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电镀污水除铬多少钱

发布时间:2024-07-10 05:35:05

A. 皮革废水中铬的回收


一.还原沉淀法

化学还原法是利用硫酸亚铁、亚硫酸盐、二氧化硫等还原剂将废水中六价铬还原成三价铬离子,加碱调整pH值,使三价铬形成氢氧化铬沉淀除去。这种方法设备投资和运行费用低,主要用于间歇处理。

常用处理工艺为在第一反应池中先将废水用硫酸调pH值至2~3,再加入还原剂,在下一个反应池中用NaOH或Ca(OH)2调pH值至7~8,生成Cr(OH)3沉淀,再加混凝剂,使Cr(OH)3沉淀除去。改良的工艺为在第一反应池中直接投加硫酸亚铁,用NaOH或Ca(OH)2调pH值至7~8,生成Cr(OH)3沉淀,再加混凝剂,使Cr(OH)3沉淀除去。使用该技术后,含铬废水日处理量为1000M3,废水中铬含量为10mg/l。该技术适用于含铬工业废水处理

在一些报道中也有提到利用聚合氯化铝铁处理电镀含铬废水。聚合氯化铝铁兼有传统絮凝剂PAC ,PFC的优点,形成的絮凝体大而重,沉降速度快。其出水色度比聚合氯化铁好,除浊效果和絮凝体沉降性能又优于聚合氯化铝。具体报道内容附于文后。

二.电解法沉淀过滤

1.工艺流程概况

电镀含铬废水首先经过格栅去除较大颗粒的悬浮物后自流至调节池, 均衡水量水质, 然后由泵提升至电解槽电解, 在电解过程中阳极铁板溶解成亚铁离子, 在酸性条件下亚铁离子将六价铬离子还原成三价铬离子, 同时由于阴极板上析出氢气, 使废水pH 值逐步上升, 最后呈中性。此时Cr3+ 、Fe3+ 都以氢氧化物沉淀析出, 电解后的出水首先经过初沉池,然后连续通过(废水自上而下) 两级沉淀过滤池。一级过滤池内有填料: 木炭、焦炭、炉渣; 二级过滤池内有填料: 无烟煤、石英砂。污水中沉淀物由过滤池填料过滤、吸附, 出水流入排水检查井。而后通过泵进入循环水池作为冷却用水。过滤用的木炭、焦炭、无烟煤、炉渣定期收集在锅炉房掺烧。

2.主要设备

调节池1 座; 初沉池1 座、沉淀过滤池2 座; 循环水池1 座; 电源控制柜、电解槽、电解电源、电解电压1 套; 水泵5 台。

3.结果与分析

某电镀厂电镀废水处理设备在正常工况条件下, 间隔不同的时间多次取样,。

电镀含铬废水采用电解法沉淀过滤工艺处理后全部回用, 过滤池内填料定期集中于锅炉房掺烧, 达到了综合治理电镀含铬废水的目的。

该处理技术虽然运行可靠, 操作简单, 但应注意几个方面: a) 需要定期更换极板; b) 在一定的酸性介质中, 氢氧化铬有被重新溶解的可能; c) 沉淀过滤池内的填料必须定期处理, 焚烧彻底, 否则会引起二次污染。由此可见, 对处理设施加强管理非常重要。

4.结论

1) 该处理工艺对电镀含铬废水治理彻底, 过滤池内填料定期统一处理, 不会引起二次污染; 处理后清水全部回用, 可节省水资源, 具有明显的经济效益。

2) 该工艺投资较小, 技术成熟, 运行稳定可靠,操作方便, 易于管理, 适应于不同规模的电镀生产企业。

三. 其他国内外含铬废水处理方法的研究进展

1.1 生物法

生物法治理含铬废水,国内外都是近年来开始的。生物法是治理电镀废水的高新生物技术,适用于大、中、小型电镀厂的废水处理,具有重大的实用价值,易于推广。国内外对SRB菌(硫酸盐还原菌)[1]、SR系列复合功能菌[2]、SR复合能菌[3]、脱硫孤菌[4]、脱色杆菌(Bac.Dechromaticans)、生枝动胶菌(Zoolocaramiger a)[5]、酵母菌[6]、含糊假单胞菌、荧光假单胞菌[7]、乳链球菌、阴沟肠杆菌、铬酸盐还原菌[8]等进行研究,从过去的单一菌种到现在多菌种的联合使用,使废水的处理从此走向清洁、无污染的处理道路。将电镀废水与其它工业废弃物及人类粪便一起混合,用石灰作为凝结剂,然后进行化学—凝结—沉积处理。研究表明,与活性的淤泥混合的生物处理方法,能除去Cr6+和Cr3+,NO3氧化成NO3-。已用于埃及轻型车辆公司的含铬废水的处理[9]。

