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电镀废水处理

发布者:  发布时间:2011-12-20  浏览次数:170

1.电镀废水的产生及危害

电镀和金属加工业废水中重金属的主要来源是电镀或酸洗的排放废液或漂洗水。在酸洗工序,镀件(铁或铜等)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。

电镀废水处理采用铁屑内电解处理工艺,该技术主要是利用经过活化的工业废铁屑净化废水,当废水与填料接触时,发生电化学反应、化学反应和物理作用,包括催化、氧化、还原、置换、共沉、絮凝、吸附等综合作用,将废水中的各种金属离子去除,使废水得到净化。

电镀工厂(或车间)排出的废水和废液,如镀件漂洗水、废槽液、设备冷却水和冲洗地面水等,其水质因生产工艺而异,有的含铬,有的含镍或含镉、含氰、含酸、含碱等。废水中的金属离子有的以简单的阳离子形态存在(如Ni2+、Cu2+等),有的以酸根阴离子形式存在,有的则以复杂的络合阴离子形式存在。一种废水中常含有一种以上的有害成分,如氰化镀镉废水中既有氰又有镉。此外,一般镀液中常含有机添加剂。

电镀废水多有毒,危害较大。如氰可引起人畜急性中毒,致死,低浓度长期作用也能造成慢性中毒。镉可使肾脏发生病变,并会引起痛痛病。六价铬可引起肺癌、肠胃道疾病和贫血,并会在骨、脾和肝脏内蓄积。因此,电镀废水必须严格控制,妥善处理。

电镀废水的处理已有数十年历史,可分为三个阶段:第一阶段,大致在20世纪50年代前后,主要着眼于废水、废渣的处理技术。处理的主要对象为氰化物和六价铬。处理方法主要是化学沉淀法。第二阶段大致在60年代,开始注意工艺改革和综合利用,并着手处理镉和其他金属。第三阶段从70年代起,开始研究从根本上控制污染的技术,以防为主,改革电镀工艺,研究废水的闭路循环。在工艺改革上用低浓度工艺代替高浓度工艺(如低铬代替高铬镀铬),用无毒或低毒材料的电镀工艺代替有毒材料的工艺(如以无氰工艺代替有氰工艺)。

目前一般使用下述方法处理电镀废水,可高效去除COD、色度的同时,脱除重金属、六价铬、氰化物等特有物质,物理法包括:

2.常见电镀废水处理技术简介

(1)催化微电解处理技术:微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺,该工艺用于高盐、难降解、高色度废水的处理不但能大幅度地降低cod和色度,还可大大提高废水的可生化性。

该技术是在不通电的情况下,利用微电解设备中填充的微电解填料产生原电池效应对废水进行处理。当通水后,在设备内会形成无数的电位差达1.2V 原电池原电池以废水做电解质,通过放电形成电流对废水进行电解氧化和还原处理,以达到降解有机污染物的目的。在处理过程中产生的新生态[H] [O]Fe2+ 、Fe3+等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应,比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团,甚至断链,达到降解脱色的作用;生成的Fe2+ 进一步氧化成Fe3+,它们的水合物具有较强的吸附絮凝活性,特别是在加碱调pH 值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂,它们的絮凝能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体,能大量絮凝水体中分散的微小颗粒、金属粒子及有机大分子。其工作原理基于电化学、氧化还原、物理以及絮凝沉淀的共同作用。该工艺具有适用范围广、处理效果好、成本低廉、处理时间短、操作维护方便、电力消耗低等优点,可广泛应用于工业废水的预处理和深度处理中。

新型微电解填料是针对当前有机废水难降解难生化的特点而研发的一种多元催化氧化填料。它由多元金属合金融合催化剂并采用高温微孔活化技术生产而成,属新型投加式无板结微电解填料。作用于废水,可高效去除COD、降低色度、提高可生化性,处理效果稳定持久,同时可避免运行过程中的填料钝化、板结等现象。本填料是微电解反应持续作用的重要保证,为当前化工废水的处理带来了新的生机。

(2)中和沉淀法:如酸性废水用碱性废水或投加碱性物质进行中和,形成沉淀物。

(3)中和混凝沉淀法:例如在离子交换法除铬工艺中,阳离子交换柱再生废液是含有重金属离子 (Zn2+、Cr3+、Fe3+等)的强酸性废液,可用去除酸根后阴离子交换柱的再生废碱液或加碱中和,使之以氢氧化物形式沉淀。如投加高分子絮凝剂可改变这种沉淀物的沉降性能和分离性能。

