『壹』 电镀废水处理中的问题分析及措施
电镀废水由于具有毒性和分布广泛的特点,是一种环境污染源。当今,各大污水处理厂处理电镀废水的方法有多种。为全面地对电镀废水做检测处理,加工解决方案的设计要合理,以满足实际效果,在多方面充分发挥其科学性,经济性和实用优势,同时也要结合多种毕乱处理方法,综合考虑废水处理效果,循环利用资源,实施综合治理措施,从根本上降低电镀废水的污染性。
由于世界经济的繁荣和不断发展,科学技术日新月异,推动扩大了电镀行业的规模, 每年工业生产排放的电镀废水量非常巨大。电镀废水的危害很大,特别是对水体和环境的破坏会很严重,时间越久那么毒性也会越强,进一步对生态环境带来很大的破坏。
与其他污染相比,电镀废水的危害程度远远超出其他污染。因此,采取科学合理的处理方法净化处理电镀废水是非常重要的。有关监督管理人员还应当严格按照国家规范和标准进行不定期检查。
当我们选择废水处理工艺时,我们不仅要考虑其处理效果,还要考虑其经济效益。在进行污水处理之前手昌档,有必要认真考虑投资资本,节约能源的程度,经济效益的控制以及管理和运营的成本等问题。
1电镀废水处理过程中的问题
1.1废水处理成本太高,设备投资较大
污水处理企业需要投入很多钱来引进污水处理设备。在投入使用时,如果发现实际处理效果与预期不相符,废水处理不是很彻底,很多指标都不能符合国家规范的要求,但是企业已经在原材料等方面做了很大的投入。
所以,如果能够提供人力、物力、财力去开发新型的废水处理设备,控制好施工过程的投资成本也是非常有意义的,另外也要尽可能简化流程,拓广其使用范围,从根本上完全消除出现的负面现象,自主学习开发新的废水处理技术才是最实用最根本最有效的方法。
1.2处理效果不能达到预期效果,工艺不够成熟
根据以往的实际经验,研究人员现已开发出许多的废水处理工艺技术。行业中广泛使用的办法有电解法,硫酸亚铁法,物理法,离子交换法,焦亚硫酸钠法,铁焦法等。
在废水处理过程中,很多废水处理工厂都采用亚硫酸钠法,焦亚硫酸钠法,铁焦炭法方法来处理电镀废水;因为硫酸亚铁法和离子交换法以及电解法的处理效果不是很好,同时管理过程较为繁琐,操作要求较为高,所以这些方法在实践中应用较少,因为它们在施工管理和操作中的效果未达到预期水平。
但是,在实际应用中,如硫酸亚铁法,焦亚硫酸钠法,亚硫酸钠法等实施方案,难以将pH值和进料量稳定地控制在允许的范围内。如果投入量超过了标准的要求量,这大大浪费了材料资源,还会增加很多处理成本,百害无一利。
同时,它还会增加污水中的COD值,造成二次污染。进料投放过多时,会在溶液中产生化学反应从而产生复杂的离子,难以以简单的方式除去。但是,如果投料不足,杂质不能得到充分降解,杂质含量不能满足标准要求,同样也会达不到预期的处理效果。因此,在控制原料的投放量方面应提高相关的研究和技术革新。
1.3电镀废水分类收集不到位
普通的电镀废水工厂对于废水的分类和收集等常见问题
不够重视,不能够按照生产废水收集的要求进行单独收集管用于生产废水的收集和处理,现在对于处理厂来说,他们只将废水分为四类:氰化物废水、镍化物废水,含铬废水和综合废水。对这些废水进行收集后在进行全面地处理。
从清洁生产的角度来看,这种做法是不正确的、分类非常混乱。废水中的金属物质没有得到很好的回收,这造成了资源的浪费,同时也增加了废水处理的负荷和成本。各种污染物的特征不同,不能根据污染物不同性质而采取有效的处理措施,从而增加了药剂的用量和处理成本。
2电镀废水处理的相应措施
2.1物理法
这种方法主要通过物理规律的作用,例如离心、过滤和重力效应等物理作用来分离出悬浮的污染物。通过离心机离心分离固体;筛滤法原理是通过砂滤器和格栅实现过滤杂物。重力法是通过沉淀池,气浮槽和沉淀池来使漂浮污染物沉淀。污水的物理处理不会改变物质的化学性质,如电镀处理法中对反渗透、结晶和蒸发浓缩方法等。
2.2化学法
(1)含氰废水处理。采用氯氧相结合或者氯系处理以及臭氧等处理方法来对含氰废水进行处理。含氰化物的废水处理步骤由两部分组成:
首先使氰化物发生氧化反应从而生成氰酸盐,从而使废水的毒性降低。其次是将氰酸盐进行充分的氧化,则会分解为氮气和二迅州氧化碳。次氯酸钠和二氧化氯容易发生化学反应,而生成液氯,还能够氧化剂,是一种氯系处理含氰废水。
在过滤氰化物的过程中,也可以使用氧化还原原理,使部分水中的S2-,SO32-,NO3-等阴离子可以被除去。含有氰化物的废水进行臭氧处理,一般分为两级处理方式。
第一阶段将是氰基氧化物转化氰酸盐,紧接着在反应的另一部分,需要将氰酸盐氧化成N2和CO2。因为在后期的化学反应是非常迅速的,因此需要加入亚铜离子作为催化剂。另外臭氧也可以进行氰化物废水处理,水质处理好,氯氧化法不会留下余氯,不再有污泥,而是大量的电力和更多的设备投资。
(2)含铬废水处理。其中铁氧体法是指对含有铬的废水进行铁素体处理,在废水中加入硫酸亚铁,使废水中的六价铬还原成三价铬。然后将碱加入废水中以调节pH,使废水中的其他重金属离子(表示为Mn+)与三价铬反应沉淀。