生物法处理电镀废水技术,是依靠人工培养的功能菌,它具有静电吸附作用、酶的催化转化作用、络合作用、絮凝作用、包藏共沉淀作用和对pH值的缓冲作用。该法操作简单,设备安全可靠,排放水用于培菌及其它使用;并且污泥量少,污泥中金属回收利用;实现了清洁生产、无污水和废渣排放。投资少,能耗低,运行费用少。

1.2 膜分离法

膜分离法以选择性透过膜为分离介质,当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差等)时,原料侧组分选择性透过膜,以达到分离、除去有害组分的目的。目前,工业上应用的较为成熟的工艺为电渗析、反渗透超滤、液膜。别的方法如膜生物反应器、微滤等尚处于基础理论研究阶段,尚未进行工业应用。电渗析法是在直流电场作用下,以电位差为推动力,利用离子交换膜的选择透过性,从而使废水得到净化。反渗透法是在一定的外加压力下,通过溶剂的扩散,从而实现分离。超滤法也是在静压差推动下进行溶质分离的膜过程。液膜包括无载体液膜、有载体液膜、含浸型液膜等。液膜分散于电镀废水时,流动载体在膜外相界面有选择地络合重金属离子,然后在液膜内扩散,在膜内界面上解络,重金属离子进入膜内相得到富集,流动载体返回膜外相界面,如此过程不断进行,废水得到净化。膜分离法的优点:能量转化率高,装置简单,操作容易,易控制、分离效率高。但投资大,运行费用高,薄膜的寿命短。主要用于回收附加值高的物质,如金等。

电镀工业漂洗水的回收是电渗析在废液处理方面的主要应用,水和金属离子可达到全部循环利用,整个过程可在高温和更广的pH值条件下运行,且回收液浓度可大大提高,缺点为仅能用于回收离子组分。液膜法处理含铬废水,离子载体为TBP(磷酸三丁酯),Span80为膜稳定剂,工艺操作方便,设备简单,原料价廉易得。也有选用非离子载体,如中性胺,常用Alanmine336(三辛胺),用2%Span80作表面活性剂,选用六氯代1,3-丁二烯(19%)和聚丁二烯(74%)的混合物作溶剂,分离过程分为:萃取、反萃等步骤[10,11]。近来,微滤也有用于处理含重金属废水,可去除金属电镀等工业废水中有毒的重金属如镉、铬等[12,13]。

1.3 黄原酸酯法

70年代,美国研制成新型不溶重金属离子去除剂ISX[14~16],使用方便,水处理费用低。ISX不仅能脱除多种重金属离子,而且在酸性条件下能将Cr6+还原为Cr3+,但稳定性差。不溶性淀粉黄原酸酯[17]脱除铬的效果好,脱除率>99%,残渣稳定,不会引起二次污染。钟长庚[18,19]等人用稻草代替淀粉制成稻草黄原酸酯,处理含铬废水,铬的脱除率高,很容易达到排放标准。研究者认为稻草黄原酸酯脱除铬是黄原酸铬盐、氢氧化铬通过沉淀、吸附几种过程共同起作用,但黄原酸铬盐起主要作用。此法成本低,反应迅速,操作简单,无二次污染。

1.4 光催化法[20,21]

光催化法是近年来在处理水中污染物方面迅速发展起来的新方法,特别是利用半导体作催化剂处理水中有机污染物方面已有许多报道。以半导体氧化物(ZnO/TiO2)为催化剂,利用太阳光光源对电镀含铬废水加以处理,经90min太阳光照(1182.5W/m2),使六价铬还原成三价铬,再以氢氧化铬形式除去三价铬,铬的去除率达99%以上。

