⑴ 介紹幾種電鍍廢水處理的方法。
①現就處理重金屬方法的七種方法:1.硫酸亞鐵+石灰法 2.硫酸亞鐵+燒鹼法 3. 硫酸亞鐵+燒鹼+硫化鈉法 4.硫酸亞鐵+石灰+硫化鈉法 5.重金屬捕集劑一步法 6.重金屬捕集劑二步法 7.硫化鈉法。
②硫酸亞鐵:利用Fe2+在酸性環境下置換絡合態Cu2+,再加入鹼把PH調到9.5-11.5,讓重金屬離子以氫氧化物的形態沉澱下來。
③在置換過程中硫酸亞鐵需要大量過量,一般的情況需要過量4-5倍。按原水含銅31mg/L計算,需要含量為90%硫酸亞鐵(FeSO4.7H2O)400-500g/噸廢水。還調PH調到9.5-11.5需要大量的鹼性物質。大約需要0.8-0.9kg燒鹼或石灰(含量70%)1.0-1.2kg。
④如果採用石灰的話,將產生大量的污泥,1kg100%石灰將產生2.3kg污泥(干基)。換算成含水50%的污泥將是3.83kg,這些污泥因為含銅量低<0.5%,毫無利用價值,處理需要大量的人力、污泥處理設施、壓濾設備和污泥處理費用。因此硫酸亞鐵+石灰法處理PCB廢水表面上費用低,如果加上污泥處理費用成本是十分高。
⑤硫酸亞鐵法處理的水質一般情況銅離子含量是難以到達0.5mg/L,往往需要加入硫化鈉處理才能確保出水銅離子含量<0.5mg/L。由於此時廢水PH=9.5-10.5,進入生化系統還需要加硫酸回調到PH=6.0-9。因此,此方法操作十分繁瑣。亞鐵本身也會產生污泥,1kg亞鐵可產生0.6kg (含水量60%)的污泥。
⑥使用石灰的污泥含銅量低,無利用價值。 這種污泥屬於危險固體物,污泥處理費根據城市不同,價格差距比較大,另外需要場地堆放,每班至少得增加一位操作人員。另外石灰加葯系統復雜,容易堵塞管道,動力消耗大。
⑦使用燒鹼的污泥含銅較高一般是>1.5%,有一定利用價值,無需花錢請人處理,相反可以賣給有資質的單位。
⑧採用硫化鈉有不安全隱患,在加酸過程中,可能出現局部酸度過大,產生硫化氫氣體,危及人們生命安全。硫酸亞鐵法由於沉澱物是氫氧化物,有二次污染的可能。
⑨重金屬捕集劑法:重金屬捕集劑是有機硫、氮化合物,對重金屬離子有強力的螯合作用。無二次污染,無硫化氫氣體產生,處理PCB廢水的PH在6-9之間,不需要硫酸回調,處理的水質好,銅離子可以做到0.05mg/L,重金屬捕集劑在水中不殘留,對水體無害。污泥量少,污泥的含銅量2.5%,回收價值高。尤其是二步法,處理成本低廉,操作簡單可靠,是PCB廢水處理的發展方向。
⑩硫化鈉法礬花細小,難以沉澱,水體溶液發黑,氣味有時較大,成本高,COD容易超標,存在安全隱患,極少採用。
⑵ 怎麼認定是否屬於國家環境保護部門規定的重污染行業
如何認定排放污染物的類別
污染物排放標準是國家對人為污染源排放到環境中的污染物濃度或總量的限制。目的是通過控制污染源排放的污染物量來達到環境質量標准或環境目標。污染物排放標准根據污染物形式分為氣態,液態,固態和物理污染物(如雜訊)排放標准。
從污染環境罪的法條本身分析,污染環境的罪狀描述採取了多頭線狀結構。根據《刑法》第三百三十八條的規定,實施污染環境犯罪的具體行為中,排放、傾倒、處置的污染物分為四類:有放射性的廢物、含傳染病病原體的廢物、有毒物質、其他有害物質。
其中「其他有害物質」是兜底規定。在明確污染物類型之後,《刑法》規定了「嚴重污染環境」這一構罪要件。《解釋》第一條在區分了不同種類的污染物的基礎上,對污染環境罪的人罪要件「嚴重污染環境」的具體認定標准作了規定。
如其第(一)項規定:「在飲用水水源一級保護區、自然保護區核心區排放、傾倒、處置有放射性的廢物、含傳染病病原體的廢物、有毒物質的」,就僅僅針對前三類污染物;最高人民法院起草該司法解釋者對此也專門予以闡釋:污染環境的有毒、有害物質種類繁多、不可計數,
不同污染物對環境的毒害程度又有很大差異。從調研了解的情況看,當前違規排放各種污染物的情況仍然十分普遍。「嚴重污染環境」具體認定標準的設定,既要體現從嚴打擊污染環境犯罪的立法精神,也要立足當前實際,恰當把握打擊面,實現行政處罰與刑事處罰的有序銜接。
也就是說,要具體適用污染環境罪的《刑法》規定,其首要要求是將犯罪行為中的污染物進行歸類,是屬於「有放射性的廢物、含傳染病病原體的廢物、有毒物質、其他有害物質」中的哪一類,然後才能進一步明確認定排放、傾倒、處置該污染物是否已經屬於「嚴重污染環境」。
難點因而產生:不同於該條其他項的規定,第(三)項的規定,從文義上來看,並未與《刑法》所規定的四類污染物類別相對應,該項規定針對的是否為有毒物質?
從司法實踐來看,法院做出了截然不同的決定。爭議的主要問題是,超過標準的「嚴重危害環境和危害人類健康的重金屬和持久性有機污染物等污染物」是否直接被認定為「有毒化學品」。
《解釋》第十條列舉規定了五類應認定為有毒物質的物質,其中目前實務中應用頻率最多的是第(三)項:含有鉛、汞、鎘、鉻等重金屬的物質。目前實務爭議的來源,在於在鉛、汞、鎘、鉻這四種重金屬以外,還有哪些重金屬可以作為界定有毒物質的內容特徵。
(2)電鍍廢水6倍怎麼處罰擴展閱讀:
重金屬污染主要危害
環境污染
重金屬污染
從環境污染方面,重金屬是指汞、鎘、鉛以及「類金屬」-----砷等生物毒性顯著的重金屬。對人體毒害最大的有5種:鉛、汞、砷、鎘、鉻。這些重金屬在水中不能被分解,人飲用後毒性放大,與水中的其他毒素結合生成毒性更大的有機物。
土壤污染,可以用耐重金屬的植物修復,可以用來做游樂園等,非農業耕地,美國有這樣的例子,安徽銅陵銅尾礦與澳大利亞合作,進行植物修復,效果已初見端倪。
重金屬一般以天然濃度廣泛存在於自然界中,但由於人類對重金屬的開采、冶煉、加工及商業製造活動日益增多,造成不少重金屬如鉛、汞、鎘、鈷等進入大氣、水、土壤中,引起嚴重的環境污染。
人體傷害
以各種化學狀態或化學形態存在的重金屬,在進入環境或生態系統後就會存留、積累和遷移,造成危害。如隨廢水排出的重金屬,即使濃度小,也可在藻類和底泥中積累,被魚和貝的體表吸附,產生食物鏈濃縮,從而造成公害。
如日本的水俁病,就是因為燒鹼製造工業排放的廢水中含有汞,在經生物作用變成有機汞後造成的;又如痛痛病,是由煉鋅工業和鎘電鍍工業所排放的鎘所致。
汽車尾氣排放的鉛經大氣擴散等過程進入環境中,造成目前地表鉛的濃度已有顯著提高,致使近代人體內鉛的吸收量比原始人增加了約100倍,損害了人體健康。重金屬對人體的傷害極大。
常見的有:
汞:食入後直接沉入肝臟,對大腦、神經、視力破壞極大。天然水每升水中含0.01毫克,就會導致人中毒。
鎘:導致高血壓,引起心腦血管疾病;破壞骨骼和肝腎,並引起腎衰竭。
鉛:是重金屬污染中毒性較大的一種,一旦進入人體將很難排除。能直接傷害人的腦細胞,特別是胎兒的神經系統,可造成先天智力低下。
鈷:能對皮膚有放射性損傷。
釩:傷人的心、肺,導致膽固醇代謝異常。
銻:與砷能使銀手飾變成磚紅色,對皮膚有放射性損傷。
鉈:會使人多發性神經炎。