在共沉淀过程中,溶解在水中的重金属离子被吸收到铁素体晶体中,并产生复合铁素体。另一方面,亚硫酸盐还原法是指含铬废水主要在酸性条件下用亚硫酸盐处理,废水中的三价铬还原为六价铬,然后调节pH值,形成氢氧化铬沉淀,从而将其去除并达到净化废水的目的。
2.3电解法
这种方法主要是利用金属的电化学性质,通过直流电流来去除废水中的金属离子,这样可以显著地净化高浓度电沉积金属废水的方法,处理的效率很高,同时便于易于回收。但这种方法的不足之处在于它不适合处理低浓度的金属废水,会增加其成本,经济效益较差,通常经过电解后浓缩后效果更好。
对于高浓度电镀废水,可以考虑通过渗透过程进行固结,在利用电解工艺进行后续的处理,使净化效率大大提高,从而节省了资金。现在,在废水处理的机械设备中,有一种新的处理系统,即高压脉冲电凝系统,其在处理废水、表面处理和电镀混合废水等方面具有很明显的优势。
2.4吸附法
事实上,充分利用好吸附剂的独特结构可以用于去除重金属离子。从实践中可以看出,采用吸附法时,使用不同的吸附剂,会增加资金投入,会产生大量的污泥从而造成二次污染,也有其他问题的不同程度上存在,很难达到自然排放的相关标准。
其起作用的主吸附剂主要有腐殖酸,海泡石和多糖树脂等。没有更难的活性炭设备,普遍使用与废水处理,但由于活性炭的活性减低和利用率地,使水质处理不能重复使用,一般用于电镀废水的预处理。
2.5植物处理法
这种方法能够利用植物的沉淀,吸收和富集的作用来降低电镀废水中的重金属含量,从而能够抑制污染,起到环保的积极作用。这种方法的处理措施分为三个步骤:
首先,利用金属将植物积累,对于吸收和沉淀废水中的有毒物质做初步处理。其次,利用金属将积累植物,降低有毒金属的活性,最后,和第二步骤一样,从水或土壤中提取重金属,使其富集并运输到地上植物根部和树枝的部分。
3结语
综上所述,电镀废水的处理技术种类非常多,但是因为电镀行业的管理水平和生产工艺存在各种各样的问题,使得废水的处理质量也存在很大的不同,仅仅依靠一种废水处理方法很难达到废水的处理标准。需要根据污水监测结果,必须综合多种处理技术对污水进行处理,以达到最显著的处理效果。同时为了促进电镀废水工艺的发展,必须加强对处理过程的监督和管理,同时改革电镀技术。
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『贰』 电镀厂污水是如何处理的
电镀废水分为预处理废水、含氰废水、含铬废水、混排废水、其它废水回。一般预处理废水含答油,采用气浮等进行处理后可以直接排放;含氰废水通过二级氧化达到去除氰化物的效果,处理后与其它废水进行混合;含铬废水通过加入还原剂进行还原,进行pH调整,将其污染物沉淀后与其它废水进行混合;混排废水先进行除氰,后进行除铬,然后与其它废水进行混合;最后的混合废水加入混凝剂、絮凝剂并进行pH调整或进入生化处理系统,达标排放。希望万川环保对你有所帮助。
『叁』 电镀废水分质处理回用
电镀废水分质处理回用具体内容是什么,下面中达咨询为大家解答。
1、前言某电镀企业位于农村地区,年加工电镀件10万m2,镀种主要涉及镀锌、镀铜、镀镍、镀铬、镀仿金、镀代铬、度枪色,镀种较齐全,但由于周边配套设施不完善,无排水去向。由于企业镀种较多,电镀废水种类也比较多,为了避免多种污染物在处理之互相干扰,增加废水的回用可行性,将电镀废水进行分质处理回用。2、电镀废水的具体情况该企业电镀废水根据污染物类型不同分为含镍废水、含铜废水、含锌废水、含铬废水和其他废水。①含镍废水含镍废水为连续排放,主要污染物为pH、COD、TNi。其浓度为pH7-8、COD100mg/L、TNi 23mg/L。②含铜废水含铜废水为连续排放,主要污染物为pH、COD、TCu。其浓度为pH7-8、COD100mg/L、TCu 37.8mg/L。③含锌废水含锌废水主要污染物为pH、COD、TZn。其浓度为pH7-8、COD100mg/L、TZn66.8mg/L。④含铬废水含铬废水为定时排放,主要污染物为pH、COD、Cr6+。其浓度为pH5-6、COD100mg/L、Cr6+39.4mg/L。⑤其他综合废水主要污染物为pH、COD、SS、石油类、TZn、Cr6+、TNi,其浓度为pH3-4、COD100mg/L、SS120mg/L、石油类12mg/L、TCu 3.3mg/L、TZn 20mg/L、Cr6+3.5mg/L、TNi1.6mg/L。3、电镀废水的治理工艺及可行性分析(1)含铬废水本项目含铬废水为定期排放,每次排放废水为工件在镀铬和钝化之后的第一道清洗废水,废水进入车间内含铬废水处理设施处理(阳离子交换柱+蒸发浓缩器+含铬溶液回收罐),离子交换柱通过树脂离子交换将废水中的镍离子、铜离子、锌离子等低价位的金属离子去除,六价铬则存留在废水中,再通过蒸发浓缩器去除大部分水,以水蒸气的形式蒸发损失,将六价铬离子保留在浓缩液中,回收含铬溶液的比例约为10%左右,含铬溶液浓缩至400g/L,回用于镀铬、钝化工序。