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較為(wéi)常見的8種電鍍設備廢水處(chù)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(shuǐ)有80%采用化學法處理,化(huà)學法處理(lǐ)電鍍廢水在技術上較為(wéi)成熟。化學法包括沉澱法、氧(yǎng)化還(hái)原法、鐵氧體法等,具有投資少、處理成本低,操作簡單等優點(diǎn),適用於各類電鍍金屬廢水處理。但化學法需要不斷消耗化工原料,並有汙泥產生,排出的水回用困(kùn)難,且占地麵積較大。
1、化(huà)學沉澱法
化學沉澱法是使廢水中呈溶解狀態的重金屬(shǔ)轉變為(wéi)不溶於水的重金屬化合物的方法,包括中(zhōng)和沉澱和(hé)硫化(huà)物(wù)沉(chén)澱等。
(1)中和沉澱法。在含重金屬的廢水中加入堿進行中和反應,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(lǐ)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除(chú)去的方(fāng)法。與中和沉澱法相比,硫化物沉澱法的優點(diǎn)是:重金屬硫化物溶(róng)解度比其氫氧化物的溶解度更低,反應pH 值在(zài)79之間,處理後的廢(fèi)水一般不用中和,處理效果更好。但硫化物沉澱法的缺點:硫化(huà)物沉澱顆(kē)粒小,易形成膠體,硫化物沉澱在(zài)水中殘留,遇酸生成氣(qì)體,可能造成二(èr)次汙染。
2、氧化還原(yuán)法
向(xiàng)廢水中投加還原劑(jì)將高價重金屬離子還原成微毒(dú)的低價(jià)重金屬離子後,再使其堿化成沉澱而分離去除的方法。工業上以化學還(hái)原法除鉻比較成熟。具體地講,工業上化學還原法處理電鍍含鉻廢水的方法,有硫酸亞鐵石灰法、亞硫酸鹽法、二氧化硫法、亞鐵(tiě)鹽法、硫(liú)化堿法(fǎ)等。其(qí)中亞硫酸鹽法處理量大,綜合利用方便,在國(guó)內外應用最(zuì)廣。如,六價鉻質量濃度為140mg/L 的某種(zhǒng)電鍍廢(fèi)水,用亞硫酸氫鈉進行處理,出水Cr 3+ 質(zhì)量濃度可降為0.7~1.0mg/L。另采用二氧(yǎng)化(huà)硫作還原劑處理高濃度大流量的含鉻廢水,國內已有(yǒu)工程實例(lì)。亞(yà)鐵鹽還原沉澱法(fǎ)也是治理含鉻電鍍(dù)廢水的經典(diǎn)方法,被許多廠家采用(yòng)。如某五金廠電鍍廢水(shuǐ):六價(jià)鉻質量濃度為100mg/L,Ni 2+ 50mg/L,pH=4~6,經(jīng)該(gāi)法(fǎ)處理後出水達(dá)排放標準。目前英、美等國應用水合肼對鍍鉻漂洗水進行槽內還原,反應速度快,處理效果好。另外(wài)值得一(yī)提的是(shì)鐵屑法。鐵屑處理廢水最初就是從治理電鍍廢水開始的。國內外許多文獻報導了生產規模的鐵屑處理電(diàn)鍍(dù)廢水的情況。電鍍設備鐵屑法整個裝(zhuāng)置易於定型化及設備製造工業化,我國某些大型電鍍企(qǐ)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。氧化還原法原(yuán)理簡單,操作易於掌握,對某些類型的(de)電鍍廢水是行之有效(xiào)的(de),但是(shì)其出水水質差,不能回用,處理混合廢水時,易造(zào)成二次汙染,而(ér)且通用氧化劑還有供貨和毒性的問(wèn)題尚待解決。
3、鐵氧體(tǐ)法(fǎ)
