電鍍廢水處理工藝
一般來(lái)說(shuō),電鍍廢水的來(lái)源有:
(1)電鍍清洗水;
(2)廢電鍍液;
(3)其他廢水,包括車(chē)間地面沖洗水、極板沖洗水、通風(fēng)設(shè)備冷凝水、各種槽液以及因鍍液泄漏或操作管理不當(dāng)造成的“跑、冒、滴、漏”的排放;
(4)設(shè)備冷卻水和冷卻水在使用過(guò)程中除了溫度升高外,沒(méi)有污染。
(5)金屬表面處理:金屬表面處理包括表面處理前的清洗、電鍍、鈍化膜保護(hù)、機(jī)械加工和涂層,以電鍍?yōu)橹鳌?/p>
電鍍廢水的水質(zhì)和水量與電鍍生產(chǎn)的工藝條件、生產(chǎn)負(fù)荷、運(yùn)行管理、用水量等因素有關(guān)。電鍍廢水水質(zhì)復(fù)雜,成分不易控制。它含有鉻、鎘、鎳、銅、鋅、金、銀、氰化物等重金屬離子。,含有堿,通常含有有機(jī)添加劑。有些金屬以簡(jiǎn)單陽(yáng)離子的形式存在,有些以酸根陰離子的形式存在,有些以絡(luò)合離子的形式存在。
目前國(guó)內(nèi)常用的電鍍廢水處理方法有化學(xué)法、生物法、物理化學(xué)法和電化學(xué)法。
化學(xué)方法
化學(xué)法是依靠氧化還原反應(yīng)或中和沉淀反應(yīng),將有毒有害物質(zhì)分解成無(wú)毒無(wú)害的物質(zhì),或通過(guò)沉淀或浮選直接去除廢水中的重金屬。
1.沉積法
(1)中和沉淀法。向含重金屬的廢水中加入堿進(jìn)行中和反應(yīng),使重金屬分離成不溶于水的氫氧化物沉淀。中和沉淀法操作簡(jiǎn)單,是一種常見(jiàn)的處理廢水法。
(2)硫化物沉淀法。一種通過(guò)加入硫化物生成硫化物沉淀去除廢水中重金屬離子的方法。與中和沉淀法相比,硫化物沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是重金屬硫化物的溶解度低于其氫氧化物,反應(yīng)的pH值在7-9之間,處理后的廢水一般不需要中和,而處理效果更好。但硫化物沉淀法的缺點(diǎn)是:硫化物沉淀顆粒小,易形成膠體,硫化物沉淀留在水中,遇酸產(chǎn)生氣體,可能造成二次污染。
(3)螯合沉淀法。高分子重金屬捕集沉淀劑(DTCR)在常溫下與廢水中的Hg2+、Cd2+、Cu2+、Pb2+、Mn2+、Ni2+、Zn2+、Cr3+等重金屬離子快速反應(yīng),生成不溶于水的螯合鹽,然后加入少量有機(jī)和/或無(wú)機(jī)絮凝劑,形成絮狀沉淀,從而達(dá)到捕集和去除重金屬的目的。DTCR系列化學(xué)品處理電鍍廢水的特點(diǎn)是能夠同時(shí)去除多種重金屬離子,并且還能很好的去除復(fù)鹽形式的重金屬離子。膠體重金屬的去除不受共存鹽的影響,具有良好的發(fā)展前景。
2.氧化法
通過(guò)加入氧化劑,將電鍍廢水中的有毒物質(zhì)氧化成無(wú)毒或低毒物質(zhì),主要用于處理廢水中的CN-、Fe2+、Mn2+低價(jià)離子,以及引起色度、臭味、氣味的各種有機(jī)物和病原微生物。例如,在使用處理含氰廢水時(shí),常采用次氯酸鹽在堿性條件下氧化其中的氰離子,使其分解為低毒的氰酸鹽,再進(jìn)一步降解為無(wú)毒的二氧化碳和氮?dú)狻?/p>
3.化學(xué)還原法
含鉻廢水的處理是電鍍廢水處理中典型的化學(xué)還原法。該方法是在廢水中加入還原劑FeS04、nah so 3、Na2SO3、SO2或鐵粉將Cr (ⅵ)還原為Cr(ⅲ),然后加入NaOH或石灰乳沉淀分離。該方法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、處理用量大,但要防止沉淀污泥造成二次污染。
4.中和與法律
通過(guò)酸堿中和反應(yīng),將電鍍廢水的pH值調(diào)節(jié)至中性或接近中性或適合下一步處理,主要用于電鍍廠的處理酸洗廢水。
5.空氣浮選
處理電鍍廢水氣浮技術(shù)是近幾年發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)。基本原理是通過(guò)高壓水泵將水加壓到幾個(gè)大氣壓,注入溶解池,使空氣和水混合成溶氣水,溶氣水通過(guò)溶氣釋放器進(jìn)入池內(nèi)。由于突然減壓,溶解在水中的空氣形成大量的微氣泡,附著在電鍍廢水最初產(chǎn)生的冷凝液處理上,使其相對(duì)密度小于水,漂浮到水面作為浮渣排出,從而凈化了廢水。
生物學(xué)方法