(2)含镍废水、含铜废水和含锌废水含镍废水、含铜废水和含锌废水处理工艺原料相同,分别采用一套离子交换处理系统。通过阳离子树脂的离子交换功能将废水中的镍离子、铜离子、锌离子等阳离子从废水中分离处理吗,反应式如下:通过实测,处理后出水水质为0.5-9.8mg/l,当水质接近回用于冲洗工序用水水质要求时(中间镀层清洗水各金属离子浓度≤10mg/l,最终镀层清洗水各金属离子浓度≤20mg/l),对树脂进行更换再生;再生液中镍、铜、锌含量均在150g/L以上,最终分别进入镀槽,对金属元素回收利用;由于再生液中可能含有微量的异金属离子,为了避免异金属离子富集,镀槽内添加可以促使其共沉积的添加剂;并在停产时通过电解对异金属离子进行处理,这样就保证了镀液的长期稳定性。(3)综合废水综合废水处理站处理工艺为“反应池+综合废水处理机+沉淀+碳滤+反渗透”。其他废水经综合废水池混合后打入反应池,投加入还原剂NaHSO3溶液,控制ORP在300mV以下,PH值为2.0-3.0;空气搅拌,反应10-20分钟,可使Cr6+还原分解至要求以下。反应式如下:然后流入自动综合废水处理机。碱、综合废水处理剂和高分子絮凝剂PAM在微电脑的自动控制条件下添加、反应,使大量的金属离子生产沉淀,反应式如下:反应混合液进入斜板沉淀分离池后,因水力流速减缓而静止沉淀,重金属形成絮体因重力作用沉淀至沉淀槽底部,上清液经溢流堰自流出水排入碳滤器,经碳滤器的过滤和吸附等一系列的深度处理后,进入反渗透处理装置;反渗透处理装置处理后,渗透液满足生产回用水要求,浓缩液进入蒸发器进行浓度处理,蒸馏后的废水与渗透液一起回用于生产,蒸馏产生的浓液回到综合废水池重新处理;当综合废水处理产生的弃水和浓液中重金属离子富集达到一定浓度,为了保证污水处理的效果和生产的有序进行,浓液定期作为危险废物交由有资质的单位处理。通过实测污水站日常运行监测结果为综合废水经污水处理站处理后后出水水质为pH6-9、铜离子0.01-0.04mg/l、镍离子0.01-0.03mg/l、铬离子0.01-0.04mg/l;满足企业提供的清洗工序回用水水质要求(中间镀层清洗水各金属离子浓度≤10mg/l,最终镀层清洗水各金属离子浓度≤20mg/l)。4、结论通过上述分析,结合某电镀企业污水处理实例对电镀废水分质处理,回用于生产的实例,简单介绍了电镀废水分质处理、回用的可行性,为电镀行业的发展尽绵薄之力。
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『肆』 电镀废水常用的处理方法
电镀废水常用的方法有哪些?
电解:高能耗、高能耗、高铁耗,高专浓度含铬废水产生的污泥属过多,不宜采用。同时,含氰废水处理不理想,应采用化学法处理含氰废水。
化学试剂+气浮法:采用化学试剂氧化还原中和气浮分离污泥与水。由于电镀污泥比例大,废水中含有多种有机添加剂,气浮在实际应用中不彻底,运行管理不便。到90年代末,气浮法的应用越来越少。
化学品+沉淀:该方法是第一种采用,经过30多年的实际使用比较,采用不同的处理工艺。目前,已恢复到很早、有效的工艺技术中来。这种方法在国外电镀处理中应用较多。但是,经过长时间的固液分离,沉淀池中的污泥会发生翻身,出水很难保证标准的稳定性。
生物处理工艺:水量少、单一镀种的操作效果高,许多大型项目的使用非常不稳定,因为水质和水量难以恒定,微生物难以适应水温、物种、重金属离子浓度的变化。而pH值,大量微生物瞬间死亡,发生环境污染事故,细菌培养不容易。
膜分离法:是利用高分子所具有的选择性来进行物质分离的技术,包括电渗析、反渗透、膜萃取、超过滤等。用电渗析法处理电镀产业废水,处理后废水组成不变,有利于回收使用。
『伍』 电镀厂污水处理方法有哪些主要是重金属超标
从电镀生产工艺可将电镀废水分为前处理废水、镀层漂洗废水、后处理废水以及废镀液、废退镀液等四类。
『陆』 关于电镀含镍废水处理
电镀废水的处理与回用对节约水资源以及保护环境起着至关重要的作用。本文综述了各种电镀废水处理技术的优缺点,以及一些新材料在电镀废水处理上的应用。
01 化学沉淀法
化学沉淀法是通过向废水中投入药剂,使溶解态的重金属转化成不溶于水的化合物沉淀,再将其从水中分离出来,从而达到去除重金属的目的。
化学沉淀法因为操作简单,技术成熟,成本低,可以同时去除废水中的多种重金属等优点,在电镀废水处理中得到广泛应用。
1.碱性沉淀法
碱性沉淀法是向废水中投加NaOH、石灰、碳酸钠等碱性物质,使重金属形成溶解度较小的氢氧化物或碳酸盐沉淀而被去除。该法具有成本低、操作简单等优点,目前被广泛使用。
但是碱性沉淀法的污泥产量大,会产生二次污染,而且出水pH偏高,需要回调pH。NaOH由于产生污泥量相对较少且易回收利用,在工程上得到广泛应用。
2.硫化物沉淀法
硫化物沉淀法是通过投加硫化物(如Na2S、NariS等)使废水中的重金属形成溶度积比氢氧化物更小的沉淀,出水pH在7~9,无需回调pH即可排放。
但是硫化物沉淀颗粒细小,需要添加絮凝剂辅助沉淀,使处理费用增大。硫化物在酸性溶液中还会产生有毒的HS气体,实际操作起来存在局限性。