1.5 槽边循环化学漂洗

这一技术由美国ERG/Lancy公司和英国的Ef fluentTreatmentLancy公司开发,故也叫Lancy法。它是在电镀生产线后设回收槽、化学循环漂洗槽及水循环漂洗槽各一个,处理槽设在车间外面。镀件在化学循环漂洗槽中经低浓度的还原剂(亚硫酸氢钠或水合肼)漂洗,使90%的带出液被还原,然后镀件进入水漂洗槽,而化学漂洗后的溶液则连续流回处理槽,不断循环。加碱沉淀系在处理槽中进行,它的排泥周期很长[22]。广州电器科学研究所开发了分别适用于各种电镀废水的三大类体系的槽边循环化学漂洗处理工艺,水回用率高达95%、具有投药少、污泥少且纯度高等优点。有时,用槽边循环和车间循环相结合[23]。

1.6 水泥基固化法处理中和废渣[24]

对于暂时无法处理的有毒废物,可以采用固化技术,将有害的危险物转变为非危险物的最终处置办法。这样,可避免废渣的有毒离子在自然条件下再次进入水体或土壤中,造成二次污染。当然,这样处理后的水泥固化块中的六价铬的浸出率是很低的。

2 电镀含铬废液及污泥的综合利用

由于电镀含铬老化废液有害物质含量高,成分复杂,在综合利用之前应对各种废液进行单独和分类处理。对于镀锌钝化液、铜钝化液及含磷酸的铝电解抛光液均用酸碱调节pH;对于阴离子交换树脂,只需将它变为Na2CrO4即可。

2.1 利用铬污泥生产红矾钠[25]

在高温碱性条件介质Na2CrO4中三价铬可被空气氧化为Na2Cr2O7,同时污泥中所含的铁、锌等转化为相应的可溶盐NaFeO2、Na2ZnO2。用水浸取碱熔体时,大部分铁分解为Fe(OH)3沉淀而除去。将滤液酸化至pH<4,Na2CrO4即转变为Na2Cr2O7,利用Na2SO4与Na2Cr2O7溶解度差异,分别结晶析出。采用高温碱性氧化铬污泥制红矾钠的条件是n(Na2CO3)∶n(Cr2O3)=3.0∶1.0,温度780℃,时间2.5h,铬的转化率在85%以上。

2.2 生产铬黄[26]

利用纯碱作沉淀剂去除电镀废液中的杂质金属离子,再利用净化后的电镀废液替代部分红矾钠生产铅铬黄。电镀液加入Na2CO3饱和液后,调整pH至8.5~9.5。进行过滤,滤液备用。在碱性条件下将滤渣中的Cr3+用H2O2氧化为Cr6+,再经过滤,滤液与上述滤液混合。将滤液与硝酸铅溶液和助剂,在50~60℃反应1h,然后经过滤、水洗,洗去氯根、硫酸根以及其它部分可溶性杂质,再经干燥粉碎即得成品铅铬黄。利用电镀废液生产铅铬黄,不仅解决了污染问题,而且使电镀废液中的铬得到了回收利用。据估算,按年处理电镀废液200t,年平均回收18t红矾钠,可实现年创收4万余元。效益可观。

2.3 生产液体铬鞣剂及皮革鞣剂碱式硫酸铬[27,28]

含铬废液先用氢氧化钠去除金属离子杂质,控制pH=5.5~6.0,然后过滤,滤液待用,污泥用铁氧体无害化处理。然后,在滤液中投加还原剂葡萄糖,使Na2Cr2O7还原为Cr(OH)SO4,在100℃条件下,进一步聚合,当碱度为40%时,分子式为4Cr(OH)3 3Cr2(SO4)3,即为铬鞣剂。河北省无极县某皮革厂就是利用电镀含铬废水生产液体铬鞣剂。按每天生产5t液体铬鞣剂,每天可得利润为6000余元。可见利用含铬废液生产铬鞣剂的经济效益是十分显著的。另外,可将含铬的污泥与碳粉混合,在高温下煅烧,从而可制得金属铬[29]。因为含铬污泥是电镀车间污泥的主要品种,根据电镀处理方法不同,污泥的回收利用也不同[30]。电解法污泥:(1)做中温变换催化剂的原料;(2)做铁铬红颜料的原料。化学法的污泥:(1)回收氢氧化铬;(2)回收三氧化二铬抛光膏。铁氧体污泥做磁性材料的原料等等。

