泥管等等。管道與閥門的材質(zhì),必須根據(jù)流體的介質(zhì)、腐蝕性能、壓力和溫度等因素來選擇。
?
2.6.2 管道、管徑的選定
?
管道、管徑的選定可通過水壓確定,采用“污水處理廠/站的設(shè)計(jì)及運(yùn)行”有關(guān)管道數(shù)據(jù)查得。在綜合性污水處理站設(shè)計(jì)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。