3.铁氧体法
铁氧体法是根据生产铁氧体的原理发展起来的,令废水中的各种重金属离子形成铁氧体晶体一起沉淀析出,从而净化废水。该法主要是通过向废水中投加硫酸亚铁,经过还原、沉淀絮凝,最终生成铁氧体,因其设备简单、成本低、沉降快、处理效果好等特点而被广泛应用。
pH和硫酸亚铁投加量对铁氧体法去除重金属离子的影响,确定镍、锌、铜离子的最佳絮凝pH分别为8.00~9.80、8.00~10.50和10.00,投加的亚铁离子与它们摩尔比均为2~8,而六价铬的最佳还原pH为4.00~5.50,最佳絮凝pH则为8.00~10.50,最佳投料比为20。出水的镍含量小于0.5mg/L,总铬含量小于1.0mg/L,锌含量小于1.0mg/L,铜含量小于0.5mg/L,达到《电镀污染物排放标准》(GB21900—2008)中“表2”的要求。
化学沉淀法的局限性
随着污水排放标准的提高,传统单一的化学沉淀法很难经济有效地处理电镀废水,常常与其他工艺组合使用。
采用铁氧体-CARBONITE(一种具有物理吸附与离子交换功能的材料)联合工艺处理Ni含量约为4000mg/L的高浓度含镍电镀废水:先以铁氧体法控制pH为11.0,在Fe/Fe。摩尔比O.55,FeSO4·7H2O/Ni质量比21,反应温度35℃的条件下搅拌反应15min,出水Ni平均浓度从4212.5mg/L降至6.8mg/L,去除率达99.84%;然后采用CARBONITE处理,在CARBONITE投加量1.5g/L,pH=6.5,温度35℃的条件下反应6h,Ni去除率可达96.48%,出水Ni浓度为0.24mg/L,达到GB21900-2008中的“表2”标准。
采用高级Fenton一化学沉淀法处理含螯合重金属的废水,使用零价铁和过氧化氢降解螯合物,然后加碱沉淀重金属离子,不仅可以去除镍离子(去除率最高达98.4%),而且可以降低COD化学需氧量。
02 氧化还原法
1.化学氧化法
化学氧化法在处理含氰电镀废水上的效果尤为明显。该方法把废水中的氰根离子(CN一)氧化成氰酸盐(CNO-),再将氰酸盐(CNO-)氧化成二氧化碳和氮气,可以彻底解决氰化物污染问题。
常用的氧化剂包括氯系氧化剂、氧气、臭氧、过氧化氢等,其中碱性氯化法应用最广。采用Fenton法处理初始总氰浓度为2.0mg/L的低浓度含氰电镀废水,在反应初始pH为3.5,H202/FeSO4摩尔比为3.5:1,H202投加量5.0g/L,反应时间60min的最佳条件下,氰化物的去除率可达93%,总氰浓度可降至0_3mg/L。
2.化学还原法
化学还原法在电镀废水处理中主要针对含六价铬废水。该方法是在废水中加入还原剂(如FeSO、NaHSO3、Na2SO3、SO2、铁粉等)把六价铬还原为三价铬,再加入石灰或氢氧化钠进行沉淀分离。上述铁氧体法也可归为化学还原法。
该方法的主要优点是技术成熟,操作简单,处理量大,投资少,在工程应用中有良好的效果,但是污泥量大,会产生二次污染。采用硫酸亚铁作为还原剂,处理80t/d的含总铬7O~80mg/L的电镀废水,出水总铬小于1.5mg/L,处理费用为3.1元/t,具有很高的经济效益。
以焦亚硫酸钠为还原剂处理含80mg/L六价铬、pH为6~7的电镀废水,出水六价铬浓度小于0.2mg/L。
03 电化学法
电化学法是指在电流的作用下,废水中的重金属离子和有机污染物经过氧化还原、分解、沉淀、气浮等一系列反应而得到去除。
该方法的主要优点是去除速率快,可以完全打断配合态金属链接,易于回收利用重金属,占地面积小,污泥量少,但是其极板消耗快,耗电量大,对低浓度电镀废水的去除效果不佳,只适合中小规模的电镀废水处理。
电化学法主要有电凝聚法、磁电解法、内电解法等。
电凝聚法是通过铁板或者铝板作为阳极,电解时产生Fe2+、Fe或Al,随着电解的进行,溶液碱性增大,形成Fe(OH)2、Fe(OH)3或AI(OH)3,通过絮凝沉淀去除污染物。
由于传统的电凝聚法经过长时间的操作,会使电极板发生钝化,近年来高压脉冲电凝聚法逐渐替代传统的电混凝法,它不仅克服了极板钝化的问题,而且电流效率提高20%~30%,电解时间缩短30%~40%,节省电能30%~40%,污泥产生量少,对重金属的去除率可达96%~99%。
采用高压脉冲电絮凝技术处理某电镀厂的电镀废水,Cu2十、Ni2、CN一和COD的去除率分别达到99.80%、99.70%、99.68%和67.45%。
电混凝法通常也与其他方法结合使用,利用电凝聚法和臭氧氧化法联合处理电镀废水,以铁和铝做极板,出水六价铬、铁、镍、铜、锌、铅、TOC(总有机碳)、COD的去除率分别为99.94%、100.00%、95.86%、98.66%、99.97%、96.81%、93.24%和93.43%。
近年来内电解法受到广泛关注。内电解法利用了原电池原理,一般向废水中投加铁粉和炭粒,以废水作为电解质媒介,通过氧化还原、置换、絮凝、吸附、共沉淀等多种反应的综合作用,可以一次性去除多种重金属离子。