錳:超量時會使人甲狀腺機能亢進。也能傷害重要器官。
砷:是砒霜的組分之一,有劇毒,會致人迅速死亡。長期接觸少量,會導致慢性中毒。另外還有致癌性。
這些重金屬中任何一種都能引起人的頭痛、頭暈、失眠、健忘、神精錯亂、關節疼痛、結石、癌症。
近年,關於重金屬污染事件屢見不鮮,從湖南兒童血鉛超標事件,陝西鳳翔數百兒童鉛超標到重金屬污染「菜籃子」等等,近日南方周末又有報道說,飲水機內也存在重金屬污染,可見重金屬污染已影響到我們的生活環境。
我們常見的塑料門窗也同樣存在重金屬鉛的污染。塑料門窗屬於PVC異型材,PVC異型材用熱穩定劑體系主要有鉛鹽、有機錫、鈣鋅及其復合穩定劑。
因鉛鹽穩定劑的穩定效果好,成為了目前中國塑料門窗生產中使用最多的穩定劑,但因鉛的毒性,雖然並不直接與人體接觸,仍對環境和人體健康造成威脅。
北美地區不準硬聚氯乙烯門窗使用鉛穩定劑。加拿大衛生部1996-48文件,美國消費者產品安全委員會第96-150文件和第4426號文件對此均有明確規定。但鉛鹽穩定劑的污染問題在中國目前尚未得到重視。
⑶ 電鍍廢水怎麼處理才能達標排放
電鍍廢水的處理與回用對節約水資源以及保護環境起著至關重要的作用。本文綜述了各種電鍍廢水處理技術的優缺點,以及一些新材料在電鍍廢水處理上的應用。
01 化學沉澱法
化學沉澱法是通過向廢水中投入葯劑,使溶解態的重金屬轉化成不溶於水的化合物沉澱,再將其從水中分離出來,從而達到去除重金屬的目的。
化學沉澱法因為操作簡單,技術成熟,成本低,可以同時去除廢水中的多種重金屬等優點,在電鍍廢水處理中得到廣泛應用。
1.鹼性沉澱法
鹼性沉澱法是向廢水中投加NaOH、石灰、碳酸鈉等鹼性物質,使重金屬形成溶解度較小的氫氧化物或碳酸鹽沉澱而被去除。該法具有成本低、操作簡單等優點,目前被廣泛使用。
但是鹼性沉澱法的污泥產量大,會產生二次污染,而且出水pH偏高,需要回調pH。NaOH由於產生污泥量相對較少且易回收利用,在工程上得到廣泛應用。欣格瑞水處理專家
2.硫化物沉澱法
硫化物沉澱法是通過投加硫化物(如Na2S、NariS等)使廢水中的重金屬形成溶度積比氫氧化物更小的沉澱,出水pH在7~9,無需回調pH即可排放。
但是硫化物沉澱顆粒細小,需要添加絮凝劑輔助沉澱,使處理費用增大。硫化物在酸性溶液中還會產生有毒的HS氣體,實際操作起來存在局限性。
3.鐵氧體法
鐵氧體法是根據生產鐵氧體的原理發展起來的,令廢水中的各種重金屬離子形成鐵氧體晶體一起沉澱析出,從而凈化廢水。該法主要是通過向廢水中投加硫酸亞鐵,經過還原、沉澱絮凝,最終生成鐵氧體,因其設備簡單、成本低、沉降快、處理效果好等特點而被廣泛應用。
pH和硫酸亞鐵投加量對鐵氧體法去除重金屬離子的影響,確定鎳、鋅、銅離子的最佳絮凝pH分別為8.00~9.80、8.00~10.50和10.00,投加的亞鐵離子與它們摩爾比均為2~8,而六價鉻的最佳還原pH為4.00~5.50,最佳絮凝pH則為8.00~10.50,最佳投料比為20。出水的鎳含量小於0.5mg/L,總鉻含量小於1.0mg/L,鋅含量小於1.0mg/L,銅含量小於0.5mg/L,達到《電鍍污染物排放標准》(GB21900—2008)中「表2」的要求。
化學沉澱法的局限性
隨著污水排放標準的提高,傳統單一的化學沉澱法很難經濟有效地處理電鍍廢水,常常與其他工藝組合使用。
採用鐵氧體-CARBONITE(一種具有物理吸附與離子交換功能的材料)聯合工藝處理Ni含量約為4000mg/L的高濃度含鎳電鍍廢水:先以鐵氧體法控制pH為11.0,在Fe/Fe。摩爾比O.55,FeSO4·7H2O/Ni質量比21,反應溫度35℃的條件下攪拌反應15min,出水Ni平均濃度從4212.5mg/L降至6.8mg/L,去除率達99.84%;然後採用CARBONITE處理,在CARBONITE投加量1.5g/L,pH=6.5,溫度35℃的條件下反應6h,Ni去除率可達96.48%,出水Ni濃度為0.24mg/L,達到GB21900-2008中的「表2」標准。
採用高級Fenton一化學沉澱法處理含螯合重金屬的廢水,使用零價鐵和過氧化氫降解螯合物,然後加鹼沉澱重金屬離子,不僅可以去除鎳離子(去除率最高達98.4%),而且可以降低COD化學需氧量。
02 氧化還原法
1.化學氧化法
化學氧化法在處理含氰電鍍廢水上的效果尤為明顯。該方法把廢水中的氰根離子(CN一)氧化成氰酸鹽(CNO-),再將氰酸鹽(CNO-)氧化成二氧化碳和氮氣,可以徹底解決氰化物污染問題。
常用的氧化劑包括氯系氧化劑、氧氣、臭氧、過氧化氫等,其中鹼性氯化法應用最廣。採用Fenton法處理初始總氰濃度為2.0mg/L的低濃度含氰電鍍廢水,在反應初始pH為3.5,H202/FeSO4摩爾比為3.5:1,H202投加量5.0g/L,反應時間60min的最佳條件下,氰化物的去除率可達93%,總氰濃度可降至0_3mg/L。
2.化學還原法
化學還原法在電鍍廢水處理中主要針對含六價鉻廢水。該方法是在廢水中加入還原劑(如FeSO、NaHSO3、Na2SO3、SO2、鐵粉等)把六價鉻還原為三價鉻,再加入石灰或氫氧化鈉進行沉澱分離。上述鐵氧體法也可歸為化學還原法。
該方法的主要優點是技術成熟,操作簡單,處理量大,投資少,在工程應用中有良好的效果,但是污泥量大,會產生二次污染。採用硫酸亞鐵作為還原劑,處理80t/d的含總鉻7O~80mg/L的電鍍廢水,出水總鉻小於1.5mg/L,處理費用為3.1元/t,具有很高的經濟效益。
以焦亞硫酸鈉為還原劑處理含80mg/L六價鉻、pH為6~7的電鍍廢水,出水六價鉻濃度小於0.2mg/L。
03 電化學法
電化學法是指在電流的作用下,廢水中的重金屬離子和有機污染物經過氧化還原、分解、沉澱、氣浮等一系列反應而得到去除。
該方法的主要優點是去除速率快,可以完全打斷配合態金屬鏈接,易於回收利用重金屬,佔地面積小,污泥量少,但是其極板消耗快,耗電量大,對低濃度電鍍廢水的去除效果不佳,只適合中小規模的電鍍廢水處理。
電化學法主要有電凝聚法、磁電解法、內電解法等。
電凝聚法是通過鐵板或者鋁板作為陽極,電解時產生Fe2+、Fe或Al,隨著電解的進行,溶液鹼性增大,形成Fe(OH)2、Fe(OH)3或AI(OH)3,通過絮凝沉澱去除污染物。
由於傳統的電凝聚法經過長時間的操作,會使電極板發生鈍化,近年來高壓脈沖電凝聚法逐漸替代傳統的電混凝法,它不僅克服了極板鈍化的問題,而且電流效率提高20%~30%,電解時間縮短30%~40%,節省電能30%~40%,污泥產生量少,對重金屬的去除率可達96%~99%。欣格瑞水處理專家
採用高壓脈沖電絮凝技術處理某電鍍廠的電鍍廢水,Cu2十、Ni2、CN一和COD的去除率分別達到99.80%、99.70%、99.68%和67.45%。
