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較為常見的8種電鍍設備廢水處理方式
一、化學法
從近幾十年的國內外電鍍設備廠家廢水處理技術發展趨勢來看,電鍍廢水有(yǒu)80%采用化學法處理,化學法處理電鍍廢水在技術上較為(wéi)成熟。化(huà)學法包括沉澱法、氧化還原法、鐵氧體法等,具(jù)有投資少、處理(lǐ)成本低,操作簡(jiǎn)單等優點,適用於各類電鍍金屬廢水處理。但化學法需要不(bú)斷消耗化工(gōng)原料,並有汙泥產生,排出的水回(huí)用困難,且占地麵積較大。
1、化學沉澱法
化學沉(chén)澱法是使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變(biàn)為不溶於水的重金屬化合物的方法,包括中和沉澱(diàn)和(hé)硫化(huà)物沉澱等。
(1)中和沉澱法。在含重金(jīn)屬的(de)廢水(shuǐ)中加入(rù)堿進行中和反應,使重金屬生成不(bú)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(de)處(chù)理廢水方法。
(2)硫化物沉澱法。加入硫化物使廢水中重金屬離子生成硫化物沉澱而(ér)除去的方法(fǎ)。與中和沉澱法相比(bǐ),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(dù)更低,反應(yīng)pH 值在79之間,處理後的廢水一般不用中和,處理效果更好。但硫化(huà)物沉澱法的缺點:硫化物沉澱(diàn)顆粒小,易形成膠體,硫化物沉澱在水中(zhōng)殘留,遇酸(suān)生成氣(qì)體,可能造成二次汙(wū)染。
2、氧化還原法
向廢水中投加還原劑(jì)將高價重金屬離子還原成微(wēi)毒的低價重金屬離子後,再使其堿化成沉澱而分離去(qù)除的方法。工業上以化學還原法除鉻(gè)比較成熟。具體地講,工業上化學還原法處理電鍍含鉻廢水的方法,有硫(liú)酸亞鐵石灰法(fǎ)、亞硫酸鹽法、二氧化硫法、亞鐵鹽法、硫化(huà)堿法(fǎ)等。其中亞硫酸鹽法處(chù)理量大,綜合利用方便,在國內外應用最廣。如,六價鉻質量濃度為140mg/L 的某種電鍍廢(fèi)水,用亞硫酸氫鈉進行處理,出(chū)水Cr 3+ 質量濃度可降為0.7~1.0mg/L。另采(cǎi)用二氧化硫作還(hái)原劑處理(lǐ)高濃(nóng)度大流量(liàng)的含鉻廢水,國內已(yǐ)有工程實例。亞鐵鹽還原沉澱法也是治理含鉻電鍍廢水的經典方(fāng)法,被許(xǔ)多廠家采用。如某五金廠電鍍廢水:六價鉻質量濃度為100mg/L,Ni 2+ 50mg/L,pH=4~6,經該法處理後出水達排放標準。目前(qián)英、美(měi)等國應用水合肼對鍍鉻漂洗水進行(háng)槽內還(hái)原(yuán),反應速度快,處理效果好。另外值得一提的是鐵屑法。鐵(tiě)屑處理廢水(shuǐ)最初就(jiù)是從(cóng)治理電(diàn)鍍廢水開(kāi)始(shǐ)的。國內(nèi)外許多(duō)文獻報導了生產規模的鐵屑處理電鍍廢水的情況(kuàng)。電鍍(dù)設備鐵屑法整(zhěng)個裝置易於定型化及設備製造工業化,我國某些(xiē)大型電鍍企業乃至鄉鎮企業鐵屑處理電鍍廢水的工業化裝置在運行中。氧化(huà)還原(yuán)法原理簡單,操作易於掌握,對(duì)某(mǒu)些類型的電鍍廢水是行之有效的,但是其出水水質差,不(bú)能回用(yòng),處理混合(hé)廢水時,易(yì)造成二(èr)次汙染(rǎn),而且(qiě)通用(yòng)氧化劑還有供貨和毒性的問題尚待解決。