该方法不需要电能,处理成本低,污泥量少。通过静态试验研究了铁碳微电解法对模拟电镀废水的COD及铜离子的去除效果,去除率分别达到了59.01%和95.49%。然而,采用微电解反应柱研究连续流的运行结果显示,14d后微电解出水的COD去除率仅为10%~15%,铜的去除率降低至45%~50%之间,可见需要定期更换填料或对填料进行再生。
04 膜分离技术
膜分离技术主要包括微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)、电渗析(ED)、液膜(Lv)等,利用膜的选择透过性来对污染物进行分离去除。
该方法去除效果好,可实现重金属回收利用和出水回用,占地面积小,无二次污染,是一种很有发展前景的技术,但是膜的造价高,易受污染。
对膜技术在电镀废水处理中的应用和效果进行了分析,结果表明:结合常规废水处理工艺与膜生物反应器(MBR)组合工艺,电镀废水被处理后的水质达到排放标准;电镀综合废水经UF净化、RO和NF两段脱盐膜的集成工艺处理后,水质达到回用水标准,RO和NF产水的电导率分别低于100gS/cm和1000gS/cm,COD分别约为5mg/L和10mg/L;镀镍漂洗废水通过RO膜后,镍的浓缩高达25倍以上,实现了镍的回收,RO产水水质达到回用标准。
投资与运行费用分析表明:工程运行1年多即可收回RO浓缩镍的设备费用。
液膜法并不是采用传统的固相膜,而是悬浮于液体中很薄的一层乳液颗粒,是一种类似溶剂萃取的新型分离技术,包括制膜、分离、净化及破乳过程。
美籍华人黎念之(NormanN.Li)博士发明了乳状液膜分离技术,该技术同时具有萃取和渗透的优点,把萃取和反萃取两个步骤结合在一起。乳化液膜法还具有传质效率高、选择性好、二次污染小、节约能源和基建投资少的特点,对电镀废水中重金属的处理及回收利用有着良好的效果。
05 离子交换法
离子交换法是利用离子交换剂对废水中的有害物质进行交换分离,常用的离子交换剂有腐殖酸物质、沸石、离子交换树脂、离子交换纤维等。离子交换的运行操作包括交换、反洗、再生、清洗四个步骤。
此方法具有操作简单、可回收利用重金属、二次污染小等特点,但离子交换剂成本高,再生剂耗量大。
研究强酸性离子交换树脂对含镍废水的处理工艺条件及镍回收方法。结果表明:pH为6~7有利于强酸性阳离子交换树脂对镍离子的去除。离子交换除镍的适宜温度为30℃,适宜流速为15BV/h(即每小时l5倍树脂床体积)。适宜的脱附剂为10%盐酸,脱附液流速为2BV/h。前4.6BV脱附液可回用于配制电镀槽液,平均镍离子质量浓度达18.8g/L。
Mei.1ingKong等研究了CHS—l树脂对cr(VI)的吸附能力,发现Cr(VI)在低浓度时,树脂的交换吸附率是由液膜扩散和化学反应控制的。CHS一1树脂对Cr(VI)的最佳吸附pH为2~3,在298K下其饱和吸附能力为347.22mg/g。CHS一1树脂可以用5%的氢氧化钠溶液和5%氯化钠溶液来洗脱,再生后吸附能力没有明显的下降。
使用钛酸酯偶联剂将1一Fe203与丙烯酸甲酯共聚,在碱性条件下进行水解,制备出磁性弱酸阳离子交换树脂NDMC一1。
通过对重金属Cu的吸附研究发现,NDMC—l树脂粒径较小、外表面积大,因而具有较快的动力学性能。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
06 蒸发浓缩法
蒸发浓缩法是通过加热对电镀废水进行蒸发,使液体浓缩达到回用的效果。一般适用于处理含铬、铜、银、镍等重金属浓度高的废水,用其处理浓度低的重金属废水时耗能大,不经济。
在处理电镀废水中,蒸发浓缩法常常与其他方法一起使用,可实现闭路循环,效果不错,比如常压蒸发器与逆流漂洗系统联合使用。蒸发浓缩法操作简单,技术成熟,可实现循环利用,但是浓缩后的干固体处置费用大,制约了它的应用,目前一般只作为辅助处理手段。
07 生物处理技术
生物处理法是利用微生物或者植物对污染物进行净化,该方法运行成本低,污泥量少,无二次污染,对于水量大的低浓度电镀废水来说是不二之选。生物法主要包括生物絮凝法、生物吸附法、生物化学法和植物修复法。
1.生物絮凝法
生物絮凝法是一种利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀来净化水质的方法。微生物絮凝剂是一类由微生物产生并分泌到细胞外、具有絮凝活性的代谢物,能使水中胶体悬浮物相互凝聚、沉淀。
生物絮凝剂与无机絮凝剂和合成有机絮凝剂相比,具有处理废水安全无毒、絮凝效果好、不产生二次污染等优点,但其存在活体生物絮凝剂不易保存,生产成本高等问题,限制了它的实际应用。目前大部分生物絮凝剂还处在探索研究阶段。
生物絮凝剂可以分为以下三类:
(1) 直接利用微生物细胞作为絮凝剂,如一些细菌、放线菌、真菌、酵母等。
(2) 利用微生物细胞壁提取物作为絮凝剂。微生物产生的絮凝物质为糖蛋白、黏多糖、蛋白质等高分子物质,如酵母细胞壁的葡聚糖、Ⅳ-乙酰葡萄糖胺、丝状真菌细胞壁多糖等都可作为良好的生物絮凝剂。