B. 电镀废水含什么成分,一般怎么处理

电镀废水中主要含有铬、锌、铜、镉、铅、镍等重金属离子以及酸、碱,尤其是在氰化电镀工艺中,废水中含有大量的氰化物. 这些污染物具有很大的毒性,并存在致癌的危险。
电镀废水的水质、水量与电镀生产的工艺条件、生产负荷、操作管理与用水方式等因素有关。电镀废水的水质复杂,成分不易控制,其中含有铬、镉、镍、铜、锌、金、银等重金属离子和氰化物等,有些属于致癌、致畸、致突变的剧毒物质。
废水特性
前处理
对于金属基体材料,其电镀的可分为:
1、物理处理(包括磨光、抛光、喷砂、滚光、刷光等)
2、化学处理(包括除油、除锈和侵蚀等)
3、电化学处理(包括电化学除油和电化学侵蚀等)
除油过程中常用碱性化合物如NaOH、Na2CO3、Na3PO4、Na2SiO3等,对于油污特别严重的零件有时还用煤油、汽油、丙酮、甲苯、三氯乙烯、四氯化碳等有机溶剂除油,再进行化学碱性除油。为去除某些矿物油,通常在除油液中加一定量的乳化剂,如OP乳化剂、AE乳化剂、三乙醇胺油酸皂等。因此除油过程中产生的清洗废水以及更新废液都是碱性废水,常含有油类及其它有机化合物。
酸洗除锈常用的有盐酸、硫酸,为防止镀件基体的腐蚀,常加入某些缓蚀剂如硫脲、磺化煤焦油、乌洛托品联苯胺等。酸洗除锈过程产生的清洗水一般酸度都较高,含有重金属离子及少量有机添加剂。
前处理废水是电镀废水处理中的重要组成部分,约占电镀废水总量的50%,废水中含有一定的盐份、游离酸、有机化合物等,组分变化很大,随镀种、前处理工艺以及工厂管理水平等而变。
镀层漂洗
镀层漂洗水是电镀作业中重金属污染的主要来源。电镀液的主要成分是金属盐和络合剂,包括各种金属的硫酸盐、氯化物、氟硼酸盐等以及氰化物、氯化铵、氨三乙酸、焦磷酸盐、有机膦酸等。除此之外,为改善镀层性质,往往还在镀液中添加某些有机化合物,如作为整平剂的香豆素、丁炔二醇、硫脲,作为光亮剂的有糖精、香草醛、苄叉丙酮、对甲苯磺酰胺、苯磺酸等。因此镀件漂洗废水中除含有重金属离子外,还含有少量的有机物。漂洗废水的排放量以及重金属离子的种类与浓度随镀件的物理形状、电镀液的配方、漂洗方法以及电镀操作管理水平等诸多因素而变。特别是漂洗工艺对废水中重金属的浓度影响很大,直接影响到资源的回收和废水的处理效果。