電混凝法通常也與其他方法結合使用,利用電凝聚法和臭氧氧化法聯合處理電鍍廢水,以鐵和鋁做極板,出水六價鉻、鐵、鎳、銅、鋅、鉛、TOC(總有機碳)、COD的去除率分別為99.94%、100.00%、95.86%、98.66%、99.97%、96.81%、93.24%和93.43%。
近年來內電解法受到廣泛關注。內電解法利用了原電池原理,一般向廢水中投加鐵粉和炭粒,以廢水作為電解質媒介,通過氧化還原、置換、絮凝、吸附、共沉澱等多種反應的綜合作用,可以一次性去除多種重金屬離子。
該方法不需要電能,處理成本低,污泥量少。通過靜態試驗研究了鐵碳微電解法對模擬電鍍廢水的COD及銅離子的去除效果,去除率分別達到了59.01%和95.49%。然而,採用微電解反應柱研究連續流的運行結果顯示,14d後微電解出水的COD去除率僅為10%~15%,銅的去除率降低至45%~50%之間,可見需要定期更換填料或對填料進行再生。
04 膜分離技術
膜分離技術主要包括微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)、電滲析(ED)、液膜(Lv)等,利用膜的選擇透過性來對污染物進行分離去除。
該方法去除效果好,可實現重金屬回收利用和出水回用,佔地面積小,無二次污染,是一種很有發展前景的技術,但是膜的造價高,易受污染。
對膜技術在電鍍廢水處理中的應用和效果進行了分析,結果表明:結合常規廢水處理工藝與膜生物反應器(MBR)組合工藝,電鍍廢水被處理後的水質達到排放標准;電鍍綜合廢水經UF凈化、RO和NF兩段脫鹽膜的集成工藝處理後,水質達到回用水標准,RO和NF產水的電導率分別低於100gS/cm和1000gS/cm,COD分別約為5mg/L和10mg/L;鍍鎳漂洗廢水通過RO膜後,鎳的濃縮高達25倍以上,實現了鎳的回收,RO產水水質達到回用標准。
投資與運行費用分析表明:工程運行1年多即可收回RO濃縮鎳的設備費用。
液膜法並不是採用傳統的固相膜,而是懸浮於液體中很薄的一層乳液顆粒,是一種類似溶劑萃取的新型分離技術,包括制膜、分離、凈化及破乳過程。
美籍華人黎念之(NormanN.Li)博士發明了乳狀液膜分離技術,該技術同時具有萃取和滲透的優點,把萃取和反萃取兩個步驟結合在一起。乳化液膜法還具有傳質效率高、選擇性好、二次污染小、節約能源和基建投資少的特點,對電鍍廢水中重金屬的處理及回收利用有著良好的效果。
05 離子交換法
離子交換法是利用離子交換劑對廢水中的有害物質進行交換分離,常用的離子交換劑有腐殖酸物質、沸石、離子交換樹脂、離子交換纖維等。離子交換的運行操作包括交換、反洗、再生、清洗四個步驟。
此方法具有操作簡單、可回收利用重金屬、二次污染小等特點,但離子交換劑成本高,再生劑耗量大。
研究強酸性離子交換樹脂對含鎳廢水的處理工藝條件及鎳回收方法。結果表明:pH為6~7有利於強酸性陽離子交換樹脂對鎳離子的去除。離子交換除鎳的適宜溫度為30℃,適宜流速為15BV/h(即每小時l5倍樹脂床體積)。適宜的脫附劑為10%鹽酸,脫附液流速為2BV/h。前4.6BV脫附液可回用於配製電鍍槽液,平均鎳離子質量濃度達18.8g/L。
Mei.1ingKong等研究了CHS—l樹脂對cr(VI)的吸附能力,發現Cr(VI)在低濃度時,樹脂的交換吸附率是由液膜擴散和化學反應控制的。CHS一1樹脂對Cr(VI)的最佳吸附pH為2~3,在298K下其飽和吸附能力為347.22mg/g。CHS一1樹脂可以用5%的氫氧化鈉溶液和5%氯化鈉溶液來洗脫,再生後吸附能力沒有明顯的下降。
使用鈦酸酯偶聯劑將1一Fe203與丙烯酸甲酯共聚,在鹼性條件下進行水解,制備出磁性弱酸陽離子交換樹脂NDMC一1。
通過對重金屬Cu的吸附研究發現,NDMC—l樹脂粒徑較小、外表面積大,因而具有較快的動力學性能。具體聯系污水寶或參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。
06 蒸發濃縮法
蒸發濃縮法是通過加熱對電鍍廢水進行蒸發,使液體濃縮達到回用的效果。一般適用於處理含鉻、銅、銀、鎳等重金屬濃度高的廢水,用其處理濃度低的重金屬廢水時耗能大,不經濟。
在處理電鍍廢水中,蒸發濃縮法常常與其他方法一起使用,可實現閉路循環,效果不錯,比如常壓蒸發器與逆流漂洗系統聯合使用。蒸發濃縮法操作簡單,技術成熟,可實現循環利用,但是濃縮後的干固體處置費用大,制約了它的應用,目前一般只作為輔助處理手段。
07 生物處理技術
生物處理法是利用微生物或者植物對污染物進行凈化,該方法運行成本低,污泥量少,無二次污染,對於水量大的低濃度電鍍廢水來說是不二之選。生物法主要包括生物絮凝法、生物吸附法、生物化學法和植物修復法。
1.生物絮凝法
生物絮凝法是一種利用微生物或微生物產生的代謝物進行絮凝沉澱來凈化水質的方法。微生物絮凝劑是一類由微生物產生並分泌到細胞外、具有絮凝活性的代謝物,能使水中膠體懸浮物相互凝聚、沉澱。
生物絮凝劑與無機絮凝劑和合成有機絮凝劑相比,具有處理廢水安全無毒、絮凝效果好、不產生二次污染等優點,但其存在活體生物絮凝劑不易保存,生產成本高等問題,限制了它的實際應用。目前大部分生物絮凝劑還處在探索研究階段。
生物絮凝劑可以分為以下三類:
(1) 直接利用微生物細胞作為絮凝劑,如一些細菌、放線菌、真菌、酵母等。
(2) 利用微生物細胞壁提取物作為絮凝劑。微生物產生的絮凝物質為糖蛋白、黏多糖、蛋白質等高分子物質,如酵母細胞壁的葡聚糖、Ⅳ-乙醯葡萄糖胺、絲狀真菌細胞壁多糖等都可作為良好的生物絮凝劑。
(3) 利用微生物細胞代謝產物的絮凝劑。代謝產物主要有多糖、蛋白質、脂類及其復合物等。
近年來報道的生物絮凝劑主要為多糖類和蛋白質類,前者有ZS一7、ZL—P、H12、DP。152等,後者有MBF—W6、NOC—l等。陶穎等]利用假單胞菌Gx4—1胞外高聚物製得的絮凝劑對cr(Ⅳ)進行了絮凝吸附研究。
其研究結果表明,在適宜條件下Or(Ⅳ)的去除率可達51%。研究枯草芽孢桿菌NX一2制備的生物絮凝劑v一聚谷氨酸(T-PGA)對電鍍廢水的處理效果,實驗證明,T-PGA能有效地去除Cr3+、Ni等重金屬離子。
2.生物吸附法
生物吸附法是利用生物體自身的化學結構或成分特性來吸附水中的重金屬,然後通過固液分離,從水中分離出重金屬。
可以從溶液中分離出重金屬的生物體及其衍生物都叫做生物吸附劑。生物吸附劑主要有生物質、細菌、酵母、黴菌、藻類等。該方法成本低,吸附和解析速率快,易於回收重金屬,具有選擇性,前景廣闊。
研究各種因素對枯草芽胞桿菌吸附電鍍廢水中Cd效果的影響,結果表明:pH為8、吸附劑用量為10g/L(濕重)、攪拌轉數為800r/min、吸附時間為10min的條件下,廢水中鎘的去除率達93%以上。
吸附鎘後的枯草芽胞桿菌細胞膨大,色澤變亮,細胞之間相互粘連。Cd2+與細胞表面的鈉進行了離子交換吸附。
殼聚糖是一種鹼性天然高分子多糖,由海洋生物中甲殼動物提取的甲殼素經過脫乙醯基處理而得到,可以有效地去除電鍍廢水中的重金屬離子。