(3) 利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂。代谢产物主要有多糖、蛋白质、脂类及其复合物等。
近年来报道的生物絮凝剂主要为多糖类和蛋白质类,前者有ZS一7、ZL—P、H12、DP。152等,后者有MBF—W6、NOC—l等。陶颖等]利用假单胞菌Gx4—1胞外高聚物制得的絮凝剂对cr(Ⅳ)进行了絮凝吸附研究。
其研究结果表明,在适宜条件下Or(Ⅳ)的去除率可达51%。研究枯草芽孢杆菌NX一2制备的生物絮凝剂v一聚谷氨酸(T-PGA)对电镀废水的处理效果,实验证明,T-PGA能有效地去除Cr3+、Ni等重金属离子。
2.生物吸附法
生物吸附法是利用生物体自身的化学结构或成分特性来吸附水中的重金属,然后通过固液分离,从水中分离出重金属。
可以从溶液中分离出重金属的生物体及其衍生物都叫做生物吸附剂。生物吸附剂主要有生物质、细菌、酵母、霉菌、藻类等。该方法成本低,吸附和解析速率快,易于回收重金属,具有选择性,前景广阔。
研究各种因素对枯草芽胞杆菌吸附电镀废水中Cd效果的影响,结果表明:pH为8、吸附剂用量为10g/L(湿重)、搅拌转数为800r/min、吸附时间为10min的条件下,废水中镉的去除率达93%以上。
吸附镉后的枯草芽胞杆菌细胞膨大,色泽变亮,细胞之间相互粘连。Cd2+与细胞表面的钠进行了离子交换吸附。
壳聚糖是一种碱性天然高分子多糖,由海洋生物中甲壳动物提取的甲壳素经过脱乙酰基处理而得到,可以有效地去除电镀废水中的重金属离子。
通过乳化交联法制备了磁性二氧化硅纳米颗粒组成的壳聚糖微球,然后用乙二胺和缩水甘油基三甲基氯化反应的季铵基团改性,所得生物吸附剂具有很高的耐酸性和磁响应。
用它来去除酸性废水中的cr(VI),在pH为2.5、温度为25℃的条件下,最大吸附能力为233.1mg/g,平衡时间为40~120min[取决于初始Cr(VI)的浓度。使用0.3mol/LNaOH和0.3mol/LNaC1的混合液进行吸附剂再生,解吸率达到95.6%,因此该生物吸附剂具有很高的重复使用性。
3.生物化学法
生物化学法是指微生物直接与废水中的重金属进行化学反应,使重金属离子转化为不溶性的物质而被去除。
从电镀废水中筛选分离出3株可以高效降解自由氰根的菌种,在最佳条件下可以将80mg/L的CN一去除到0.22mg/L。研究发现,有许多可以将cr(VI)还原成低毒cr(III)的微生物,如无色杆菌、土壤细菌、芽孢杆菌、脱硫弧菌、肠杆菌、微球菌、硫杆菌、假单胞菌等,其中除了大肠杆菌、芽孢杆菌、硫杆菌、假单胞菌等可以在好氧条件下还原Cr(VI),其余大部分菌种只能在厌氧条件下还原cr(VI)。
R.S.Laxman等发现灰色链霉菌能在24~48h内把cr(VI)还原成cr(III),并能够将cr(III)显著地吸收去除。中科院成都生物研究所的李福、吴乾菁等从电镀污泥、废水及下水道铁管内分离筛选出35株菌种,并获得了SR系列复合功能菌,该功能菌具有高效去除Cr(VI)和其他重金属的功效,并在此基础上进行了工程应用,取得较好的效果。
4.植物修复法
植物修复法是利用植物的吸收、沉淀、富集等作用来处理电镀废水中的重金属和有机物,达到治理污水、修复生态的目的。
该方法对环境的扰动较少,有利于环境的改善,而且处理成本低。人工湿地在这方面起着重要的作用,是一种发展前景广阔的处理方法。
李氏禾是一种可富集金属的水生植物,在去除水中重金属方面具有很大的潜力。在人工湿地种植了李氏禾,用以处理含铬、铜、镍的电镀废水,使它们的含量分别降低了84.4%、97.1%和94_3%。当水力负荷小于0.3m/(m2·d1时,出水中的重金属浓度符合电镀污染物排放标准的要求;当进水铬、铜和镍的浓度为5、10和8mg/L时,仍能达标排放。
可见用李氏禾处理中低浓度的电镀废水是可行的。质量平衡表明,铬、铜和镍大部分保留在人工湿地系统的沉积物中。
08 吸附法
吸附法是利用比表面积大的多孔性材料来吸附电镀废水中的重金属和有机污染物,从而达到污水处理的效果。
活性炭是使用最早、最广的吸附剂,可以吸附多种重金属,吸附容量大,但是活性炭价格昂贵,使用寿命短,需要再生且再生费用不低。一些天然廉价材料,如沸石、橄榄石、高岭土、硅藻土等,也具有较好的吸附能力,但由于各种原因,几乎没有得到工程应用。
以沸石作为吸附剂处理电镀废水,发现在静态条件下,沸石对镍、铜和锌的吸附容量分别达到5.9、4.8和2.7mg/g.先以磁性生物炭去除电镀废水中的Cr(vI),
然后通过外部磁场分离,使得cr(VI)的去除率达到97.11%。而在10rain的磁选后,浊度由4075NTU降至21.8NTU。其研究还证实了吸附过程后,磁性生物炭仍保留原来的磁分离性能。近年来又研制开发了一些新型吸附材料,如文中提到的生物吸附剂以及纳米材料吸附剂。
纳米技术是指在1~100nm尺度上研究和应用原子、分子现象,由此发展起来的多学科交叉、基础研究与应用紧密联系的科学技术。纳米颗粒由于具有常规颗粒所不具备的纳米效应,因而具有更高的催化活性。