生物處理是處理電鍍廢水的新技術(shù)。一些微生物代謝產(chǎn)物可以改變廢水中重金屬離子的價(jià)態(tài)。同時(shí),微生物菌群本身具有很強(qiáng)的生物絮凝和靜電吸附作用,可以吸附金屬離子,使重金屬經(jīng)固液分離后進(jìn)入泥餅,使廢水達(dá)標(biāo)排放或回用。
1.生物吸附法
由具有從溶液中分離金屬能力的物體或生物制成的衍生物稱(chēng)為生物吸附劑。生物吸附劑主要是細(xì)菌、藻類(lèi)和一些提取物。微生物對(duì)重金屬的吸附機(jī)理取決于許多物理和化學(xué)因素,如光照、溫度、pH值、重金屬含量和化學(xué)形態(tài)、其他離子、螯合劑的存在以及吸附劑的pre 處理。生物吸附技術(shù)在治理重金屬污染方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。低含量條件下,生物吸附劑可以選擇性吸附重金屬,受水溶液中鈣鎂離子干擾影響較小。該方法處理效率高,無(wú)二次污染,可有效回收部分貴金屬。但生物生長(zhǎng)環(huán)境不易控制,經(jīng)常因水質(zhì)變化而中毒致死。
2.生物絮凝法
生物絮凝是一種利用微生物或微生物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物絮凝沉淀的去污方法。微生物絮凝劑是微生物自身產(chǎn)生的一種天然高分子,具有很高的絮凝效率。其主要成分有糖蛋白、粘多糖、纖維素、蛋白質(zhì)和核酸等。它具有較高的電荷或較強(qiáng)的親水性和疏水性,可以通過(guò)離子鍵、氫鍵和范德華力與顆粒同時(shí)吸附多個(gè)膠體顆粒,在顆粒間產(chǎn)生架橋現(xiàn)象,形成網(wǎng)絡(luò)三維結(jié)構(gòu)并沉降下來(lái)。目前絮凝重金屬的生物絮凝劑大約有十幾種。生物絮凝劑中的氨基和羥基能與重金屬離子如Cu 2+、Hg2+、Ag+、Au2+形成穩(wěn)定的螯合物并沉淀。該方法處理廢水具有安全、方便、無(wú)毒、無(wú)二次污染、絮凝范圍廣、絮凝活性高、生長(zhǎng)速度快、絮凝條件廣泛、基本不受離子強(qiáng)度、pH值和溫度影響、易于產(chǎn)業(yè)化的特點(diǎn)。
3.生化方法
生物化學(xué)是微生物與金屬離子的直接化學(xué)反應(yīng),將可溶性離子轉(zhuǎn)化為不溶性化合物,并將其去除。其優(yōu)點(diǎn)是選擇性強(qiáng),吸附容量大,不使用化學(xué)藥劑。污泥中金屬含量高,二次污染明顯減少,污泥中重金屬易于回收,回收率高。但其缺點(diǎn)是功能菌與廢水中金屬離子的反應(yīng)效率不高,培養(yǎng)細(xì)菌的培養(yǎng)基消耗量大,且處理成本高。
物化方法
物理化學(xué)法是利用離子交換、膜分離或吸附劑去除電鍍廢水中所含的雜質(zhì),在工業(yè)上應(yīng)用廣泛,通常與其他方法配合使用。
1.離子交換法
離子交換法是利用離子交換劑從廢水中分離有害物質(zhì)的方法。常用的交換劑是離子交換樹(shù)脂,飽和后可用酸堿再生,重復(fù)使用。離子交換是通過(guò)交換劑攜帶的自由運(yùn)動(dòng)的離子和處理溶液中的離子來(lái)實(shí)現(xiàn)的。大多數(shù)情況下,離子是先被吸附再被交換的,具有吸附和交換的雙重作用。對(duì)于含鉻等重金屬離子的廢水,陰離子交換樹(shù)脂可用于去除Cr(VI),陽(yáng)離子交換樹(shù)脂可用于去除Cr (III)、鐵和銅等離子體。一般用于處理有害物質(zhì)含量較低的廢水中,具有循環(huán)利用、化害為利、循環(huán)用水等優(yōu)點(diǎn)。,但技術(shù)要求較高,一次性投資較大。
2.膜分離法
膜分離是指以半透膜為阻隔層,在能量、含量或化學(xué)勢(shì)差的作用下,膜的選擇性滲透,實(shí)現(xiàn)混合物中不同組分的分離。利用膜分離技術(shù),可以回收電鍍廢水中的重金屬和水資源,減少或消除其對(duì)環(huán)境的污染,實(shí)現(xiàn)電鍍的清潔生產(chǎn)。采用膜分離技術(shù)處理高附加值的金、銀、鎳、銅等電鍍廢水。,就可以實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán),產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于綜合電鍍廢水,經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的物理化學(xué)方法處理后,大部分廢水可通過(guò)膜分離技術(shù)回用,回收率為60% ~ 80%,減少了排放總量污水和排入水體的污染物。