镀层后
镀层后处理主要包括漂洗之后的钝化、不良镀层的退镀以及其他特殊的表面处理。后处理过程中同样产生大量的重金属废水。一般来说,常含有Cr6+ 、Cu2+、Ni2+、Zn2+、Fe2+等重金属;H2SO4、HCl、H3BO3、H3PO4、NaOH、Na2CO3等酸碱物质;甘油、氨三乙酸、六次甲基四胺、防染盐、醋酸等有机物质。总的来说,这类镀层后处理废水复杂多变,水量也不稳定,一般都与混合废水或酸碱废水合并处理。
电镀废液
电镀、钝化、退镀等电镀作业中常用的槽液经长期使用后或积累了许多其他的金属离子,或由于某些添加剂的破坏,或某些有效成分比例失调等原因而影响镀层或钝化层的质量。因此许多工厂为控制这些槽液中的杂质在工艺许可的范围内,将槽液废弃一部分,补充新溶液,也有的工厂将这些失效的槽液全部弃去。这些废弃的各种浓度液一般重金属离子浓度都很高,积累的杂质也很多,不仅污染物的种类不同,而且主要污染物的浓度、其他金属杂质离子的浓度以及溶液介质也都往往有较大的差异。这些差异决定了这些废水的处理技术上的多样性和工艺上的特殊性。
电镀废水处理
目前普遍采用的工艺一般是物化法处理。处理方法较多,有效的也不少,但可以做到整体达标的并不多。
电镀和金属加工业废水中锌的主要来源是电镀或酸洗的拖带液。污染物经金属漂洗过程又转移到漂洗水中。酸洗工序包括将金属(锌或铜)先浸在强酸中以去除表面的氧化物,随后再浸入含强铬酸的光亮剂中进行增光处理。该废水中含有大量的盐酸和锌、铜等重金属离子及有机光亮剂等,毒性较大,有些还含致癌、致畸、致突变的剧毒物质,对人类危害极大。因此,对电镀废水必须认真进行回收处理,做到消除或减少其对环境的污染。
电镀废水处理设备由调节池、加药箱、还原池、中和反应池、pH调节池、絮凝池、斜管沉淀池、厢式压滤机、清水池、气浮反应,活性炭过滤器等组成。
1.气浮法
气浮法是向水中通入空气,产生微小气泡,由于气泡与细小悬浮物之间黏附,形成浮选体,利用气泡的浮升作用,上浮到水面,形成泡沫或浮渣,从而使水中的悬浮物质得以分离。按照气泡产生方式的不同,可分为充气气浮、溶气气浮和电解气浮三类。
气浮法是代替沉淀法的新型固液分离手段,1978年上海同济大学首次应用气浮法处理电镀重金属废水处理获得成功。随后,因处理过程连续化,设备紧凑,占地少,便于自动化而得到了广泛的应用。
气浮法固液分离技术适应性强,可处理镀铬废水、含铬钝化废水以及混合废水。不仅可去除重金属氢氧化物,而且可以去除其他悬浮物、乳化油、表面活性剂等。气浮法用于处理镀铬废水的原理是:在酸性的条件下硫酸亚铁和六价铬进行氧化还原反应,然后在碱性条件下产生絮凝体,在无数微细气泡作用下使絮凝体浮出水面,使水质变清。
2.离子交换法
离子交换法主要是利用离子交换树脂中的交换离子同电镀废水中的某些离子进行交换而将其除去,使废水得到净化的方法。
国内用离子交换技术处理电镀废水是从20世纪60年代开始进行试验研究的,到70 年代末,因为迫切需要解决环境污染问题,这一技术得到了很大发展,当前已成为处理电镀废水和回收某些金属的有效手段之一,也是使某些镀种的电镀废水达到闭路循环的一个重要环节。但是采用离子交换法的投资费用很高,系统设计和操作管理较为复杂,一般的中小型企业难以适应,往往由于维修、管理等不善而达不到预期的效果,因此,在推广应用上受到了一定的限制。
当前,国内对含铬、含镍等电镀废水采用离子交换法处理较为普遍,在设计、运行和管理上已有较为成熟的经验。经处理后水能达到排放标准,且出水水质较好,一般能循环使用。树脂交换吸附饱和后的再生洗脱液经电镀工艺成分调整和净化后能回用于镀槽,基本实现闭路循环。另外,离子交换法也可用于处理含铜、含锌、含金等废水。
3.电解法
电解法主要是使废水中的有害物质通过电解过程在阳、阴两极上分别发生氧化和还原反应,转化成无害物质;或利用电极氧化和还原产物与废水中的有害物质发生化学反应,生成不溶于水的沉淀物,然后分离除去或通过电解反应回收金属。国内在20世纪60年代开始用电解法处理电镀含铬废水,70年代末对含银、铜等废水进行实验研究,回收银、铜等金属,取得了很好的效果。
电解法处理电镀废水一般用于中、小型厂,其主要特点是不需投加处理药剂,流程简单,操作方便,占生产场地少,同时由于回收的金属纯度高,用于回收贵重金属有很好的经济效益。但当处理水量较大时,电解法的耗电较大,消耗的铁极板量也较大,同时分离出来的污泥与化学处理法一样不易处置,所以已较少采用。
4.萃取法
萃取法是利用一种不溶于水而能溶解水中某种物质(称溶质或萃取物)的溶剂投加入废水中,使溶质充分溶解在溶剂内,从而从废水中分离除去或回收某种物质的方法。萃取操作过程包括混合、分离和回收三个主要工序。
几种典型的工艺流程
☆自来水----水泵----多介质过滤器----活性炭过滤器----自动加药装置----保安过滤器----高压泵----一级反渗透----中间水箱----高压泵----二级反渗透----纯水箱----纯水泵 新工艺
☆漂洗水----水箱----水泵----多介质过滤器----保安过滤器----超滤----电镀液回收桶
☆漂洗水----水箱----水泵----多介质过滤器----保安过滤器----超滤----电镀液回收桶----高压泵----反渗透----清洗水箱

