如何降解电镀废水中的COD
在电镀废水中，由于镀件类型和工艺选择的差异,使得电镀废水成分复杂,水质变化很大,其中主要包含了大量的重金属离子、难降解的有机物以及剧毒物质(如cn-)等。本文主要介绍了fenton氧化法在去除电镀废水cod中的应用。
一、电镀废水中cod的产生
一个完整的电镀工艺过程可以分为三个阶段:前处理、电镀和后处理。下图为电镀工艺各阶段有机物产生比例。
(一)前处理过程中cod的产生
镀件类型及工艺选择直接关系到前处理过程中有机物的产生。电镀之前,需要对镀件进行表面整饰、除蜡、除油、酸洗、活化等处理,以确保镀件表面清洁。由于大多数电镀厂采用乳化除蜡和除油,使得前处理所产生的废水中含有大量的表面活性剂和助剂,这些物质都是高分子有机物。
(二)电镀过程中cod的产生
电镀过程本身所产生的有机物很少,主要来自于添加的各种光亮剂。这些光亮剂本身都是高分子有机物,一部分在电镀处理时分解进入镀层,一部分残留在镀液中,还有一部分在清洗镀件时带入清洗水中。电镀所产生的废水量大,但cod相对较低且稳定。虽然电镀过程中产生的cod不高,但由于其成分复杂,又含有很多难降解物质,给生化处理带来负面影响。
(三)后处理过程中cod的产生
镀件在电镀之后还要进行一些后处理。对于生产中的不合格产品,还需进行退镀。这一阶段常使用苯并三氮唑、间硝基苯磺酸钠及化钠等。后处理所产生的废水中cod变化大,但是产生的废水量不大。
二、fenton氧化法
电镀废水中有机物的浓度高,成分复杂,很多都是难降解物质,可生化性差。对于这类废水用一般的生物法很难处理,且普通的氧化剂的氧化能力也难以满足要求。氧化法的提出正好解决了这一难题。其基本原理是产生具有强氧化性的羟基自由基,氧化分解有机物。羟基自由基可以同时氧化多种有机物的混合物,且具有不产生二次污染、容易控制、反应速率快等特点。常用的氧化法有臭氧氧化、湿式氧化、fenton氧化及超声波氧化等。本文主要介绍了fenton氧化法在电镀废水处理中的应用。
(一)反应机理
1894年,英国人fenton发现fe2+/h2o2体系可以氧化多种有机物[3-4]。fenton氧化法的实质是fe2+与h2o2发生链式反应,产生具有强氧化性的羟基自由基,其降解有机物的过程如下[3]:fe2++h2o2→fe3++·oh+oh-(1)
fe3++h2o2→fe2++ho2·+h+(2)
fe2++·oh→fe3++oh-(3)
fe3++ho2→·fe2++o2+h+(4)
ho2·+h2o2→o2+h2o+·oh(5)
rh+·oh→r·+h2o(6)
r·+fe3+→r++fe2+(7)
r++o2→roo+→co2+h2o(8)
由上述反应过程可知:fe2+与h2o2发生链式反应,产生的羟基自由基将有机物氧化脱氢,而脱氢后的基团进一步被稳定为二氧化碳和水,以达到去除cod的目的。
(二)影响因素
(1) ph值
ph值影响fe2+的存在形式,fe2+只有在酸性条件下才能起到催化h2o2产生羟基自由基的作用。通常认为,ph值在2～4时,催化效果较好。
(2) cfe2+∶ch2o2
羟基自由基的产生原因是fe2+的催化作用,如果没有fe2+存在,h2o2很难分解产生羟基自由基。fe2+的浓度过低,催化效果差;过高,fe2+易被氧化成fe3+,既降低了氧化效果又使得色度增加。随着fe2+的浓度的增加,cod的去除增大后降低。所以合适的配比直接影响到处理效果。
(3) 温度
研究表明:当温度为30℃时,羟基自由基的活性zui大,cod的去除率达到zui大值;温度降低,cod的去除率降低;而当温度超过60℃时,不利于反应的进行。
(4) h2o2的投加方式
若h2o2的投加总量不变,采用分批投加的方式可以提高处理效果。分批投加时,cfe2+∶ch2o2的比值较大,有利于羟基自由基的产生。
(5) 时间
在反应初始阶段,cod的去除率随着时间的增加而增大;一定时间后去除率达到zui大值;此后继续增加时间,去除率基本保持不变。
三、其他方法