3.蒸發(fā)濃縮法
該方法是一種處理蒸發(fā)電鍍廢水以濃縮重金屬?gòu)U水并回收利用的方法。一般適用于處理含鉻、銅、銀、鎳等重金屬的電鍍廢水。目前一般作為其他方法的輔助處理手段。具有能耗高、成本高、占地面積大、運(yùn)行費(fèi)用高等缺點(diǎn)。
4.活性炭吸附法
活性炭吸附是處理處理電鍍廢水的一種經(jīng)濟(jì)有效的方法,主要用于含鉻和氰化物的廢水。其特點(diǎn)是溫和處理調(diào)節(jié),運(yùn)行安全,深度凈化處理水可重復(fù)使用。但是這種方法存在活性炭再生復(fù)雜、再生液不能直接循環(huán)回鍍液等問(wèn)題。吸附容量小,不適用于有害物質(zhì)含量高的廢水。
電化過(guò)程
1.電解法
電解是利用電解處理或回收重金屬,一般適用于貴金屬含量高或單一的電鍍廢水。電解法處理Cr(VI)以鐵為電極,鐵陽(yáng)極不斷溶解產(chǎn)生的亞鐵離子在酸性條件下可將Cr(VI)還原為Cr (III),Cr(VI)在陰極上可直接還原為Cr (III)。因?yàn)闅潆x子在電解過(guò)程中被消耗,水中剩余的氫氧根離子使溶液由酸性變?yōu)閴A性,生成鉻和鐵。電解法可同時(shí)去除多種金屬離子,具有凈化效果好、污泥少、占地面積小等優(yōu)點(diǎn),但耗電耗鋼較多,目前應(yīng)用較少。
2.原電池法
以顆粒炭、煤渣或其他導(dǎo)電惰性物質(zhì)為陰極,鐵屑為陽(yáng)極,廢水中的導(dǎo)電電解質(zhì)起導(dǎo)電作用,組成原電池,通過(guò)原電池的反應(yīng)達(dá)到處理廢水的目的。近年來(lái),鐵炭微電解技術(shù)在電鍍廢水處理中越來(lái)越受到重視。
3.電滲析法
電滲析是一種膜分離技術(shù)。在這種方法中,陰離子交換膜和陽(yáng)離子交換膜交替排列在正負(fù)電極之間,并用特殊的隔板隔開(kāi)。在電場(chǎng)的作用下,以電位差為驅(qū)動(dòng)力,利用離子交換膜的選擇透過(guò)性,將電解液從溶液中分離出來(lái),從而實(shí)現(xiàn)電鍍廢水的濃縮、脫鹽、精制和凈化。
4.電凝聚浮選
可溶性陽(yáng)極材料(鐵、鋁等。)用于產(chǎn)生大量的陽(yáng)離子,例如Fe2+、Fe3+、Al3+等。和沉淀,如Fe(OH)2、Fe(OH)3、al(OH)3等。通過(guò)絮凝作用去除水中的污染物。同時(shí),陰極上產(chǎn)生大量H2微氣泡,陽(yáng)極上產(chǎn)生大量O2微氣泡。這些氣泡被用作氣浮載體,與絮凝的污物一起上浮。大量的絮體隨著豐富的微氣泡迅速上浮,起到凈化水質(zhì)的作用。
我國(guó)電鍍廢水常規(guī)處理技術(shù)比較成熟,現(xiàn)代生物法處理電鍍廢水是一種很有前途的廢水處理技術(shù),不會(huì)產(chǎn)生二次污染。關(guān)鍵是利用新技術(shù)對(duì)其進(jìn)行深化處理并進(jìn)一步提高出水水質(zhì)。膜處理技術(shù)由于其分離效率高和回收重金屬的能力,將在未來(lái)的電鍍廢水處理中發(fā)揮重要作用。同時(shí),通過(guò)/[K17/]清潔生產(chǎn)工藝,減少電鍍生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的污水排放量,變“被動(dòng)處理”為“主動(dòng)處理”,也是解決電鍍廢水污染的根本方法。
在電鍍廢水的處理中,單一的方法往往難以達(dá)到理想的要求,各種組合方法將逐漸取代單一處理方法。從國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)看,傾向于以化學(xué)方法為主,輔以其他組合處理技術(shù)和自動(dòng)檢測(cè)控制手段。多功能組合處理機(jī)的研發(fā)是一個(gè)發(fā)展方向。既能處理處理成分復(fù)雜的混合電鍍廢水,又能使流程和設(shè)備小型化,從而節(jié)省占地面積和工程投資。
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