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生氧化,如氰化絡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,與水發生反應,生成雙氧水,而鐵極板上又能電解出亞鐵離子,這兩種物質產生芬頓效應,芬頓反應所產生的自由羥基具有超強的氧化性,其氧化性僅次于氟。能把直接氧化剩下來的氰化物進一步去除,提高去除率。
2、還原反應:
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金屬。反應如下: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,游離氫是最強的還原劑。間接還原反應可以把直接還原反應剩下來的金屬離子還原成金屬單質,進一步出去污染物,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,將污水中的污染物質吸附共沉而去除。
4、電氣浮
當電壓達到水的分解電壓時,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生的氣泡粒徑為100~150μm,機械攪拌時產生的氣泡直徑為800~1000μm。由此可見,電解產生的氣泡捕獲雜質微粒的能力比后兩者為高,出水水質自然較好。此外,電解產生的氣泡,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、電鍍污水總體設計的依據及其內容
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1 總體設計的依據
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①電鍍工藝及其配方、年產量(即生產綱領)。應盡量采用無污染、少污染或污染容易處理的電鍍工藝②國家環保法制定的污水排放標準。
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2 總體設計的內容
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2.1 設計說明書內容包括:設計依據、設計范圍、電鍍污水處理工藝、污水量、污水水質(污染物種類與含量)、污水處理的工藝原理及流程、設備選型、技術經濟效果、建筑與結構、供電、暖通、儀表、概算,以及存在問題。
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2.2 污水處理系統圖指明各種污水來源,列明污水處理系統。各種污水系統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。
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2.3 污水處理工藝流程圖指明達到綜合處理而選用的設備、管道、閥門、輔助設施,并標明污水走向、管徑、過程和選用材料等。
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2.4 綜合性污水處理站平面圖指明污水處理站在廠內的相對位置,與各車間的相互關系。
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2.5 綜合性污水處理站工藝設備布置圖
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污水處理站總體布置,根據各廠具體情況,與電鍍車間分建或合建。站內布置又可分橫向和豎向。大中型電鍍廠(點),廠內場地擁擠,宜與電鍍車間合建。
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①單獨綜合性污水處理站橫向布置,一般將污水池、污泥干化池設置在室外,處理設備及水泵房輔助用房布置在一層建筑物內。具體布置:根據各類污水與采用設備集中布置,同時考慮安裝操作、運行、管理。配藥系統,包括溶藥、投藥、水泵提升等設備,一般均放在底層與處理設備附近。投藥箱、回收液箱可集中在二樓或三樓。回用水箱可設置在層頂。各類污水池盡可能合并修建、一次建成,可節地節資。整個管網橫向連接。
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②單獨綜合性污水站豎向布置,除個別污水池、污泥干化場設置在室外,水泵房、處理設備輔助用房布置在不同層建筑物內。具體布置:部分水池及水泵房在地下室或半地下室。底層布置處理設備,調藥、配藥提升系統。二層布置投藥間、回用液間、化驗分析間,回用水箱布置在層頂,整個管網豎向連接。
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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,適應今后工藝變化和處理技術發展。主要處理設備在同一間內,不宜按污水種類設置小間;當設備操作在較高處時,宜設操作平臺,平臺設備高度一般離地2米左右,便于安裝、操作、維修。
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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。
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⑤儀表室操作一般布置在處理設備中心,應便于觀察。
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⑥化驗分析室一般布置在二樓,藥劑倉庫靠近溶液配藥間,設有專門通道。污泥脫水間靠近污泥干化場,設在向陽處,污泥堆放應便于運輸。
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2.6 綜合污水處理站工藝管道布置圖、設備管道透視圖和管道編號表
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2.6.1 管道種類和材料
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綜合性污水處理站的管道種類繁多而復雜。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,必須根據流體的介質、腐蝕性能、壓力和溫度等因素來選擇。
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2.6.2 管道、管徑的選定
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管道、管徑的選定可通過水壓確定,采用“污水處理廠/站的設計及運行”有關管道數據查得。在綜合性污水處理站設計中,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。