工業(yè)廢水大探秘之電鍍廢水
電鍍是利用電解原理在材料表面上鍍上一薄層金屬或合金的過程。電鍍可提高材料抗腐蝕性、增加硬度、防止磨耗、提高導(dǎo)電性、光滑性、耐熱性和表面美觀,廣泛應(yīng)用于機(jī)器制造、輕工、電子等行業(yè)。
電鍍廢水的產(chǎn)生,有多種來源,一般分為鍍件清洗水;鍍液過濾用水和廢鍍液;由于渡槽滲漏、工藝操作管理不當(dāng)?shù)仍蛟斐傻摹芭堋⒚?、滴、漏”的各種廢水;沖洗廢水,沖刷地坪、設(shè)備和地板等;其他廢水,包括化驗(yàn)室排水、設(shè)備冷卻水以及廢水處理過程中的自用水等情況。
其中,鍍件清洗水,約占車間廢水排放量的80%;鍍液過濾用水和廢鍍液,約占車間廢水的10%。
01 電鍍廢水處理特點(diǎn)及分類
電鍍作為全球三大污染工業(yè)之一,電鍍廢水中含有鉻、鎳、銅、鎘、鋅等重金屬以及氰化物、酸堿、光亮劑、添加劑等有毒有害污染物。
國家規(guī)定檢查污染環(huán)境的19種物質(zhì),電鍍廢水中就有14種。這些污染物進(jìn)入環(huán)境后難以被降解,不僅會(huì)造成水污染,而且毒性大、對(duì)人類危害極大。我國每年排放電鍍廢水達(dá)到40億噸,占工業(yè)廢水總量的1/5。因此,有效處理電鍍廢水具有重要意義。
根據(jù)電鍍廢水污染物質(zhì)的組成、電鍍的種類以及不同的電鍍工藝,當(dāng)前,國內(nèi)在處理電鍍廢水時(shí),主要將其分為三類:一是含鉻廢水;二是含氰廢水;三是其他廢水,包括其他重金屬廢水(Cu、Zn、Ni等)以及電鍍綜合廢水。
02 電鍍廢水處理方法
目前,電鍍廢水處理方法包括物理法、化學(xué)法、物化法、生物法。
在國內(nèi)主要采用化學(xué)法進(jìn)行處理,對(duì)于某些難處理的金屬離子,通過投加硫化劑等使其沉淀,將其轉(zhuǎn)移至污泥中。在電鍍廢水處理過程中產(chǎn)生的電鍍污泥,屬于危險(xiǎn)廢物,應(yīng)按規(guī)定交由有資質(zhì)的單位對(duì)其進(jìn)行處理與處置。
(一)物理法
蒸發(fā)濃縮法,是最具代表性的物理法,一般用于處理含鉻、銅、銀、鎳等重金屬廢水,可回收利用廢水中的重金屬。
對(duì)重金屬離子濃度低的廢水,直接應(yīng)用蒸發(fā)濃縮回收法能耗大、成本高、具有局限性,故蒸發(fā)濃縮法一般作為輔助處理手段,與其他方法聯(lián)合使用。
(二) 化學(xué)法
1、化學(xué)沉淀法:通過向廢水中投加某些化學(xué)藥劑(氫氧化鈉、石灰等),利用堿的氫氧根離子與廢水中溶解態(tài)的污染物直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成不溶于水的氫氧化物等重金屬化合物,然后再進(jìn)行固液分離,從而去除水中的重金屬。根據(jù)所選用的沉淀劑可分為:
氫氧化物沉淀法:加入堿性沉淀劑如碳酸鈉、石灰等,嚴(yán)格控制pH,生成氫氧化物沉淀。
鉻酸鹽沉淀法(鋇鹽法):在含六價(jià)鉻的廢水中加入氯化鋇等固相鋇鹽與使其與鉻酸接觸反應(yīng),生成溶度積更小的鉻酸鋇沉淀。
鐵氧體法:向廢水中投加鐵鹽,使廢水中各種金屬離子形成鐵氧體晶粒沉淀析出。
2、氧化還原法:常用于處理含氰廢水,利用氯系氧化劑、臭氧、過氧化氫等將游離氰離子以及與金屬絡(luò)合的氰離子氧化成N?和CO?。
(三) 物化法1、離子交換法:在離子交換劑的作用下,置換出重金屬離子,進(jìn)而將廢水中的有害物質(zhì)分離出來。一般用于處理量小、毒性強(qiáng)的廢水,可回收有用重金屬。
2、電解法:溶液中的正、負(fù)離子在電場的作用下分別向陰、陽極遷移,在陰極上溶液中的金屬離子發(fā)生還原反應(yīng),得到電子并以金屬形式析出。一般用于處理濃度較高或離子比較單一的電鍍廢水。
3、吸附法:吸附劑的結(jié)構(gòu)獨(dú)特,利用其多孔性,將水中的重金屬離子吸附到固體表面進(jìn)而去除。由于吸附劑的再生效率低,該法一般只能用作預(yù)處理手段。常用的傳統(tǒng)吸附劑有活性炭、腐殖酸、聚糖樹脂、硅藻土等。
4、膜分離法:根據(jù)分離條件選擇合適的選擇性透過膜,可從電鍍廢水中回收重金屬和水資源,實(shí)現(xiàn)重金屬的“零排放”或“微排放”。包括反滲透(RO)、納濾(NF)、超濾(UF)、電滲析(ED)等。
5、氣浮法:在酸性條件下,硫酸亞鐵和六價(jià)鉻進(jìn)行氧化還原反應(yīng),然后在堿性條件下產(chǎn)生絮凝體,在無數(shù)微細(xì)氣泡作用下使絮凝體浮出水面,使水質(zhì)變清。
氣浮法是代替沉淀法的新型固液分離手段,適應(yīng)性強(qiáng),可處理鍍鉻廢水、含鉻鈍化廢水以及混合廢水,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。
6、溶劑萃取法:一般包括混合、分離和回收三個(gè)主要工序。
廢水中重金屬一般以陰陽離子形式存在,在酸性條件下,金屬離子與萃取劑發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),從水相被萃取到有機(jī)相,然后在堿性條件下重金屬又被反萃取到水相,使溶劑再生以循環(huán)利用。
萃取法可同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢水處理和重金屬資源化利用的目的,尤其適用于處理高濃度的含鉻電鍍廢水及其中含有大量可回收物質(zhì)的含鉻電鍍廢水。
(四)生物法
生物法是通過生物有機(jī)物或其代謝產(chǎn)物與重金屬離子的相互作用處理廢水。
根據(jù)去除重金屬離子的機(jī)理不同,生物法可以分為生物吸附法、生物絮凝法、植物修復(fù)法以及生物化學(xué)法。一般生物處理作為組合工藝的一部分出現(xiàn),用來進(jìn)行深度處理或后處理。
03 電鍍污泥處理處置電鍍廢水處理過程中產(chǎn)生的污泥屬于危險(xiǎn)廢物,處理處置要體現(xiàn)資源化、減量化和無害化。應(yīng)首先考慮回收其中的重金屬,不能回收利用時(shí),應(yīng)妥善保管,按規(guī)定交由有資質(zhì)的單位進(jìn)行處理與處置。
1、污泥處理方法:主要采用資源化處理技術(shù),通過浸取或減容減量的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)污泥中的重金屬回收利用,包括酸浸法、氨浸法、微生物法、熱化學(xué)法(微波、焚燒等)。
2、污泥處置方法:固化/穩(wěn)定化技術(shù)、材料化利用技術(shù)、填埋等。
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編輯:王媛媛
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