通過乳化交聯法制備了磁性二氧化硅納米顆粒組成的殼聚糖微球,然後用乙二胺和縮水甘油基三甲基氯化反應的季銨基團改性,所得生物吸附劑具有很高的耐酸性和磁響應。
用它來去除酸性廢水中的cr(VI),在pH為2.5、溫度為25℃的條件下,最大吸附能力為233.1mg/g,平衡時間為40~120min[取決於初始Cr(VI)的濃度。使用0.3mol/LNaOH和0.3mol/LNaC1的混合液進行吸附劑再生,解吸率達到95.6%,因此該生物吸附劑具有很高的重復使用性。
3.生物化學法
生物化學法是指微生物直接與廢水中的重金屬進行化學反應,使重金屬離子轉化為不溶性的物質而被去除。
從電鍍廢水中篩選分離出3株可以高效降解自由氰根的菌種,在最佳條件下可以將80mg/L的CN一去除到0.22mg/L。研究發現,有許多可以將cr(VI)還原成低毒cr(III)的微生物,如無色桿菌、土壤細菌、芽孢桿菌、脫硫弧菌、腸桿菌、微球菌、硫桿菌、假單胞菌等,其中除了大腸桿菌、芽孢桿菌、硫桿菌、假單胞菌等可以在好氧條件下還原Cr(VI),其餘大部分菌種只能在厭氧條件下還原cr(VI)。
R.S.Laxman等發現灰色鏈黴菌能在24~48h內把cr(VI)還原成cr(III),並能夠將cr(III)顯著地吸收去除。中科院成都生物研究所的李福、吳乾菁等從電鍍污泥、廢水及下水道鐵管內分離篩選出35株菌種,並獲得了SR系列復合功能菌,該功能菌具有高效去除Cr(VI)和其他重金屬的功效,並在此基礎上進行了工程應用,取得較好的效果。
4.植物修復法
植物修復法是利用植物的吸收、沉澱、富集等作用來處理電鍍廢水中的重金屬和有機物,達到治理污水、修復生態的目的。
該方法對環境的擾動較少,有利於環境的改善,而且處理成本低。人工濕地在這方面起著重要的作用,是一種發展前景廣闊的處理方法。
李氏禾是一種可富集金屬的水生植物,在去除水中重金屬方面具有很大的潛力。在人工濕地種植了李氏禾,用以處理含鉻、銅、鎳的電鍍廢水,使它們的含量分別降低了84.4%、97.1%和94_3%。當水力負荷小於0.3m/(m2·d1時,出水中的重金屬濃度符合電鍍污染物排放標準的要求;當進水鉻、銅和鎳的濃度為5、10和8mg/L時,仍能達標排放。
可見用李氏禾處理中低濃度的電鍍廢水是可行的。質量平衡表明,鉻、銅和鎳大部分保留在人工濕地系統的沉積物中。
08 吸附法
吸附法是利用比表面積大的多孔性材料來吸附電鍍廢水中的重金屬和有機污染物,從而達到污水處理的效果。
活性炭是使用最早、最廣的吸附劑,可以吸附多種重金屬,吸附容量大,但是活性炭價格昂貴,使用壽命短,需要再生且再生費用不低。一些天然廉價材料,如沸石、橄欖石、高嶺土、硅藻土等,也具有較好的吸附能力,但由於各種原因,幾乎沒有得到工程應用。
以沸石作為吸附劑處理電鍍廢水,發現在靜態條件下,沸石對鎳、銅和鋅的吸附容量分別達到5.9、4.8和2.7mg/g.先以磁性生物炭去除電鍍廢水中的Cr(vI),
然後通過外部磁場分離,使得cr(VI)的去除率達到97.11%。而在10rain的磁選後,濁度由4075NTU降至21.8NTU。其研究還證實了吸附過程後,磁性生物炭仍保留原來的磁分離性能。近年來又研製開發了一些新型吸附材料,如文中提到的生物吸附劑以及納米材料吸附劑。
納米技術是指在1~100nm尺度上研究和應用原子、分子現象,由此發展起來的多學科交叉、基礎研究與應用緊密聯系的科學技術。納米顆粒由於具有常規顆粒所不具備的納米效應,因而具有更高的催化活性。
納米材料的表面效應使其具有高的表面活性、高表面能和高的比表面積,所以納米材料在制備高性能吸附劑方面表現出巨大的潛力。雷立等l採用溫和水熱法一步快速合成了鈦酸鹽納米管(TNTs),並應用於對水中重金屬離子Pb(II)、cd(II)和Cr(III)的吸附。
結果表明:pH=5時,初始濃度分別為200、100和50mg/L的Pb(II)、Cd(II)和Cr(III)在TNTs上的平衡吸附量分別為513.04、212.46和66.35mg/L,吸附性能優於傳統吸附材料。納米技術作為一種高效、節能環保的新型處理技術,得到人們的廣泛認同,具有很大的發展潛力。
09 光催化技術
光催化處理技術具有選擇性小、處理效率高、降解產物徹底、無二次污染等特點。
光催化的核心是光催化劑,常用的有TiO2、ZnO、WO3、SrTiO3、SnO2和Fe2O3。其中TiO2具有化學穩定性好、無毒、兼具氧化和還原作用等諸多特點。TiO:在受到一定能量的光照時會發生電子躍遷,產生電子一空穴對。
光生電子可以直接還原電鍍廢水中的金屬離子,而空穴能將水分子氧化成具有強氧化性的OH自由基,從而把很多難降解的有機物氧化成為COz、H:0等無機物,被認為是最有前途、最有效的水處理方法之一。
以懸浮態的TiO2為催化劑,在紫外光的作用下對絡合銅廢水進行光催化反應。結果表明:當TiO2投加量為2g/L,廢水pH=4時,在300W高壓汞燈照射下,載入60mL/min的空氣反應40rain,對120mg/LEDTA絡合銅廢水中Cu(II)與COD的去除率分別達到96.56%和57.67%。實施了「物化一光催化一膜」處理電鍍廢水的工程實例,出水COD去除率達到70%以上,同時TiO2光催化劑可重復使用。
膜法的引入可大大提高水質,使處理後水質達到中水回用標准,提高了電鍍廢水的資源化利用率,回用率達到85%以上,大大節約了成本。然而光催化技術在實際應用中受到了很多的限制,如重金屬離子在光催化劑表面的吸附率低,催化劑的載體不成熟,遇到色度大的廢水時處理效果大幅下降,等等。不過光催化技術作為高效、節能、清潔的處理技術,將會有很大的應用前景。欣格瑞水處理專家
10 重金屬捕集劑
重金屬捕集劑又叫重金屬螯合劑,它能與廢水中的絕大部分重金屬離子產生強烈的螯合作用,生成的高分子螯合鹽不溶於水,通過分離就可以去除廢水中的重金屬離子。
重金屬捕集劑處理後的重金屬廢水中剩餘的重金屬離子濃度大部分都能達到國家排放標准。以二硫代氨基甲酸鹽重金屬離子捕集劑XMT探討了不同因素對Cu的捕集效果,對Cu去除率在99%以上,出水Cu濃度小於0.05mg/L,出水遠低於GB21900-2008的「表3」標准。
選取3種市售重金屬捕集劑對實際電鍍廢水中的Cu2+、Zn2+、Ni進行同步深度處理,發現三聚硫氰酸三鈉(簡稱TMT)對Cu的去除效果最為顯著,投加量少且效果穩定,但對Ni的去除效果較差。甲基取代的二硫代氨基甲酸鈉(以Me2DTC表示)的適用性最強,對3種重金屬離子均具有良好的去除效果,可達到GB21900-2008中的「表3」排放標准,且在DH=9.70時處理效果最佳。至於乙基取代的二硫代氨基甲酸鈉(Et2DTC),對Ni的去除效果不佳。
重金屬捕集劑因高效、低能、處理費用相對較低等特點而有很大的實用性。
⑷ 工廠如何節約用水
為進一步減少用水量,《重慶市人民政府關於實行最嚴格水資源管理制度的實施意見》給出建議:
(1)是加快調整工業產業結構,限制高耗能、高耗水、高污染行業的發展、淘汰和改造落後的高耗水工藝和設備;
(2)是著力推進水價改革,建立健全水價動態調整機制,利用市場化手段調節水價,充分發揮價格對水資源優化配置的導向性作用;
(3)是加強節水監督管理,強化取用水戶的用水總量控制和定額管理,加快制定高耗水工業用水定額標准;
(4)是大力推進節水技術改造,加大國家有關節水技術推廣政策和技術標準的貫徹執行力度,通過財政直接補貼、貸款貼息等方式支持節水技術改造和示範工程;
(5)是鼓勵利用非常規水源,組織有條件企業新上中水回用項目,推廣雨水收集技術;
(6)是加強節水宣傳,提高節水意識,大興節約用水新風尚。
(4)電鍍廢水6倍怎麼處罰擴展閱讀:
水的起源:
關於地球上水的來源有許多各不相同的認識,各有各的道理,但真相究竟如何,還有待於科學家們收集更多的客觀證據,以揭開這個謎。眾所周知,地球表面71%的面積被水覆蓋。然而,地球上的水從哪兒來,卻始終是未解之謎。
《自然》雜志載文稱,德國明斯特大學的科學家通過對來自加拿大不列顛哥倫比亞省塔吉胥湖隕石和地球地幔岩石樣品的同位素分析顯示,水在地球上出現的時間比此前預期的要晚很多。
這在很大程度上反駁了此前很多科學家所持有的「水是地球形成階段時期由隕石表面的冰層轉變而來」的說法。地球上水的起源和形成時間,決定了地球演化的方向和生命起源的時間。對於地球上的水的來源,目前比較有代表性的是「外源說」和「內源說」。
⑸ 怎麼去除電鍍廢水中的次磷至表三標准
在化學鎳電鍍中,為了更好的電鍍效果,通常會添加低價磷酸鹽。因此在這類廢水中含有大量的次磷鎳,包括次亞磷以及化學鎳,電鍍廢水對總磷的排放標准要求達到GB21900-2008《電鍍污染物排放標准》表三——0.5mg/L.本文介紹一種去除次磷、亞磷的方法,可以穩定達標在表三標准,只需添加加葯裝置即可,工藝簡單。
1.次磷廢水:為次磷和鎳以化學形式絡合的廢水,因而也被稱為化學鎳廢水,是指在電鍍化學鎳時產生的清洗水或者槽液。在電鍍液中存在次磷酸鈉作為還原,向鎳原子提供電子。因此化學鎳廢水中的磷多為次磷酸鈉,其濃度范圍在100mg/L-1000mg/L之間變化。
2. 次磷廢水除磷傳統辦法一
3. 次磷鎳廢水除磷方法,傳統工藝一般為兩種,第一種是直接加石灰進行處理,通過把pH調到鹼性進行沉澱,這種辦法污泥多,效果差。從原理上來講,次磷酸與鈣的結合能力差,無法生成溶解度低的物質,因此這種方法治標不治本
4. 次磷廢水除磷傳統辦法二
5. 第二種是先通過芬頓氧化技術把次磷氧化為正磷,而後再加入石灰或者聚合硫酸鐵進行沉澱,這種辦法比直接投加石灰處理效果要好,但是芬頓氧化技術仍然無法把磷徹底氧化為正磷,因此處理的極限是10mg/L左右,0.5mg/L的標准仍然無法達到。
6. 次磷廢水除磷傳統辦法三
7. 次磷鎳廢水除磷劑P3,又稱為化學鎳廢水除磷劑,採用所謂的均相共沉澱技術,本質就是鐵鹽或者鋁鹽此類的無極鹽,只能除正磷,無法去除次磷
8. 要使次磷有效去除,氧化法是必經之路,傳統的芬頓法污泥太多,推薦採用弱水無極催化氧化法。
9. 次磷去除劑可以直接加乾粉,將除磷絮凝劑溶解成0.1%的溶液。准備27%雙氧水。
10. 弱水無極 次磷處理劑 的用量為磷的10-15倍。比如,廢水含磷100ppm,每噸水用量為1-1.5kg(固體)。雙氧水用量為磷的10-12倍;除磷絮凝劑用量為10g/噸水。
11. 取500ml廢水,調PH=2.5-3.5,根據磷含量加入去除劑,再加入雙氧水,攪拌30分鍾。調PH=4.5-5.5,再加入2滴 弱水無極 除磷絮凝劑,慢速攪拌3分鍾
12. 沉澱半小時。取清液過濾測磷。次磷可做到0.1mg/L以下,遠遠低於表三標准。
◆注意事項:次磷廢水:次磷鎳廢水或化學鎳廢水,裡面含有大量的次亞磷 次亞磷去除劑的原理是採用氧化和沉澱依次進行的原則,沉澱法無法將次磷、亞磷去除,必須要經過氧化的步驟,而所謂的均相共沉澱法本質就是普通的沉澱法,是無法將次亞磷有效去除達到國家標準的
⑹ 電鍍廢水危害
氰化鈉用於金屬電鍍。氰化物是劇毒物質。HCN人的口服致死量平均為50毫克,氰化鈉約100毫克,氰化鉀約120毫克。可見氰化物對人體的危害是很嚴重的。
氰化物對魚類及其他水生物的危害較大。水中氰化物含量摺合成氰離子(CN-)濃度為0.04~0.1毫克/升時,就能使魚類致死。對浮游生物和甲殼類生物的CN-最大容許濃度為0.01毫克/升。氰化物在水中對魚類的毒性還與水的pH值、溶解氧及其他金屬離子的存在有關。另外含氰廢水還會造成農業減產,牲畜死亡等等。
電鍍廢水的危害
◆ 氰化物:氰化物是極毒物質,特別是在酸性條件下,它變成劇毒的氫氰酸。含氰廢水必須先經過處理,才可排入水道或河流中。人的口服致死量氰化鉀為120mg、氰化鈉為100mg;長期飲用含氰0.14mg/dm3的水會出現頭疼、頭暈、心悸等症狀。
◆ 六價鉻和三價鉻:鉻有三價(Cr3+)和六價(Cr6+)之分。實驗證明六價鉻的毒性比三價鉻高100倍,可在人、魚和植物體內蓄積。六價鉻對人體皮膚、呼吸系統以及內臟都有傷害,能致呼吸道癌,主要是支氣管癌。
◆ 鉛和鉛化物:鉛及其化合物對人體是有害元素。水體中鉛會引起魚類、水生物等中毒,嚴重者甚至死亡。鉛經飲用水或食物進入人體消化道後,有5%~10%被人體吸收,當蓄積過量後,在骨骼中的鉛會引起內源性中毒。當血鉛到60~80μg/100cm3時,就會出現頭疼、疲乏、記憶衰退、失眠、食慾不振等症狀。
◆ 鎳和鎳化合物:鎳進入人體後主要存在於脊髓、腦、五臟中,以肺為主。其毒性主要表現在抑制酶系統。鎳及其鎳鹽類對電鍍工人的毒害主要是鎳皮炎。
◆ 銅和銅化合物:銅是生命所必需的微量元素之一,但過量的銅對人體和動、植物都有害。皮膚接觸銅化合物,可發生皮炎和濕疹,在接觸高濃度桶化合物時可發生皮膚壞死。
◆ 鋅和鋅化合物:鋅是人體必需的微量元素之一,正常人每天從食物中吸收鋅10~15mg。過量的鋅會引起急性腸胃炎症狀,如惡心、嘔吐,同時伴有頭暈、周身無力等。
⑺ 污水處理廠已成污染源 多少重金屬超標
環保部最近准備對污水處理廠動刀。據媒體報道稱,環保部派出20個調研小組,正在對全國污水處理廠的污染問題進行摸底調研,不久將會有結果面世。
這已是一場遲到的全國性調研。污水處理廠成為「過水廠」、「曬太陽」工程早非新聞,從環保部到各地的日常監測來看,原本應為污水最後一道防線的污水處理廠,結果反成污染大戶。
環保組織公眾環境研究中心(IPE)在其編制的中國水污染地圖資料庫中,整理了從2008年到2013年間各地污水處理廠的違規監管記錄。目前全國設市城市、縣累計建成污水處理廠3622座,而根據IPE統計,6年間的違規監管記錄達到了驚人的4961條,平均每座污水處理廠就約有1.4條。
從數據分析中可以看出,很多在國內外上市的大型水務企業並不能獨善其身,不少已成為違規「專業戶」,嚴重程度不遜於其他普通污水處理廠。