3、鐵氧體法
鐵(tiě)氧體法是根據生產鐵氧體的原理發展起來(lái)的處理方(fāng)法。該法處理(lǐ)重金屬廢水,能一次脫除多種金屬離子,尤其適用於混合(hé)重金屬電鍍(dù)廢水的一次性處理,具有設備簡單,投(tóu)資少,操作方便等特點,同時形成的汙泥(ní)有較高的化學穩定性,容易進(jìn)行微分離和脫(tuō)水處(chù)理。此法在國內電鍍業中(zhōng)應用較廣(guǎng),但(dàn)在形成鐵氧體過(guò)程中需要加熱(rè)(約70℃),能耗高,存在著處理後鹽度高,而且不能處理(lǐ)含Hg 和絡合物廢水的缺點。
二、離子交換法
離子交換法是利用離子交換(huàn)劑(jì)分離廢水中有害(hài)物質的方法,含重金屬(shǔ)廢水通(tōng)過交換劑時,交(jiāo)換劑(jì)上的離子同水中的金屬離子進行(háng)交換,達到去除水中金屬離(lí)子的目的。此法操作簡單,殘渣穩定,無二次汙染,但由於離子交換劑選擇性強,製造複雜,成本高,再生劑耗量大,因此在應用上受到很大限製。
三、吸附法
吸附法是利用吸附劑的(de)獨特結構去除重金屬離子的(de)一種方法。傳統吸附劑有活性炭、腐殖酸、聚糖樹脂、碴藻土等。實踐證明,使用不同吸附劑的吸附法,不同程度地存在投資大,運行費用高,汙泥(ní)產生量大等問(wèn)題,處理後的水難於達標排放。
四、電解法
電解法是利用金屬的電化學性質,在直流電作用下而除去廢水中的(de)金屬離子,是處理含有(yǒu)高濃度電沉積金屬廢水的一種有效方法,處理效率高,便於回收利用。但該法缺點是不適用於處理含(hán)較低濃度的金屬廢水,並且電耗大,成本高,一般經濃縮後再(zài)電解經濟效益較好。
五、蒸發濃縮法
蒸發濃縮法是對電鍍廢水(shuǐ)進行蒸發,使重金屬廢水得(dé)以濃縮,並加以回收(shōu)利用的一種處(chù)理方法,一般適用於處理(lǐ)含鉻、銅、銀、鎳等重金屬廢水,對含重金屬離子濃度低的廢(fèi)水,直接應用蒸發濃(nóng)縮回收法能耗大,成本高。蒸發濃縮處理重金屬廢水一般是與其它方法並用,如常壓蒸發器與逆流漂洗係統的聯(lián)合使用處理(lǐ)電鍍廢(fèi)水,可實現(xiàn)閉路循環,效果很好。1990年在(zài)對美國(guó)緬因(yīn)州與加裏弗尼亞州的調查(chá)中,有37%電鍍廠采用了(le)常壓蒸(zhēng)發與逆流漂洗配合係統,20 世紀80 年代該法在我國應用也較多,尤其是用於(yú)電鍍含鉻(gè)廢水的處理。蒸(zhēng)發濃縮法處理(lǐ)電鍍重金屬廢水,工藝成熟(shú)簡單,不需要化學試劑,無二次汙染,可回用水或有(yǒu)價(jià)值的重金(jīn)屬,有良好(hǎo)的環境效益和經濟效益,電鍍設備但因能耗大,操作費用高,雜質幹擾資源回收問題還待研究,使應用受到限製。目(mù)前,一般將(jiāng)其作(zuò)為其它方法的輔助處理手段。
六、膜分離法
膜分離法是利用高分子所具有的選擇性進行物(wù)質分離的技術,包括電(diàn)滲析、反滲透、膜萃取等。利用膜分離技術(shù)一方麵可以回收利用電鍍原料,大大降低成本,另一方麵可以實現電鍍廢水零排放或(huò)微(wēi)排放,具有很好的經濟和環境效(xiào)益。
七、生物處理技術