纳米材料的表面效应使其具有高的表面活性、高表面能和高的比表面积,所以纳米材料在制备高性能吸附剂方面表现出巨大的潜力。雷立等l采用温和水热法一步快速合成了钛酸盐纳米管(TNTs),并应用于对水中重金属离子Pb(II)、cd(II)和Cr(III)的吸附。
结果表明:pH=5时,初始浓度分别为200、100和50mg/L的Pb(II)、Cd(II)和Cr(III)在TNTs上的平衡吸附量分别为513.04、212.46和66.35mg/L,吸附性能优于传统吸附材料。纳米技术作为一种高效、节能环保的新型处理技术,得到人们的广泛认同,具有很大的发展潜力。
09 光催化技术
光催化处理技术具有选择性小、处理效率高、降解产物彻底、无二次污染等特点。
光催化的核心是光催化剂,常用的有TiO2、ZnO、WO3、SrTiO3、SnO2和Fe2O3。其中TiO2具有化学稳定性好、无毒、兼具氧化和还原作用等诸多特点。TiO:在受到一定能量的光照时会发生电子跃迁,产生电子一空穴对。
光生电子可以直接还原电镀废水中的金属离子,而空穴能将水分子氧化成具有强氧化性的OH自由基,从而把很多难降解的有机物氧化成为COz、H:0等无机物,被认为是最有前途、最有效的水处理方法之一。
以悬浮态的TiO2为催化剂,在紫外光的作用下对络合铜废水进行光催化反应。结果表明:当TiO2投加量为2g/L,废水pH=4时,在300W高压汞灯照射下,载入60mL/min的空气反应40rain,对120mg/LEDTA络合铜废水中Cu(II)与COD的去除率分别达到96.56%和57.67%。实施了“物化一光催化一膜”处理电镀废水的工程实例,出水COD去除率达到70%以上,同时TiO2光催化剂可重复使用。
膜法的引入可大大提高水质,使处理后水质达到中水回用标准,提高了电镀废水的资源化利用率,回用率达到85%以上,大大节约了成本。然而光催化技术在实际应用中受到了很多的限制,如重金属离子在光催化剂表面的吸附率低,催化剂的载体不成熟,遇到色度大的废水时处理效果大幅下降,等等。不过光催化技术作为高效、节能、清洁的处理技术,将会有很大的应用前景。
10 重金属捕集剂
重金属捕集剂又叫重金属螯合剂,它能与废水中的绝大部分重金属离子产生强烈的螯合作用,生成的高分子螯合盐不溶于水,通过分离就可以去除废水中的重金属离子。
重金属捕集剂处理后的重金属废水中剩余的重金属离子浓度大部分都能达到国家排放标准。以二硫代氨基甲酸盐重金属离子捕集剂XMT探讨了不同因素对Cu的捕集效果,对Cu去除率在99%以上,出水Cu浓度小于0.05mg/L,出水远低于GB21900-2008的“表3”标准。
选取3种市售重金属捕集剂对实际电镀废水中的Cu2+、Zn2+、Ni进行同步深度处理,发现三聚硫氰酸三钠(简称TMT)对Cu的去除效果最为显著,投加量少且效果稳定,但对Ni的去除效果较差。甲基取代的二硫代氨基甲酸钠(以Me2DTC表示)的适用性最强,对3种重金属离子均具有良好的去除效果,可达到GB21900-2008中的“表3”排放标准,且在DH=9.70时处理效果最佳。至于乙基取代的二硫代氨基甲酸钠(Et2DTC),对Ni的去除效果不佳。
重金属捕集剂因高效、低能、处理费用相对较低等特点而有很大的实用性。
结语
电镀废水成分复杂,应尽量分工段处理。在选择处理方法时,应充分考虑各种方法的优缺点,加强各种水处理技术的综合应用,形成组合工艺,扬长避短。
重金属具有很大的回收价值且毒性大,在电镀废水处理过程中应多使用重金属回收利用的工艺,尽可能地减少排放。
基于化学沉淀法污泥产量大,电化学法能耗高,膜分离技术的膜组件造价高且易受污染等诸多问题,就现有电镀废水处理技术而言,应向着节能、高效、无二次污染的方向改进。
同时可与计算机技术相结合,实现智能化控制。还可结合材料学、生物学等学科,开发出更适合处理电镀废水的新型材料。
『柒』 电镀废水处理
电镀废水药剂处理方法
电镀是利用化学和电化学方法在金属或在其它材料表面镀上各种金属。电镀技术广泛应用于机器制造、轻工、电子等行业。
电镀废水的成分非常复杂,除含氰(CN-)废水和酸碱废水外,重金属废水是电镀业潜在危害性极大的废水类别。根据重金属废水中所含重金属元素进行分类,一般可以分为含铬(Cr)废水、含镍(Ni)废水、含镉(Cd)废水、含铜(Cu)废水、含锌(Zn)废水、含金(Au)废水、含银(Ag)废水等。电镀废水的治理在国内外普遍受到重视,研制出多种治理技术,通过将有毒治理为无毒、有害转化为无害、回收贵重金属、水循环使用等措施消除和减少重金属的排放量。随着电镀工业的快速发展和环保要求的日益提高,目前,电镀废水治理已开始进入清洁生产工艺、总量控制和循环经济整合阶段,资源回收利用和闭路循环是发展的主流方向。
1 电镀重金属废水治理技术的现状