污水處理廠:超標最多的污染源
2008年至2013年,正是國家兩個五年規劃期間,大量上馬污水處理廠的黃金時期。在「十一五」末年,即2010年,全國設市城市、縣及部分重點建制鎮累計建成污水處理廠,是「十五」末的3倍。
在這令人矚目的數據背後,另一組數據則令人難堪。
——從這6年共4961條記錄的時間趨勢上看,隨著污水處理廠數量的增多,違規記錄在逐年增加。2011年為陡增的一年,達到1163條,較2010年大幅上升160%。
陡增的原因,與政府環境監管信息公開密切關聯。2011年起,各省陸續開始每季度公布國家重點監控企業的監管記錄,而污水處理廠是重要一項。其中,因出水水質超標而被披露的污水處理廠記錄佔IPE資料庫記錄總數的三至四成,成為最主要的違規原因。其他常見的還包括:處理設施運行不正常、在線監控運行不正常、建設項目未完成環保驗收等。
——數據表明,污水處理廠超標情況甚至比其他污染源更嚴重。IPE對江蘇、山東、河北等14個有代表性省份2014年一季度監督性監測結果進行分析,污水處理廠的平均超標比例達17.7%,顯著高於國控廢水重點污染源9.5%的平均超標比例。
——從地域分布來看,江蘇、浙江和山東是監管記錄最多的前三名,包攬了監管記錄總數的超四成。這三省的共同特點是人口密集、工業發達、污水處理廠數量眾多,同時污染源信息公開也處在全國前列。比如,江蘇和浙江兩省自2008年起每年對污水處理廠環境運行狀況展開信用評級,公示記錄中顯示「有問題」的污水處理廠佔到該省記錄總數的兩到三成。
——從超標因子數量上看,上述抽樣中,超標最多的因子依次是糞大腸菌群、總磷、總氮、懸浮物、氨氮。
其中,一批污水處理廠對「十一五」減排最重要指標化學需氧量(COD)和氨氮依然未能有效控制。這個問題在江蘇、河北和新疆等省份更加突出。環保部副部長翟青在一次新聞發布會中強調,「有專家測算,化學需氧量和氨氮總量必須削減30%-50%,我們的水環境才會有根本性改變。」而今斥巨資建設的污水處理廠卻不能有效削減污染物總量,將嚴重影響水污染治理規劃的實施效果。
總磷、總氮、氨氮三項超標次數達263次,占總超標比例的43.5%。這一結果顯示污水處理廠二級處理中,脫氮除磷的效率及工藝穩定性存在不小問題。考慮到監測時間是在第一季度,冬季偏低的水溫也可能影響脫氮的效果。
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中國許多湖泊、河流受到富營養化的困擾,包括太湖、巢湖和滇池在內的重要水域多次暴發藍藻,近海亦常受到赤潮等影響。氮、磷等營養物質過量排入正是導致富營養化的最重要因素。
超標次數比較少的因子是有毒有害物質,包括重金屬鎳、鉻、汞、砷等,以及氰化物、苯胺類等有害物質。這些污染物主要是由工業污水處理廠排放造成。盡管次數少,但危害極大,很容易造成水污染突發事件。
例如,在2014年第一季度,多家污水處理廠被發現重金屬超標。其中專門為無錫一家工業園區處理電鍍廢水的江蘇金麟環境科技有限公司,被發現總鎳最大超標15倍;河北的元氏縣槐陽污水處理廠六價鉻最大超標6倍,總鉻最大超標2.6倍;而石家莊經濟技術開發區污水處理廠則被發現總汞最大超標2.5倍。
⑻ 電鍍廢水處理裝置工作原理和特點有什麼
電鍍行業廢水水質較復雜,廢水中含有鉻、鋅、銅、鎳、鎘等重金屬離子以及酸、鹼、氰化物等具有很大毒性的雜物。該行業廢水具有以下特點:
(1)成分復雜,污染物可分為無機污染物和有機污染物兩大類。
(2)水質變化幅度大,各股生產廢水污染物種類多樣,CODcr變化系數大。
(3)廢水毒性大,含有大量的重金屬離子,若不經處理直接排放會對周邊水體造成極大的污染。
生產廢水的預處理
Cr6+的去除
目前含鉻電鍍廢水主要採用氧化還原-沉澱法處理工藝。
氧化還原法是指利用強氧化劑或強還原劑,將廢水中的有毒物質氧化或還原為無毒或低毒物質。在電鍍廢水中六價鉻主要以CrO42-形式存在,在酸性條件下存在形式為Cr2O72-,在亞鐵離子的作用下發生還原反應,還原反應較快。還原以後的鉻在鹼性條件下以Cr(OH)3沉澱的形式存在,所得到的污泥是三價鉻和鐵的氫氧化物混合沉澱。用硫酸亞鐵還原六價鉻,考慮到氧化還原反應不徹底,實際操作中硫酸亞鐵的用量是理論計算量的2.5~3倍,因此污泥量大。
具體流程如下:
硫酸亞鐵
↓
電鍍廢水→還原反應→ PH中和→絮凝沉澱→達標排放
其基本原理為:
Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+= 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O
Cr3++3OH- = Cr(OH)3↓
從上述流程可以看出,由於硫酸亞鐵還原六價鉻是在較酸性條件進行,同時污泥的產生量較大,也給污泥處置增加一定的難度。
資料可參考一覽水處理文庫。
⑼ 查下水中的重金屬物質怎麼處理
概述
電鍍是利用化學和電化學方法在金屬或在其它材料表面鍍上各種金屬。電鍍技術廣泛應用於機器製造、輕工、電子等行業。
電鍍廢水的成分非常復雜,除含氰(CN-)廢水和酸鹼廢水外,重金屬廢水是電鍍業潛在危害性極大的廢水類別。根據重金屬廢水中所含重金屬元素進行分類,一般可以分為含鉻(Cr)廢水、含鎳(Ni)廢水、含鎘(Cd)廢水、含銅(Cu)廢水、含鋅(Zn)廢水、含金(Au)廢水、含銀(Ag)廢水等。電鍍廢水的治理在國內外普遍受到重視,研製出多種治理技術,通過將有毒治理為無毒、有害轉化為無害、回收貴重金屬、水循環使用等措施消除和減少重金屬的排放量。隨著電鍍工業的快速發展和環保要求的日益提高,目前,電鍍廢水治理已開始進入清潔生產工藝、總量控制和循環經濟整合階段,資源回收利用和閉路循環是發展的主流方向。
1電鍍重金屬廢水治理技術的現狀
1 .1化學沉澱
化學沉澱法是使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變為不溶於水的重金屬化合物的方法,包括中和沉法和硫化物沉澱法等。
1.1.1中和沉澱法
在含重金屬的廢水中加入鹼進行中和反應,使重金屬生成不溶於水的氫氧化物沉澱形式加以分離。中和沉澱法操作簡單,是常用的處理廢水方法。實踐證明在操作中需要注意以下幾點[1]:(1)中和沉澱後,廢水中若pH值高,需要中和處理後才可排放;(2)廢水中常常有多種重金屬共存,當廢水中含有Zn、Pb、Sn、Al等兩性金屬時,pH值偏高,可能有再溶解傾向,因此要嚴格控制pH值,實行分段沉澱;(3)廢水中有些陰離子如:鹵素、氰根、腐植質等有可能與重金屬形成絡合物,因此要在中和之前需經過預處理;(4)有些顆粒小,不易沉澱,則需加入絮凝劑輔助沉澱生成。
1.1.2硫化物沉澱法
