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    電鍍廢水處理物化法處理技術

          電鍍車間有鍍前表面處理、電鍍處理和鍍后處理三個工藝環節。每個環節又包括若干工序,每個環節、工序中均可產生含有大量金屬離子、金屬絡合離子及清洗液的廢水。具體說,電鍍廢水主要來源有:前處理除油酸洗工序,鍍件的清洗水,廢電鍍液,跑、冒、滴、漏的各種槽液和排水,沖洗水及設備冷卻水。

    此外,由于電鍍的種類繁多,常用的鍍種有鍍鎳、鍍銅、鍍鉻、鍍鋅、鍍鎘、鍍鉛、鍍銀、鍍金和鍍錫。而且,氰根(CN-)具有很好的絡合性、表面活性,在某些電鍍生產中被大量使用。電鍍廢水的成分常常同時含有多種污染物。電鍍廠在生產過程中,排出的廢水廢液中含有酸、堿、CN-及Cr(Ⅵ)、Cr3+、Cd2+、Cu2+、Ni2+、Sn2+等金屬離子和有毒物質,還有苯類、硝基、胺基類等有毒有害的有機物。

          由于電鍍的種類繁多,電鍍廢水的成分常常也是同時含有多種污染物。上述所提及的有毒有害的物質如鎘、鉻、鎳、鉛、氰化物、銅、鋅、堿、酸、懸浮物、含氮化合物、表面活性劑及磷酸鹽等,含有這些有毒有害物質的廢水進入水體,就會危及水生動植物生長,影響水產養殖,造成大幅度減產甚至魚蝦絕跡;或是破壞農田土壤,毀壞莊稼,并通過食物鏈危害人類健康;或是進入飲用水源,在人體內積累,輕者引起慢性中毒,重者導致死亡。

    1、吸附法

          吸附法是利用吸附劑的獨特結構去除重金屬離子的一種方法。傳統吸附劑有活性炭,腐植酸、聚糖樹脂、碴藻土等。活性炭裝備簡單,在廢水治理中應用廣泛。活性炭是由木材、煤、果殼等含炭物質,在高溫和缺氧的條件下活化制成的。

          在活性炭的晶格間,形成了各種形狀、大小不同的微孔結構與巨大的比表面積,因而具有很強的吸附性能,可有效的吸附廢水中的有機污染物和金屬離子。活性炭處理電鍍廢水,目前主要用于含鉻、含氰廢水。用活性炭處理含鉻廢水,根據處理水的條件和要求,一般認為是利用它的吸附作用和還原作用。除此之外,還有沸石吸附、麥飯石吸附法。

          活性炭法處理電鍍廢水的優點:活性炭耐酸、耐堿,在高溫下不易破碎,有穩定的化學性能;節省用水,清洗零件的廢水用活性炭處理后不排放,可重復做清洗水;投資省,設備簡單,占地面積小,可直接在鍍槽旁工作,操作維護方便;處理費用低,活性炭來源廣,并可再生反復使用;不直接產生污泥,不易產生二次污染。盡管有以上優點但還是有不足之處,如廢水中污染物容度較高時,活性炭再生比較頻繁;長期反復使用活性炭處理含鉻廢水后,處理后水用來做清洗水時,Cr3+含量會增加,影響純化膜,以及在洗脫液的利用等方面尚需進一步探索。

    2、膜分離法

          膜分離法是利用高分子所具有的選擇性進行物質分離的技術,包括電滲析、反滲透、膜萃取等。利用膜分離技術一方面可以回收利用電鍍原料,大大降低成本,另一方面可以實現電鍍廢水零排放或微排放,具有很好的經濟和環境效益。

          用電滲析法處理電鍍工業廢水,處理后廢水組成不變,有利于回槽使用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr(Ⅵ)等金屬離子廢水都適宜用電滲析處理,已有成套設備。反滲透法已大規模用于鍍Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金屬廢水處理。

          采用反滲透法處理電鍍廢水,已處理水可以回用,實現閉路循環。液膜法治理電鍍廢水的研究報道很多,有些領域液膜法已由基礎理論研究進入到初步工業應用階段。膜萃取技術是一種高效、無二次污染的分離技術,該項技術在金屬萃取方面有很大進展。