C. 电镀,屠宰等污水处理方法,设备,以及分别价格

呵呵,这个问题想解决,首先你要把你水量统计出来,电镀的废水吨水处理投资大约要2000元左右,屠宰大约在1000-1500元,这个也不是绝对的,水量越大,投资越小,设备,主要是水泵,除砂,厌氧,好氧,鼓风机,曝气设备,脱水设备,另外电镀废水可能要有一些特殊的专用设备,还有一些基本的土建,如有不明白的,给我留言吧,我就是做污水处理的,给你介绍个网站,你也可以去那里发帖,那个专业的污水处理网站。
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D. 电镀废水怎么处理

我国处理电镀废水常用的方法有化学法、生物法、物化法和电化学法等。

化学法:化学法是依靠氧化还原反应或中和沉淀反应将有毒有害的物质分解为无毒无害的物质,或者直接将重金属经沉淀或气浮从废水中除去。

生物法:生物处理是一种处理电镀废水的新技术。一些微生物代谢产物能使废水中的重金属离子改变价态,同时微生物菌群本身还有较强的生物絮凝、静电吸附作用,能够吸附金属离子,使重金属经固液分离后进入菌泥饼,从而使得废水达标排放或回用。

物化法:物化法是利用离子交换或膜分离或吸附剂等方法去除电镀废水所含的杂质,其在工业上应用广泛,通常与其他方法配合使用。

电化学法:电解法是利用电解作用处理或回收重金属,一般应用于贵金属含量较高或单一的电镀废水。电解法处理Cr(VI),是用铁作电极,铁阳极不断溶解产生的亚铁离子能在酸性条件下将Cr(VI)还原成Cr(Ⅲ),在阴极上Cr(Ⅵ)直接还原为Cr(Ⅲ),由于在电解过程中要消耗氢离子,水中余留的氢氧根离子使溶液从酸性变为碱性,并生成铬和铁的氢氧化物沉淀去除铬。电解法能够同时除去多种金属离子,具有净化效果好、泥渣量少、占地面积小等优点,但是消耗电能和钢材较多,已较少采用。

E. 含铬废水有哪些危害

含铬废水的危害
铬化物可以通过消化道、呼吸道、皮肤和粘膜侵人人体,主要积聚在肝、肾、内分泌系统和肺部。毒理作用是影响体内物质氧化、还原和水解过程,与核酸、核蛋白结合影响组织中的磷含量。铬化合物具有致癌作用。铬化合物以蒸汽和粉尘的方式进入人体组织中,代谢和被清除的速度缓慢,会引起鼻中隔穿孔、肠胃疾患、白血球下降、类似哮喘的肺部病变。皮肤接触铬化物可引起愈合极慢的“铬疮”。水中的铬可在鱼的骨骼中积累,此时Cr3+ 比Cr6+的毒性还大。浓度为3.0 mg/ L即对淡水鱼有致死作用;浓度为0.01mg/L,便可使一些水生生物致死,使水体的自净作用受到抑制]。若用含铬的污水灌溉农田,铬便在植物体内积聚,土壤中有机质的消化作用受到抑制,造成农业减产。铬的污染主要是由工业引起。因此,各国对排放的废水、渔业水域水质、农田灌溉水质、地面水以及饮用水的铬含量,均有严格规定。我国已把六价铬规定为实施总量控制的指标之一,并规定工业排放的废水中六价铬最高浓度为0.5 mg/L,总铬的最高浓度为1.5 mg/L,且不得用稀释法代替必要的处理;生活饮用水中铬含量不得超过0.05mg/L。

F. 处理一吨工业污水大概需要多少钱计算公式

工业污水处理费用,没有固定的计算公式,没有这么简单。工业污水处理会根据污水性质和各种成分来确定处理工艺,各种消耗的评价计算也是根据上述参数进行计算。另外,这些消耗计算还要根据当地能源价格、材料价格、人力价格等条件来确定。

G. 鐢甸晙琛屼笟姹℃按澶勭悊璐圭敤闂棰

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2.
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H. 怎么处理含铬废水