(4)氧化法:如处理含氰废水时,常用次氯酸盐在碱性条件下氧化其中的氰离子,使之分解成低毒的氰酸盐,然后再进一步降解为无毒的二氧化碳和氮。

(5)还原法:如含铬废水用亚硫酸氢钠或硫酸亚铁加石灰处理,使Cr6+还原成毒性低的Cr3+,并形成氢氧化铬沉淀。

(6)钡盐法:如含铬废水用钡盐处理,使铬酸根成为铬酸钡沉淀。

(7)铁氧体法:电镀废水经过处理产生氢氧化铁或其他重金属氢氧化物沉淀,通过氧化反应使重金属转入强磁性的铁氧体结晶中。此法可用于含铬废水的处理。 化学法设备简单,投资较少,应用较广。但常留下污泥需要进一步处理,而且电镀废水分散,污泥不易集中处理和利用。

(8)电解法:以处理含铬废水为例,利用可溶性铁阳极,在直流电场作用下,产生亚铁离子,在酸性条件下使废水中以六价铬离子还原成为Cr3+离子,随着电解过程中废水pH值升高,形成Cr(OH)3沉淀。采用不同材料的阳极可处理含有其他各种金属离子的废水。电解法操作管理简单,除能够处理镀铬漂洗水外,还可以处理钝化、阳极化、磷化等漂洗水,并有成套设备;但消耗钢材、电能较多,对产生的污泥还没有妥善的处理方法。

(9)离子交换法:利用离子交换树脂活性基团上的可交换离子(H+、Na+、OH-等),去除废水中的阳、阴离子。此法处理电镀废水不仅可回用水,还可回收金属离子溶液。这种方法已用于处理含有金、镍、铜、镉、铬等废水。近年来人工合成的专门用于处理电镀废水的弱酸、弱碱大孔树脂,可分别用于去除铬、镍和铜,以及一些金属的氰化络合阴离子(见废水离子交换处理法)。一般说来,离子交换法初次投资较大,操作管理水平要求较高,但处理效果稳定,由于能回用金属和水,是当前电镀废水实现闭路循环的主要治理方法之一。存在的主要问题是再生废液会有钠、铁、氯根等杂质离子不能直接回用于镀槽中,排入环境会造成污染。

(10)膜分离法:利用半透膜或离子交换膜等膜材料,在外加推动力下,使废水中的溶解物和水分离浓缩,以净化废水。在膜分离法中,反渗透法用于含镍、含镉废水的浓缩处理已应用于生产。隔膜电解法用于再生镀铬废液。扩散渗析法可用于酸液回收。膜分离方法成本较高。

(11)蒸发浓缩法 利用热源和蒸发器在常压或负压下直接浓缩废水。用这种方法处理高浓度废水比较经济,常同三级逆流漂洗、气-水喷淋,或同离子交换法联合使用。目前生产中广泛采用钛管薄膜蒸发器和蒸发釜来浓缩含铬废水、含氰废水等,也是闭路循环的主要处理流程之一。

(12)活性炭吸附法:活性炭具有非常多的微孔结构和巨大的同比表面积,通常1g活性炭的表面积达7001700m2,因而具有极强的物理吸附力,能有效地吸附废水中的六价铬离子(Cr6+)等重金属离子。当活性炭达到吸附平衡后,还可以采用加热、酸浸泡、碱浸泡等方式除去吸附物,使活性炭再生。

(13)生物法:生物法是处理电镀废水的高新生物技术。利用人工培养的脱硫孤菌、生枝动胶菌、铬酸盐还原菌、硫酸盐还原菌等功能菌,对电镀废水产生静电吸附作用、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。有害金属沉淀于污泥中回收利用,排放水用于培菌及其他使用。生物法处理电镀废水成本低、效益高、容易管理、不给环境造成二次污染、有利于生态环境的改善,是未来电镀废水处理的主流方向。

3.电镀废水的处理技术的展望

展望电镀废水处理技术的发展前景,首先是压缩水量,普遍推广逆流漂洗和喷淋技术;其次,对化学法产生的污泥和离子交换再生废液进行综合利用,以及研制适用于处理电镀废水的各种优质树脂和膜,以及进一步研究和完善闭路循环系统,以实现资源的充分利用。