加入硫化物沉澱劑使廢水中重金屬離子生成硫化物沉澱除去的方法。與中和沉澱法相比,硫化物沉澱法的優點是:重金屬硫化物溶解度比其氫氧化物的溶解度更低,而且反應的pH值在7—9之間,處理後的廢水一般不用中和。硫化物沉澱法的缺點是[2]:硫化物沉澱物顆粒小,易形成膠體;硫化物沉澱劑本身在水中殘留,遇酸生成硫化氫氣體,產生二次污染。為了防止二次污染問題,英國學者研究出了改進的硫化物沉澱法,即在需處理的廢水中有選擇性的加入硫化物離子和另一重金屬離子(該重金屬的硫化物離子平衡濃度比需要除去的重金屬污染物質的硫化物的平衡濃度高)。由於加進去的重金屬的硫化物比廢水中的重金屬的硫化物更易溶解,這樣廢水中原有的重金屬離子就比添加進去的重金屬離子先分離出來,同時防止有害氣體硫化氫生成和硫化物離子殘留問題。
1.2氧化還原處理
1.2.1 化學還原法
電鍍廢水中的Cr主要以Cr6+離子形態存在,因此向廢水中投加還原劑將Cr6+還原成微毒的Cr3+後,投加石灰或NaOH產生Cr(OH)3沉澱分離去除。化學還原法治理電鍍廢水是最早應用的治理技術之一,在我國有著廣泛的應用,其治理原理簡單、操作易於掌握、能承受大水量和高濃度廢水沖擊。根據投加還原劑的不同,可分為FeSO4法、NaHSO3法、鐵屑法、SO2法等。
應用化學還原法處理含Cr廢水,鹼化時一般用石灰,但廢渣多;用NaOH或Na2CO3,則污泥少,但葯劑費用高,處理成本大,這是化學還原法的缺點。
1.2.2 鐵氧體法
鐵氧體技術是根據生產鐵氧體的原理發展起來的。在含Cr廢水中加入過量的FeSO4,使Cr6+還原成Cr3+, Fe2+氧化成Fe3+,調節pH值至8左右,使Fe離子和Cr離子產生氫氧化物沉澱。通入空氣攪拌並加入氫氧化物不斷反應,形成鉻鐵氧體。其典型工藝有間歇式和連續式。鐵氧體法形成的污泥化學穩定性高,易於固液分離和脫水。鐵氧體法除能處理含Cr廢水外,特別適用於含重金屬離子的電鍍混合廢水。我國應用鐵氧體法已經有幾十年歷史,處理後的廢水能達到排放標准,在國內電鍍工業中應用較多。
鐵氧體法具有設備簡單、投資少、操作簡便、不產生二次污染等優點。但在形成鐵氧體過程中需要加熱(約70oC),能耗較高,處理後鹽度高,而且有不能處理含Hg和絡合物廢水的缺點。
1.2.3 電解法
電解法處理含Cr廢水在我國已經有二十多年的歷史,具有去除率高、無二次污染、所沉澱的重金屬可回收利用等優點。大約有30多種廢水溶液中的金屬離子可進行電沉積。電解法是一種比較成熟的處理技術,能減少污泥的生成量,且能回收Cu、Ag、Cd等金屬,已應用於廢水的治理。不過電解法成本比較高,一般經濃縮後再電解經濟效益較好。
近年來,電解法迅速發展,並對鐵屑內電解進行了深入研究,利用鐵屑內電解原理研製的動態廢水處理裝置對重金屬離子有很好的去除效果。
另外,高壓脈沖電凝系統(High Voltage Electrocagulation System)為當今世界新一代電化學水處理設備,對表面處理、塗裝廢水以及電鍍混合廢水中的Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、CN-等污染物有顯著的治理效果。高壓脈沖電凝法比傳統電解法電流效率提高20%—30%;電解時間縮短30%—40%;節省電能達到30%—40%;污泥產生量少;對重金屬去除率可達96%一99%[3]。
1.3 溶劑萃取分離
溶劑萃取法[4]是分離和凈化物質常用的方法。由於液一液接觸,可連續操作,分離效果較好。使用這種方法時,要選擇有較高選擇性的萃取劑,廢水中重金屬一般以陽離子或陰離子形式存在,例如在酸性條件下,與萃取劑發生絡合反應,從水相被萃取到有機相,然後在鹼性條件下被反萃取到水相,使溶劑再生以循環利用。這就要求在萃取操作時注意選擇水相酸度。盡管萃取法有較大優越性,然而溶劑在萃取過程中的流失和再生過程中能源消耗大,使這種方法存在一定局限性,應用受到很大的限制。
1.4 吸附法
吸附法是利用吸附劑的獨特結構去除重金屬離子的一種有效方法。利用吸附法處理電鍍重金屬廢水的吸附劑有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖樹脂等。活性炭裝備簡單,在廢水治理中應用廣泛,但活性炭再生效率低,處理水質很難達到回用要求,一般用於電鍍廢水的預處理。腐植酸類物質是比較廉價的吸附劑,把腐植酸做成腐植酸樹脂用以處理含Cr、含Ni廢水已有成功經驗。有相關研究表明,殼聚糖及其衍生物是重金屬離子的良好吸附劑,殼聚糖樹脂交聯後,可重復使用10次,吸附容量沒有明顯降低[5]。利用改性的海泡石治理重金屬廢水對Pb2+、Hg2+、Cd2+有很好的吸附能力,處理後廢水中重金屬含量顯著低於污水綜合排放標准。另有文獻報道蒙脫石也是一種性能良好的粘土礦物吸附劑,鋁鋯柱撐蒙脫石在酸性條件下對Cr 6+的去除率達到99%,出水中Cr 6+含量低於國家排放標准,具有實際應用前暑[6]。
1.5 膜分離技術
膜分離法是利用高分子所具有的選擇性來進行物質分離的技術,包括電滲析、反滲透、膜萃取、超過濾等。用電滲析法處理電鍍工業廢水,處理後廢水組成不變,有利於回槽使用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金屬離子廢水都適宜用電滲析處理,已有成套設備。反滲透法已大規模用於鍍Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金屬廢水處理。採用反滲透法處理電鍍廢水,已處理水可以回用,實現閉路循環。液膜法治理電鍍廢水的研究報道很多,有些領域液膜法已由基礎理論研究進入到初步工業應用階段,如我國和奧地利均用乳狀液膜技術處理含Zn廢水,此外也應用於鍍Au廢液處理中[7]。膜萃取技術是一種高效、無二次污染的分離技術,該項技術在金屬萃取方面有很大進展。
1.6 離子交換處理法
離子交換處理法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質的方法,應用的離子交換劑有離子交換樹脂、沸石等等,離子交換樹脂有凝膠型和大孔型。前者有選擇性,後者製造復雜、成本高、再生劑耗量大,因而在應用上受到很大限制。離子交換是靠交換劑自身所帶的能自由移動的離子與被處理的溶液中的離子通過離子交換來實現的。推動離子交換的動力是離子間濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和能力,多數情況下離子是先被吸附,再被交換,離子交換劑具有吸附、交換雙重作用。這種材料的應用越來越多,如膨潤土[11],它是以蒙脫石為主要成分的粘土,具有吸水膨脹性好、比表面積大、較強的吸附能力和離子交換能力,若經改良後其吸附及離子交換的能力更強。但是卻較難再生,天然沸石在對重金屬廢水的處理方面比膨潤土具有更大的優點:沸石[9]是含網架結構的鋁硅酸鹽礦物,其內部多孔,比表面積大,具有獨特的吸附和離子交換能力。研究表明[10],沸石從廢水中去除重金屬離子的機理,多數情況下是吸附和離子交換雙重作用,隨流速增加,離子交換將取代吸附作用佔主要地位。若用NaCl對天然沸石進行預處理可提高吸附和離子交換能力。通過吸附和離子交換再生過程,廢水中重金屬離子濃度可濃縮提高30倍。沸石去除銅,在NaCl再生過程中,去除率達97%以上,可多次吸附交換,再生循環,而且對銅的去除率並不降低。