前期实验——硫酸亚铁法:原水调PH=2-3,加硫酸亚铁(1:6)反应30min后,溶液变成黑褐色,在回调PH过滤
样品一:调PH=9过滤仍有浅褐色,再调PH=11.7过滤,滤液无色透明,测铬=0.071ppm(可能部分铁离子被络合)
样品二:直接调碱至12,滤液无色透明,但测铬=0.602.滤液再调PH=7.4,滤液测铬=0.295ppm(可能PH过高时铬反溶)
可以使铬达标,但污泥量很大,需在不同PH条件下沉淀两次
在原水PH=1.81条件下,加亚硫酸氢钠(1:8)搅拌反应30min,溶液变为深绿色。调碱至PH=11.58的过程中,均无明显沉淀物,溶液仍然为深绿色。(判定三价格铬为络合状态)
加入5000ppm PAC(至少5000ppm才能有效失色)出现大量绿色沉淀,过滤后,滤液无色透明。
分别在PH=8.7、10.6、12.1条件下加相同量R-S-1-0-0(2500ppm);过滤后测铬均未检出,待验证关键因素是PAC还是R-S-1-0-0
原水PH约为1.81,经测铬为1030ppm,去100ml,按1:8添加亚硫酸氢钠(固体约为0.8g),还原反应30min,直到水溶液变为深绿色,可初步判断还原完成
加NaOH取调PH=11以上仍然为深绿色,无明显沉淀颗粒物产生,有光度不高,在强光下可见大量很小的悬浮物,可通过滤纸
加PAC+PAM过滤后加R-S-1-0-0+PAC+PAM过滤测铬