    3、離子交換法

          離子交換法主要是利用離子交換樹脂中的交換離子同電鍍廢水中的某些離子進行交換而將其除去,使廢水得到凈化的方法。

          國內用離子交換技術處理電鍍廢水是從20世紀60年代開始進行試驗研究的,到70年代末,因為迫切需要解決環境污染問題,這一技術得到了很大發展,目前已成為處理電鍍廢水和回收某些金屬的有效手段之一,也是使某些鍍種的電鍍廢水達到閉路循環的一個重要環節。但是采用離子交換法的投資費用很高,系統設計和操作管理較為復雜,一般的中小型企業難以適應,往往由于維修、管理等不善而達不到預期的效果,因此,在推廣應用上受到了一定的限制。

          離子交換法中最常用的交換劑是離子交換樹脂,柱子飽和后可用酸堿再生后反復使用。對含鉻、含鎳等電鍍廢水采用離子交換法處理較為普遍,在設計、運行和管理上已有較為成熟的經驗。經處理后水能達到排放標準,且出水水質較好,一般能循環使用。樹脂交換吸附飽和后的再生洗脫液經電鍍工藝成分調整和凈化后能回用于鍍槽,基本實現閉路循環。對于含氰廢水,可先將自由氰離子變成金屬離子的絡離子,然后使廢水通過陽離子和陰離子交換樹脂的混合柱,用無機酸使之再生,再生液用堿中和。另外,離子交換法也可用于處理含銅、含鋅、含金等廢水。

    4、電解法

          電解法主要是使廢水中的有害物質通過電解過程在陽、陰兩極上分別發生氧化和還原反應,轉化成無害物質;或利用電極氧化和還原產物與廢水中的有害物質發生化學反應,生成不溶于水的沉淀物,然后分離除去或通過電解反應回收金屬。國內在20世紀60年代開始用電解法處理電鍍含鉻廢水,70年代末對含銀、銅等廢水進行實驗研究,回收銀、銅等金屬,取得了很好的效果。

          電解法處理電鍍廢水一般用于中、小型廠,其主要特點是不需投加處理藥劑,流程簡單,操作方便,占生產場地少,同時由于回收的金屬純度高,用于回收貴重金屬有很好的經濟效益。但當處理水量較大時,電解法的耗電較大,消耗的鐵極板量也較大,同時分離出來的污泥與化學處理法一樣不易處置,所以現在已較少采用。

          近年來,電解法迅速發展,并對鐵屑內電解進行了深入研究,利用鐵屑內電解原理研制的動態廢水處理裝置對重金屬離子有很好的去除效果。另外,高壓脈沖電凝系統為當今世界新一代電化學水處理設備,對表面處理、涂裝廢水以及電鍍混合廢水中的Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、CN-等污染物有顯著的治理效果。高壓脈沖電凝法比傳統電解法電流效率提高20%-30%;電解時間縮短30%-40%;節省電能達到30%-40%;污泥產生量少;對重金屬去除率可達96%-99%。

    5、氣浮法

          氣浮法是一種高效、快速的固液分離技術,其中的溶氣氣浮法,是使空氣在一定壓力下溶于水中并達到飽和狀態再進行氣浮的廢水處理方法;由賈金平等人研究可知,當處理廢水中的懸浮物濃度為600mg/dm3以下時可采用溶氣氣浮法。

          氣浮法是向水中通入空氣,產生微小氣泡,由于氣泡與細小懸浮物之間黏附,形成浮選體,利用氣泡的浮升作用,上浮到水面,形成泡沫或浮渣,從而使水中的懸浮物質得以分離。按照氣泡產生方式的不同,可分為充氣氣浮、溶氣氣浮和電解氣浮三類。

          氣浮法是代替沉淀法的新型固液分離手段,1978年上海同濟大學首次應用氣浮法處理電鍍重金屬廢水處理獲得成功。隨后,因處理過程連續化,設備緊湊,占地少,便于自動化而得到了廣泛的應用。

          氣浮法固液分離技術適應性強,可處理鍍鉻廢水、含鉻鈍化廢水以及混合廢水。氣浮法不僅可去除重金屬氫氧化物,而且可以去除其他懸浮物、乳化油、表面活性劑等。氣浮法用于處理鍍鉻廢水的原理是:在酸性的條件下硫酸亞鐵和六價鉻進行氧化還原反應,然后在堿性條件下產生絮凝體,在無數微細氣泡作用下使絮凝體浮出水面,使水質變清。


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