生物處理技術是通過生物有機物或其代謝產物與重金屬離子的相互作用達到淨化廢水的目的,具有成本低,環境效益好等優點。由於傳統處理方(fāng)法有成本高、對大(dà)流量含(hán)低濃度重金屬的廢水(shuǐ)難於處理等缺點,隨著重金屬毒性微生物的研究(jiū)進(jìn)展,生物處理技術日益受到人們的重視,采(cǎi)用生物技術處理電鍍金屬廢水呈發展勢頭。
1、生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或(huò)微生物產生的代謝物進行(háng)絮凝沉澱的(de)一種除汙方法。所用的微生物絮凝劑(jì)是由微生物產生並分泌到細(xì)胞外,具有絮凝活性的代謝物,一般由多糖、蛋白質(zhì)、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質構(gòu)成,分子中含有多種官能團(tuán),能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉澱。目前,對重金屬有絮(xù)凝(níng)作用的約有十幾個品種,生物絮凝劑中的氨基和羥基可與Cu 2+ 、Hg 2+ 、Ag + 、Au 2+ 等重金屬離子形成(chéng)穩(wěn)定(dìng)的鼇合物而沉澱下來。微生物絮凝法處理廢水具有安全方便(biàn)、易於實現工業化(huà)等特點。具有廣泛應用前景。
2、生物吸附法
生物(wù)吸附法指利用生物體的化學結構及成分特性來吸附溶於水中的金屬(shǔ)離(lí)子,再通過固液分離而去除(chú)金屬離子的(de)方(fāng)法。利用胞外聚合物分離金屬離子,有些細菌在生長(zhǎng)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(wù)而去除。該法具有(yǒu)原料易得、處理成本低等特點。
3、生物化學(xué)法
生物化學法是通過微生物處理含重金屬廢(fèi)水(shuǐ),將可溶性離子(zǐ)轉化為不溶性化合物而去除。
例如:有人利用脫硫腸杆(gǎn)菌(SRV)去除電鍍(dù)廢水中的銅離子,在含銅質量濃(nóng)度為246.8mg/L的溶液,當(dāng)PH 為(wéi)4.0 時,去除率達99.12%。
與傳統化學(xué)處(chù)理方法相比,由於膜(mó)法電鍍廢水處理過程中隻(zhī)需少(shǎo)量添加或完全無需添加化學(xué)藥(yào)劑,並通(tōng)過對(duì)資源(重金屬、水)的有效回收(shōu),可大大(dà)降(jiàng)低電鍍企(qǐ)業的生(shēng)產本錢及環保設施的資(zī)金(jīn)投進(jìn)。
電鍍廢水處理技術的發展方向
隨著電鍍工業的快速發展和環保要求的日益提高,電鍍重金屬廢水治理已開始(shǐ)進入清潔生產工藝、總量控製(zhì)和循環經濟整合階段,未來電鍍重金屬廢水處理將突出以(yǐ)下幾(jǐ)個方麵:
1、實施循環經(jīng)濟、推行清潔生產,提(tí)高電鍍物(wù)質、資源的轉化率和循環利用率,從源頭上削減重金屬汙染物的產生量,同時(shí)采用全過程控製、結合廢水綜合治理、最終實現廢水零排放。
2、重金屬廢水(shuǐ)的處(chù)理技術很多,其中生物(wù)技術是(shì)具有較大發展潛力的技術,具有成本低、效益高、不造成二次汙染等優(yōu)點,未來將廣泛應用於(yú)電鍍廢水的治理工藝(yì)。
3、綜合一體化技術是未來重金屬廢水處理技術(shù)的熱點。各種重金屬也因其行業和工藝的差異,僅使用一種廢水(shuǐ)處(chù)理方法往往有其局限性,達不到理想的效果。隻有綜合多種處理技術特點的一體化技術(shù)應用(yòng),才能達到理想(xiǎng)效果。