针对我国家目前电镀行业废水的处理现状的统计和调查,广泛采用的主要有7不同分类的方法:(1)化学沉淀法,又分为中和沉淀法和硫化物沉淀法。(2)氧化还原处理,分为化学还原法、铁氧体法和电解法。(3)溶剂萃取分离法。(4)吸附法。(5)膜分离技术。(6)离子交换法。(7)生物处理技术,包括生物絮凝法、生物吸附法、生物化学法、植物修复法。但目前都存在一定的弊端或严重的不合理性。
2 传统电镀废水处理方法的弊端
目前电镀废水的处理方法一般采用物化法之分流—综合两段处理。前段处理多分三支水:铬水、氰水和综合水(铜镍锌水)。铬水用还原剂使之变价还原,氰水用两级氧化破氰,铜镍锌水直接与前两股水汇合而成为综合水。后段处理综合水,基本上是用碱(烧碱或石灰)、聚合氯化铝(PAC)和有机絮凝剂(PAM),具体操作是:把综合水的pH值提到10~13,碱浓度大而迫使碱与重金属的反应向生成氢氧化物的方向进行。由于pH>9,排放口又得用酸中和使pH值降到9以下。
上述乃传统的处理工艺,存在许多严重的理论与实践上的错误:1、前处理三支污水的划分,不符合生产实际,因为不论那支水中都是你中有我、我中有你,只不过是铬水以铬为主、氰水以氰为主、铜镍锌三合水以3元素居多。这些实际情况,我们是在废水处理的实践中发现的,几乎所有企业的电镀废水都是如此。我们询问过电镀厂的有关人员,其实他们能把这一现象的成因说得非常清楚,奇怪的是污水管理部门竟把分流—综合两段处理作为不能违反的规范性模式。由于第二段处理的污水中各种污染物都存在,怎么可能用简单的处理药剂和方法就可使终端水达标排放呢?
2、许多专门论述中都会提到,氰水要分开处理是因为氰在酸液中会生成毒性极强的HCN(氰酸),它的挥发势必造成人的中毒。这在理论上是成立的,确实要十分注意。不过,我们发现多数氰水本身就是pH<6的液体,如果要挥发就可能在车间,而不会流到污水池再挥发。再说氰酸本身是液体,只不过是挥发温度低(26℃),那么外界温度<26℃时就不存在挥发问题了。
3、人工强制以超碱使重金属生成氢氧化物沉淀在污泥中,这有不科学之处:
(1)从化学反应原理上说,勿论在什么样的酸碱度条件下,都有个反应平衡,也就是说永远都不可达到水中不存在一定数量的重金属。
(2)不同的重金属形成氢氧化物的最佳酸碱度(pH值)不尽相同,对某种重金属最适合的pH值范围,对另一些金属可能已是重新溶解的pH值条件。
(3)由于二段处理是超碱除重金,最后的排放水也必然超碱,这就势必要在排放口向水中加酸,以求pH值达到排放标准。加酸的结果,那些尚未沉淀的微细的氢氧化物迅速发生分解,重金属又回到水中。
(4)、由于分流—汇合两道污水处理,工程装置自然就比较复杂,从而造成工程建设投资大、时间长。
3 矿物法处理电镀废水
3.1矿物法的概念
矿物法是采用以纯天然矿物为原料,经过一定特殊工艺该性加工生产而成的专利产品天然矿物污水治理和矿粉,在再辅加某些助剂对电镀废水进行混合处理的一种方法。
3.2矿物法的主要作用机理
由于该方法主要采用的是纯天然的矿物为主体原料,其所具有的特性有离子交换性、吸附性、化学转化性、催化性等。
3.3矿物法的主要优势
该方法的主要优势如下:
1、彻底改变长期以来分流处理的传统工艺,把铬水、氰水、综合水等混合起来进行处理,纠正了分流处理所存在的某些严重错误,弥补了传统工艺所存在的弊端。
2、经一段处理即可完全解决问题,改变了传统的两段处理模式。
3、由于上述两点,污水处理的工程装置大大简化,基建投资和工程建设时间大幅度减少。
4、传统的处理方法,从理论上分析是不可能达标的,大量的实践也证明了该工艺的确不能达到排放标准。若用矿物法处理电镀废水,从原理和实用上都表明了可以稳定地达标排放。
5、传统工艺处理电镀废水的药剂费用,主要被用于烧碱中和酸水,一般情况处理一吨
污水烧碱费就要10~15元,加上其他药剂,总药剂费多在15元以上。诚然,如果只求把废水澄清,那费用就很难有个标准了。应用矿物法,前提是达标排放。处理一吨废水药剂费大约4~8元之间。
3.4 电镀废水处理流程示意图
3.4.1电镀废水处理流程示意图1 (间歇式电镀废水处理流程)
电镀废水处理流程示意图2 (连续式电镀废水处理流程)
3.4.2 流程说明
从车间出来的各种类型的废水在同一调节池进行混合调节,然后泵入第一反应池,还原剂用硫酸亚铁或其他还原剂均可,其用量比分流处理少1/3~1/2,具体用量视水质情况而定,反应完成后进入第二反应池,加矿物污水治理剂和矿粉(一部分起中和作用,可以节约大部分的碱,另外有去除重金属的作用)综合反应,可将废水的pH调节到5~6,该阶段一般要求不少于20min,再进入第三反应池,用碱将废水的pH调节到8~8.5,同时加入漂白水等氧化剂破氰,最后经沉淀池沉淀后排放。
4 结论
经过长时间来的研究和实践,以及对理论上的探讨,结合目前的实际,我们在对各种工艺进行完全的比较(包括药剂的性价比、工程建设的投资、运营及管理等)之后,认为采用矿物法处理电镀可以保证出水的水质达到国家一级排放标准。
电镀废水处理药剂图片
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