鐵氧體法是根據生產鐵氧體的原理發展起來的處理方法。該法處理重金屬廢水,能一次脫除多(duō)種金屬離(lí)子,尤其適用於混合重金屬電鍍廢水(shuǐ)的一次性處理,具有設備簡單(dān),投資少,操作方便等特點,同時形成的汙泥有較高的化(huà)學穩定性,容(róng)易進行(háng)微(wēi)分離和脫水處理。此法在國內(nèi)電鍍業中應用(yòng)較(jiào)廣,但在形成鐵氧體過程中需要加(jiā)熱(約70℃),能耗高,存在著處理後(hòu)鹽度高,而且不能處理含Hg 和絡合物廢水的缺點。
二、離子(zǐ)交換法
離(lí)子交換法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質的方法,含重(chóng)金屬廢(fèi)水通過(guò)交換劑時,交換劑上的離子同水中的金屬(shǔ)離子進行交換,達到(dào)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(dàn)由於離子交換劑選擇性(xìng)強,製造複雜,成本高,再生劑耗量大,因此(cǐ)在應用上受到很大限製。
三、吸附法
吸附法是(shì)利用吸附劑的獨特結構去除重金屬離子的一種方法。傳統吸附(fù)劑有活性炭(tàn)、腐殖酸、聚糖樹脂、碴藻土等。實踐證(zhèng)明,使用不同吸附劑(jì)的吸附法,不同程(chéng)度地存在投資大(dà),運行費用高,汙泥產生(shēng)量大等問題,處理後的水難於達標排放。
四、電解法
電解法是利(lì)用金屬的電化學性質,在直流電作用下而除去廢(fèi)水中的金屬離子,是處理含有高(gāo)濃度電沉積金屬(shǔ)廢(fèi)水的一種有效方法,處理效(xiào)率(lǜ)高,便於回收利(lì)用。但該法缺點是不適用於處理含(hán)較低濃度的金(jīn)屬廢水,並且(qiě)電耗大,成本(běn)高,一般經濃縮後再電解經濟效益較好。
五(wǔ)、蒸發濃縮法
蒸發濃縮(suō)法是對電鍍廢水進行蒸發,使(shǐ)重金屬廢水(shuǐ)得以濃縮,並加以回收利用的一種處理方法,一般適用於處理含鉻、銅、銀(yín)、鎳等重金屬廢水,對(duì)含重金屬離子濃度低的(de)廢水,直接應用蒸發濃縮回(huí)收法(fǎ)能耗大,成本高。蒸發濃縮(suō)處(chù)理重金屬廢水(shuǐ)一般是與其它方(fāng)法並用(yòng),如(rú)常壓蒸發器與(yǔ)逆(nì)流漂洗係統的聯合(hé)使用處理電(diàn)鍍廢水,可實現閉路循環(huán),效果很好。1990年在對美國緬因州與加裏(lǐ)弗尼亞州(zhōu)的調查(chá)中,有37%電鍍廠采用了常壓蒸發與逆流漂(piāo)洗配合(hé)係統,20 世紀80 年代(dài)該法在我(wǒ)國應用也較多,尤其是用於電鍍含鉻廢水的處理。蒸發濃縮法處理電鍍重金屬廢水,工藝成熟簡單(dān),不需要化學試劑(jì),無(wú)二次汙染,可回用水(shuǐ)或有價值的(de)重金屬(shǔ),有良好的環(huán)境效益(yì)和經(jīng)濟效益,電鍍設備但因能耗大,操作費用高,雜質(zhì)幹擾資源回收問題還(hái)待研究,使應用受(shòu)到限製。目前,一般將其作為(wéi)其它方法的(de)輔助處理手段。
六(liù)、膜分(fèn)離法
膜分離法(fǎ)是利(lì)用高分子所具有的選擇性進行物質分離的(de)技術,包括電滲析、反滲透、膜(mó)萃取等。利用膜分離技術一方麵可以回收利用電鍍(dù)原料,大大降低成本,另一方麵可以實現電鍍廢水零排放(fàng)或微排放,具有很好的經濟和環境效益。
七(qī)、生物處理技術