I. 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。

J. 铬污染水体修复技术研究进展

铬污染水体修复技术研究进展具体内容是什么,下面中达咨询为大家解答。
1、引言
铬携启(chromium)是法国化学家Lvauquelin于1797年首次发现的,是一种用途广泛而又对人体危害较大的重金属元素。环境中稳定存在的两种价态Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)有着几乎相反的性质,适量的Cr(Ⅲ)可以降低人体血浆中的血糖浓度,提高人体胰岛素活性,促进糖和脂肪代谢,提高人体的应激反应能力等;而Cr(Ⅵ)则是一种强氧化剂,具有强致癌变、致畸变、致突变作用,对生物体伤害较大。
铬污染最常见的是水体污染,如电镀铬废水、制革、制药、印染业等应用铬及其化合物的工业企业排放的废水,主要以Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)两中价态进入环境。据资料介绍,制革工业通常处理1t原皮,要排出含铬为410mg/L的废水50-60t.炼油厂和化工厂所用的循环冷却水中含铬量也较高。镀铬厂的废水中含铬量更高,尤其在换电镀液时,常排放出大量含铬废水。铬对水体的污染不仅在我国而且在全世界各国都已相当严重了。世界各国普遍把铬污染列为重点防治对象。
2、水体中铬的存在形态
天然水体中铬的质量浓度一般在1-40μg/L之间,主要以Cr3+、CrO2-、CrO42-、Cr2O27-4种离子形态存在,水体中铬主要以三价铬和六价铬的化合物为主。铬的存在形态直接影响其迁移转化规律。三价铬大多数被底泥吸附转入固相,少量溶于水清隐搏,迁移能力弱。六价铬在碱性水体中较为稳定并以溶解状态存在,迁移能力强。因此,水体中若三价铬占优势,可在中性或弱碱性水体中水解,生成不溶的氢氧化铬和水解产物或被悬浮颗粒物强烈吸附后存在于沉积物中,若六价铬占优势则多溶于水中。六价铬毒性一般为三价铬毒性的100多倍,但铬可由六价还原为三价,还原作用的强弱主要决定于DO、BOD5、COD的值,DO值越小,BOD5值和COD值越高,则还原作用越强。
3、水体重金属铬污染的治理方法
3.1物理化学方法
(1)稀释法和换水法
稀释法就是把被重金属污染的水混入未污染的水体中,从而降低重金属污染物浓度,减轻重金属污染的程度。此法适于受重金属污染程度较轻的水体的治理。这种方法不能减少排入环境中的重金属污染物的总量,又因为重金属有累积作用,所以这种处理方法目前渐渐被否定。换水法是将被重金属污染的水体移出,换上新鲜水,而减轻水体污染的一种措施,该方法适用于鱼塘等水量较小的情况。
(2)混凝沉淀法
许多重金属在水体溶液中主要以阳离子存在,加入碱性物质,使水体pH值升高,能使大多数重金属生成氢氧化物沉淀。另外,其它众多的阴离子也可以使相应的重金属离子形成沉淀。所以,向重金属污染的水体施加石灰、NaOH、Na2S等物质,能使很多重金属形成沉淀去除,降低重金属对水体的危害程度。这是目前国内处理重金属污染普遍采用的方法。
(3)离子还原法和交换法
离子还原法是利用一些容易得到的还原剂将水体中的重金属还原,形成无污染或污染程度较轻的化合物,从而降低重金属在水体中的迁移性和生物可利用性,以减轻重金属对水体的污染。电镀污水中常含有六价铬离子(Cr6+),它以铬酸离子(Cr2O72-)的形式存在,在碱性条件下不易沉淀且毒性很高,而三价铬毒性远低于六价铬,但六价铬在酸性条件下易被还原为三答祥价铬。因此,常采用硫酸亚铁及三氧化硫将六价铬还原为三价铬,以减轻铬污染。
离子交换法是利用重金属离子交换剂与污染水体中的重金属物质发生交换作用,从水体中把重金属交换出来,以达到治理重金属污染的目的。经离子交换处理后,废水中的重金属离子转移到离子交换树脂上,经再生后又从离子交换树脂上转移到再生废液中。
离子还原法和交换法费用较低,操作人员不直接接触重金属污染物,但适用范围有限,并且容易造成二次污染。
(4)电修复法
电修复法是20世纪90年代后期发展起来的水体重金属污染修复技术,其基本原理是给受重金属污染的水体两端加上直流电场,利用电场迁移力将重金属迁移出水体。Ridha等提出,在一个碳的毡状电极上,用电沉积法从工业废水中除去铜、铬和镍的技术。另外,可以用电浮选法净化含有铜、镍、铬和锌等重金属的工业污水。此外,近年来还有人把电渗析薄膜分离技术应用到污水重金属处理实践当中。
3.2生物修复法
(1)微生物修复法
重金属污染水体的生物修复机理主要包括微生物对重金属的固定和形态的转化。前者是微生物通过带电荷的细胞表面吸附重金属离子,或通过摄取必要的营养元素主动吸收重金属离子,将重金属富集在细胞表面或内部;后者是通过微生物的生命活动改变重金属的形态或降低重金属的生物有效性,从而减轻重金属污染,如Cr6+转变成Cr3+而毒性降低,As、Hg、Se等还原成单质态而挥发,微生物分泌物对重金属产生钝化作用等。
(2)动物修复法
应用一些优选的鱼类以及其它水生动物品种在水体中吸收、富集重金属,然后把它们从水体中驱出,以达到水体重金属污染修复的目的。研究发现,一些贝类具有富集水体中重金属元素的能力,如牡蛎就有富集重金属锌和镉的能力。据报导,若以湿量计算,牡蛎对镉的富集量可以达到3-4g/kg.动物修复法需驯化出特定的水生动物,并且处理周期较长、费用高,再则后续处理费用较大,所以在实际应用中推广难度较大。
(3)植物修复方法
20世纪80年代前期,Chaney提出利用重金属超富集植物(hyper-accumulator)的提取作用清除土壤重金属污染这一思想后。经过人们不断地实践、总结和归纳才形成了植物修复的概念。植物修复被定义为利用自然或基因工程植物来转移环境中的重金属或使环境中的重金属无害化,是目前生物修复技术中研究最热的一类。
对于铬超富集植物,到目前为止,在美国、澳大利亚、新西兰等国已发现能富集重金属的超富集植物500多种,其中有360多种是富集Ni的植物。对于铬超富集植物,得到学者们认同的有DicomaniccoliferaWild和SuterafodinaWild两种,铬最高含量分别为1500mg/kg、2400mg/kg,均高于铬超富集植物的参考值1000mg/kg.国内报道的湿生禾本科植物李氏禾也对铬具有较好的富集能力。因此,采用一些水生铬超富集植物用于铬污染水体修复是可行的。
4、结论
由于水体铬污染也伴随着富营养的趋势,可以通过有机物将六价铬还原成三价铬,利用底泥吸附三价铬,转入固相,降低铬的迁移,减少污染的扩散,然后,利用水生铬超富集植物从底泥中将铬提取到植物上部,人工收获转移,焚烧后用于提取重金属,循环利用。因此,利用铬超富集湿生植物对铬污染水体进行修复,是一种非常有潜力的铬污染水体修复技术。
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