1.7 生物處理技術
由於傳統治理方法有成本高、操作復雜、對於大流量低濃度的有害污染難處理等缺點,經過多年的探索和研究,生物治理技術日益受到人們的重視。隨著耐重金屬毒性微生物的研究進展,採用生物技術處理電鍍重金屬廢水呈現蓬勃發展勢頭,根據生物去除重金屬離子的機理不同可分為生物絮凝法、生物吸附法、生物化學法以及植物修復法。
1.7.1 生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或微生物產生的代謝物進行絮凝沉澱的一種除污方法。微生物絮凝劑是一類由微生物產生並分泌到細胞外,具有絮凝活性的代謝物。一般由多糖、蛋白質、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質構成,分子中含有多種官能團,能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉澱。至目前為止,對重金屬有絮凝作用的約有十幾個品種,生物絮凝劑中的氨基和羥基可與Cu2+、 Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬離子形成穩定的鰲合物而沉澱下來。應用微生物絮凝法處理廢水安全方便無毒、不產生二次污染、絮凝效果好,且生長快、易於實現工業化等特點。此外,微生物可以通過遺傳工程、馴化或構造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有廣闊的應用前景。
1.7.2 生物吸附法
生物吸附法是利用生物體本身的化學結構及成分特性來吸附溶於水中的金屬離子,再通過固液兩相分離去除水溶液中的金屬離子的方法。利用胞外聚合物分離金屬離子,有些細菌在生長過程中釋放的蛋白質,能使溶液中可溶性的重金屬離子轉化為沉澱物而去除。生物吸附劑具有來源廣、價格低、吸附能力強、易於分離回收重金屬等特點,已經被廣泛應用。
1.7.3 生物化學法
生物化學法指通過微生物處理含重金屬廢水,將可溶性離子轉化為不溶性化合物而去除。硫酸鹽生物還原法是一種典型生物化學法。該法是在厭氧條件下硫酸鹽還原菌通過異化的硫酸鹽還原作用,將硫酸鹽還原成H2S,廢水中的重金屬離子可以和所產生的H2S反應生成溶解度很低的金屬硫化物沉澱而被去除,同時H2SO4的還原作用可將SO42-轉化為S2-而使廢水的pH值升高。因許多重金屬離子氫氧化物的離子積很小而沉澱。有關研究表明,生物化學法處理含Cr 6+濃度為30—40mg/L的廢水去除率可達99.67%—99.97%[11]。有人還利用家畜糞便厭氧消化污泥進行礦山酸性廢水重金屬離子的處理,結果表明該方法能有效去除廢水中的重金屬。趙曉紅等人[12]用脫硫腸桿菌(SRV)去除電鍍廢水中的銅離子,在銅質量濃度為246.8 mg/L的溶液,當pH為4.0時,去除率達99.12%。
1.7.4 植物修復法[13]
植物修復法是指利用高等植物通過吸收、沉澱、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金屬含量,以達到治理污染、修復環境的目的。植物修復法是利用生態工程治理環境的一種有效方法,它是生物技術處理企業廢水的一種延伸。利用植物處理重金屬,主要有三部分組成:(1)利用金屬積累植物或超積累植物從廢水中吸取、沉澱或富集有毒金屬;(2)利用金屬積累植物或超積累植物降低有毒金屬活性,從而可減少重金屬被淋濾到地下或通過空氣載體擴散:(3)利用金屬積累植物或超積累植物將土壤中或水中的重金屬萃取出來,富集並輸送到植物根部可收割部分和植物地上枝條部分。通過收獲或移去已積累和富集了重金屬植物的枝條,降低土壤或水體中的重金屬濃度。在植物修復技術中能利用的植物有藻類、草本植物、木本植物等。
藻類凈化重金屬廢水的能力,主要表現在對重金屬具有很強的吸附力[14],利用藻類去除重金屬離子的研究已有大量報道[15]。褐藻對Au的吸收量達400 mg/ g,在一定條件下綠藻對Cu、Pb、La、Cd、Hg等重金屬離子的去除率達80 %—90 %,馬尾藻、鼠尾藻對重金屬的吸附雖然不及綠海藻,但仍具有較好的去除能力。
草本植物凈化重金屬廢水的應用已有很多報道。鳳眼蓮是國際上公認和常用的一種治理污染的水生漂浮植物,它具有生長迅速,既能耐低溫、又能耐高溫的特點,能迅速、大量地富集廢水中Cd、Pb、Hg、Ni、Ag、Co、Cr等多種重金屬。有關研究發現[16]鳳眼蓮對鈷和鋅的吸收率分別高達97%和80%。此外,還有很多草本植物具有凈化作用,如喜蓮子草、水龍、刺苦草、浮萍、印度芥菜等。
木本植物具有處理量大、凈化效果好、受氣候影響小、不易造成二次污染等等優點,受到人們廣泛關注。同時對土壤中Cd、Hg等有較強的吸附積累作用,由胡煥斌等[17]試驗結果表明:蘆葦和池杉對重金屬Pb和Cd都有較強富集能力。
2電鍍重金屬廢水治理技術展望
隨著全球可持續發展戰略的實施,循環經濟和清潔生產技術越來越受到人們關注。電鍍重金屬廢水治理從末端治理已向清潔生產工藝、物質循環利用、廢水回用等綜合防治階段發展。未來電鍍重金屬廢水治理將突出以下幾個方面:
(1)貫徹循環經濟、重視清潔生產技術的開發與應用;提高電鍍物質、資源的轉化率和循環使用率;從源頭上削減重金屬污染物的產生量,並採用全過程式控制制、結合廢水綜合治理、最終實現廢水零排放。
(2)電鍍重金屬廢水的處理技術很多,其中生物技術是具有較大發展潛力的技術,具有成本低、效益高、不造成二次污染等優點。隨著基因工程、分子生物學等技術的發展和應用,具有高效、耐毒性的菌種不斷培育成功,為生物技術的廣泛應用提供了有利條件。對於已經污染的、范圍大的外環境,可採用植物修復技術治理,在治污的同時,不僅美化了環境,還可以獲得一定的經濟效益。
(3)綜合一體化技術是未來電鍍廢水治理技術的熱點。電鍍廢水種類繁多,各種電鍍工藝差異很大,僅使用一種廢水治理方法往往有其局限性,達不到理想的效果。因此,綜合多種治理技術特點的一體化技術應運而生。
⑽ 如何處理電鍍廢水
電鍍廢水中主要是重金屬污染物
目前針對重金屬污染物常用的方法就是,化學沉澱法,螯合沉澱法。
化學沉澱法:化學沉澱法是使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變為不溶於水的重金屬化合物的方法,包括中和沉法和硫化物沉澱法等。
螯合沉澱法:加入重金屬捕捉劑M1使其發生螯合沉澱。該方法有出水穩定達標效果好,適用條件廣,無二次污染,污泥含水率低,污泥便於回收,同時設備要求簡單,但是重金屬捕捉劑針對絡合鎳廢水的處理,需要先破絡,無法直接生成沉澱。