生物處理技術是通過生(shēng)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(shuǐ)的目(mù)的,具有(yǒu)成本低,環境效益(yì)好等(děng)優點。由於傳統處理方法有成本高、對大流量含低濃度重金屬的廢水難於處理等缺點,隨著重金屬毒性微生物的研究(jiū)進展(zhǎn),生物(wù)處理技術日(rì)益受到人們的重視(shì),采用生物技術處理電鍍金屬廢(fèi)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絮凝沉澱的一種除汙方法。所用的微生物絮凝劑是由(yóu)微生物產生並分(fèn)泌到細(xì)胞外,具有絮凝活性的代謝物,一般由多糖(táng)、蛋白質、DNA、纖維素、糖(táng)蛋白、聚氨基酸(suān)等高分子物質構成,分子中含有多種官能(néng)團,能使水(shuǐ)中膠體懸浮物相互凝聚沉澱。目前,對重金屬有絮凝(níng)作用(yòng)的(de)約有(yǒu)十幾個品種,生物絮凝劑中的(de)氨基和羥基(jī)可與Cu 2+ 、Hg 2+ 、Ag + 、Au 2+ 等重金屬離子形成(chéng)穩定的鼇合物而(ér)沉澱下(xià)來。微生(shēng)物絮凝法處理廢水具有安全方便、易(yì)於實現工業化等特(tè)點。具有廣泛應用前景。
2、生物吸附法
生(shēng)物吸(xī)附法指利用生物體的化學結(jié)構及成分特性來吸附溶於水中的金屬離子,再通過固液分(fèn)離而去除金屬離子(zǐ)的方(fāng)法(fǎ)。利用胞外(wài)聚合物分離金(jīn)屬離子,有些(xiē)細菌在生長過程中釋放(fàng)的蛋白質,能使溶(róng)液中可溶性(xìng)的重金屬離子轉化為沉(chén)澱(diàn)物(wù)而去除。該法(fǎ)具有原料易得、處理成本低等特點。
3、生(shēng)物(wù)化(huà)學法
生物化學法是通過微生物處理含(hán)重(chóng)金屬廢水,將可溶性離子轉化為不溶性(xìng)化合物而去除。
例如:有人利(lì)用脫硫腸杆菌(SRV)去除電鍍(dù)廢水中的銅離子,在含銅質量濃度為(wéi)246.8mg/L的溶液,當PH 為4.0 時,去除率達(dá)99.12%。
與傳統化學處理方(fāng)法相比,由於膜法電鍍廢水處理過程中隻需少量添加或完全無需添加化學藥劑,並通過對資源(重金屬、水)的有效回收,可大大降低電鍍企業的生產(chǎn)本錢及環保設施的資金投進。
電鍍廢水處理技術(shù)的發展方向
隨著電鍍工業的快速發展(zhǎn)和環保要求的日益提高(gāo),電鍍重(chóng)金屬廢(fèi)水治理已開始進入清潔生產工(gōng)藝、總量控製和循環經濟整合階(jiē)段,未來(lái)電鍍重金屬廢水處理將突出以下幾個方麵:
1、實施循(xún)環經濟、推行清潔生產,提高電鍍物質、資源的轉化率和循環利(lì)用率,從源頭上削減重(chóng)金屬汙染物的產生量,同(tóng)時采用全過(guò)程控(kòng)製、結合廢水綜合治理、最終實現廢水零排放。
2、重金屬廢水的處理技術很多,其中生物技術是具有較大(dà)發展潛力的技術,具有成本低、效益高、不(bú)造成二次汙(wū)染等(děng)優點,未來將廣泛(fàn)應用於電鍍廢(fèi)水的治理工(gōng)藝。
3、綜合一(yī)體化技術是未來重(chóng)金屬廢水處理(lǐ)技術的熱點。各種重金屬也因其(qí)行業和工藝的差異,僅使用一種(zhǒng)廢水處理方法往往有其局限性,達不(bú)到理想(xiǎng)的效果。隻(zhī)有(yǒu)綜合多種處理技術特點的一體化技術應用,才能達到理想(xiǎng)效果。