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电镀重金属废水处理技术的综合分析

发布时间:2015-06-22  阅读:144

   电镀是利用电化学的方法对金属和非金属表面进行装饰、防护及获得某些新的性质的一种工艺过程。为保证电镀产品的质量,使金属镀层具有平整光滑的良好外观并与基体牢固结合,必须在镀前把镀件表面上的污物(油、锈、氧化皮等)彻底清洗干净,并在镀后把镀件表面的附着液清洗干净。因此,一般电镀生产过程中必然排出大量电镀废水,必须进行电镀废水处理、重金属废水处理。

   电镀废水处理是一种难以彻底治理且更为复杂的混合重金属废水处理,电镀污水处理必须根据电镀废水的水质、水量与电镀生产的工艺条件、生产负荷、操作管理与用水方式等因素。电镀重金属污水处理的水质复杂,成分不易控制,其中含有氰化物、酸、碱、六价铬、铜、锌、镉、镍、金、银等等重金属污染物,毒性较大,有些属于致癌、致畸、致突变的剧毒物质,对人类危害极大。

   电镀废水处理,主要针对电镀漂洗废水、钝化废水、镀件酸洗废水、刷洗地坪和极板的废水以及由于操作或管理不善引起的“跑、冒、滴、漏”产生的废水,另外还有废水处理过程中自用水的排放以及化验室的排水等。电镀废水污染环境主要有两个途径,一个是量少浓度高的电镀废液的排放,一个是量大而相对浓度较低的电镀废水(主要是清洗废水)的排放。

   电镀废水处理目的是将废水中的有害、有毒物质加以分离后处理或回收利用,或者使有毒物质改性变成无毒物。江苏锐志环保设备有限公司,严格产品开发和生产管理,保证产品质量和品种,开发生产的电镀废水处理、重金属废水处理成套系列设备,具有成本低、效率高、占地少、能耗小、操作维修方便等优点,处理后的水质达到国家环保排放标准,并可用于生产回用,为客户节省支出,获得更大的经济效益,广泛应用于国内多个电镀污水处理、重金属污水处理工程。

   1电镀重金属废水治理技术的现状

   1.1化学沉淀

   化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物的方法,包括中和沉法和硫化物沉淀法等。

  1.1.1中和沉淀法

   在含重金属的废水中加入碱进行中和反应,使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离。中和沉淀法操作简单,是常用的处理废水方法。实践证明在操作中需要注意以下几点[1]:(1)中和沉淀后,废水中若pH值高,需要中和处理后才可排放;(2)废水中常常有多种重金属共存,当废水中含有Zn、Pb、Sn、Al等两性金属时,pH值偏高,可能有再溶解倾向,因此要严格控制pH值,实行分段沉淀;(3)废水中有些阴离子如:卤素、氰根、腐植质等有可能与重金属形成络合物,因此要在中和之前需经过预处理;(4)有些颗粒小,不易沉淀,则需加入絮凝剂辅助沉淀生成。

  1.1.2硫化物沉淀法

   加入硫化物沉淀剂使废水中重金属离子生成硫化物沉淀除去的方法。与中和沉淀法相比,硫化物沉淀法的优点是:重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低,而且反应的pH值在7—9之间,处理后的废水一般不用中和。硫化物沉淀法的缺点是[2]:硫化物沉淀物颗粒小,易形成胶体;硫化物沉淀剂本身在水中残留,遇酸生成硫化氢气体,产生二次污染。为了防止二次污染问题,英国学者研究出了改进的硫化物沉淀法,即在需处理的废水中有选择性的加入硫化物离子和另一重金属离子(该重金属的硫化物离子平衡浓度比需要除去的重金属污染物质的硫化物的平衡浓度高)。由于加进去的重金属的硫化物比废水中的重金属的硫化物更易溶解,这样废水中原有的重金属离子就比添加进去的重金属离子先分离出来,同时防止有害气体硫化氢生成和硫化物离子残留问题。

   1.2氧化还原处理

  1.2.1化学还原法

   电镀废水中的Cr主要以Cr6离子形态存在,因此向废水中投加还原剂将Cr6还原成微毒的Cr3后,投加石灰或NaOH产生Cr(OH)3沉淀分离去除。化学还原法治理电镀废水是最早应用的治理技术之一,在我国有着广泛的应用,其治理原理简单、操作易于掌握、能承受大水量和高浓度废水冲击。根据投加还原剂的不同,可分为FeSO4法、NaHSO3法、铁屑法、SO2法等

   应用化学还原法处理含Cr废水,碱化时一般用石灰,但废渣多;用NaOH,则污泥少,但药剂费用高,处理成本大,这是化学还原法的缺点。

   1.2.2铁氧体法

   铁氧体技术是根据生产铁氧体的原理发展起来的。在含Cr废水中加入过量的FeSO4,使Cr6还原成Cr3,Fe2氧化成Fe3,调节pH值至8左右,使Fe离子和Cr离子产生氢氧化物沉淀。通入空气搅拌并加入氢氧化物不断反应,形成铬铁氧体。其典型工艺有间歇式和连续式。铁氧体法形成的污泥化学稳定性高,易于固液分离和脱水。铁氧体法除能处理含Cr废水外,特别适用于含重金属离子的电镀混合废水。我国应用铁氧体法已经有几十年历史,处理后的废水能达到排放标准,在国内电镀工业中应用较多。

   铁氧体法具有设备简单、投资少、操作简便、不产生二次污染等优点。但在形成铁氧体过程中需要加热(约70摄氏度),能耗较高,处理后盐度高,而且有不能处理含Hg和络合物废水的缺点。

   1.2.3电解法

   电解法处理含Cr废水在我国已经有二十多年的历史,具有去除率高、无二次污染、所沉淀的重金属可回收利用等优点。大约有30多种废水溶液中的金属离子可进行电沉积。电解法是一种比较成熟的处理技术,能减少污泥的生成量,且能回收Cu、Ag、Cd等金属,已应用于废水的治理。不过电解法成本比较高,一般经浓缩后再电解经济效益较好。

   1.3溶剂萃取分离

   溶剂萃取法[4]是分离和净化物质常用的方法。由于液一液接触,可连续操作,分离效果较好。使用这种方法时,要选择有较高选择性的萃取剂,废水中重金属一般以阳离子或阴离子形式存在,例如在酸性条件下,与萃取剂发生络合反应,从水相被萃取到有机相,然后在碱性条件下被反萃取到水相,使溶剂再生以循环利用。这就要求在萃取操作时注意选择水相酸度。尽管萃取法有较大优越性,然而溶剂在萃取过程中的流失和再生过程中能源消耗大,使这种方法存在一定局限性,应用受到很大的限制。

   1.4吸附法

   吸附法是利用吸附剂的独特结构去除重金属离子的一种有效方法。利用吸附法处理电镀重金属废水的吸附剂有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖树脂等。活性炭装备简单,在废水治理中应用广泛,但活性炭再生效率低,处理水质很难达到回用要求,一般用于电镀废水的预处理。