目前对于电镀废水的处理,还可以采用生化法、生化法是先通过投加混凝剂,去除废水中的重金属离子,然后在厌氧池中依靠微生物的作用分解有机物。前处理所产生的废水中存在着大量的高分子有机物,可生化性差,这就给生化法带来了难度。且生化法抗冲击负荷能力差,对水质水量的变化适应性差,风险较大。微波化学法是利用微波提供能量,配合投加化学药剂,废水中的有机物一部分直接氧化,一部分在微波的作用下迅速分解。此方法中一般以lv气为氧化剂,而要获得较好的处理效果,就必须增大lv气的使用量,往往导致出水中余氯较高,容易产生二次污染。物化法是通过加入酸碱调节废水的ph值,促使有机物和重金属离子沉淀,过滤后在滤液中继续加入氧化剂,以去除剩余的有机物。这种方法的药剂投加量很大。
四、结论
随着电镀工业的快速发展和环保要求的不断提高,电镀废水的处理已变得越来越重要。电镀废水中有机物去除的难点在于其成分复杂、浓度高以及生物降解难。fenton氧化法产生的强氧化性羟基自由基可以有效地处理这类废水。
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一、电镀废水中cod的产生
一个完整的电镀工艺过程可以分为三个阶段:前处理、电镀和后处理。下图为电镀工艺各阶段有机物产生比例。
(一)前处理过程中cod的产生
镀件类型及工艺选择直接关系到前处理过程中有机物的产生。电镀之前,需要对镀件进行表面整饰、除蜡、除油、酸洗、活化等处理,以确保镀件表面清洁。由于大多数电镀厂采用乳化除蜡和除油,使得前处理所产生的废水中含有大量的表面活性剂和助剂,这些物质都是高分子有机物。
(二)电镀过程中cod的产生
电镀过程本身所产生的有机物很少,主要来自于添加的各种光亮剂。这些光亮剂本身都是高分子有机物,一部分在电镀处理时分解进入镀层,一部分残留在镀液中,还有一部分在清洗镀件时带入清洗水中。电镀所产生的废水量大,但cod相对较低且稳定。虽然电镀过程中产生的cod不高,但由于其成分复杂,又含有很多难降解物质,给生化处理带来负面影响。
(三)后处理过程中cod的产生
镀件在电镀之后还要进行一些后处理。对于生产中的不合格产品,还需进行退镀。这一阶段常使用苯并三氮唑、间硝基苯磺酸钠及化钠等。后处理所产生的废水中cod变化大,但是产生的废水量不大。
二、fenton氧化法
电镀废水中有机物的浓度高,成分复杂,很多都是难降解物质,可生化性差。对于这类废水用一般的生物法很难处理,且普通的氧化剂的氧化能力也难以满足要求。氧化法的提出正好解决了这一难题。其基本原理是产生具有强氧化性的羟基自由基,氧化分解有机物。羟基自由基可以同时氧化多种有机物的混合物,且具有不产生二次污染、容易控制、反应速率快等特点。常用的氧化法有臭氧氧化、湿式氧化、fenton氧化及超声波氧化等。本文主要介绍了fenton氧化法在电镀废水处理中的应用。
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1894年,英国人fenton发现fe2+/h2o2体系可以氧化多种有机物[3-4]。fenton氧化法的实质是fe2+与h2o2发生链式反应,产生具有强氧化性的羟基自由基,其降解有机物的过程如下[3]:fe2++h2o2→fe3++·oh+oh-(1)
fe3++h2o2→fe2++ho2·+h+(2)
fe2++·oh→fe3++oh-(3)
fe3++ho2→·fe2++o2+h+(4)
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rh+·oh→r·+h2o(6)
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(二)影响因素
(1) ph值
ph值影响fe2+的存在形式,fe2+只有在酸性条件下才能起到催化h2o2产生羟基自由基的作用。通常认为,ph值在2～4时,催化效果较好。
(2) cfe2+∶ch2o2
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(3) 温度
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(4) h2o2的投加方式
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