电镀废水处理技术综述

  • 发布日期:2017-05-19
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电镀废水是是当今世界三大污染行业之一。据统计,我国电镀行业每年排出的电镀废水约有40亿m³。本文介绍了电镀废水来源和水质,电镀废水处理技术现状,电镀废水处理措施和发展趋势。

随着我国电镀企业的迅速发展,除带来经济效益满足人民生活问题之外,电镀污染问题日趋严重。电镀企业排出的废水,主要包括镀件漂洗水(其中镀件漂洗水占80%以上)、废槽液、设备冷却水和地面冲洗水等。电镀废水成分复杂,不仅含有Cr6+、Pb2+、Zn2+、Fe2+、Ni2+等大量的重金属离子,而且含有剧毒的氰化物,有些是致癌、致畸、致突变的剧毒物质,对人类危害极大,对环境造成极大的影响。

1.电镀概述

电镀(E1ectroplating)就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。2008年8月1日,新的《电镀污染物排放标准》(GB21900—2008)正式实施,国家环境保护部公布了第一批共l3项国家排放标准中特别排放限值。《产业结构调整指导目录》(2011年)规定淘汰含氰电镀工艺(电镀金、银、铜基合金及预镀铜打底工艺,暂缓淘汰)。

2.电镀废水来源及水质

电镀废水主要来源有:前处理除油酸洗工序,镀件的清洗水,废电镀液,跑、冒、滴、漏的各种槽液和排水,冲洗水及设备冷却水。这些废水中含有大量的铬、铜、镍、锌等重金属离子和氰化物,有的毒性较大,有的属“三致”物质,对环境危害较大。

由于电镀的镀层种类繁多、生产工艺不同,所产生的废水种类、化学组成也各不相同:含铬电镀废水主要来源于镀铬槽、钝化槽等的镀件漂洗水,也包括一部分在电镀过程中地漏于地坪上的废镀液。镀铬后漂洗水含六价铬浓度为20—150mg/L,钝化后的漂洗水含六价铬的浓度变化大,有时高达200—300mg/L。

除此之外,还有三价铬、铜、铁、锌等金属离子以及硫酸、硝酸等。漂洗废水的pH值一般为4—6。含氰电镀废水主要来源于镀金、镀铜、镀银以及镀合金等氰化电镀工艺后的漂洗水,以及部分地漏于地坪上的废液。这部分废水除排放废弃镀液时的浓度较高,一般漂洗水的含氰浓度小于100mg/L,pH值在8一l0之间,为碱性废水。

含酸电镀废水主要来源为金属镀件预处理过程中镀件的酸洗、漂洗以及一些酸性电镀槽如酸性镀铜、镀镍等镀后的漂洗水。这部分废水中除含硫酸、盐酸、硝酸外,还含铁、镍、铜等金属离子,以及一些添加剂或附加盐类。含碱电镀废水主要来源为预处理清洗过程中金属镀件的去油、碱洗等工艺槽后的清洗水。

废水中主要含氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠、有机添加剂以及铜、铁、铅等金属离子。一般来说,含碱废水所含的杂质较多,pH值变化幅度较大。

3.电镀废水处理技术现状

目前,国内外常用的电镀废水处理方法主要以化学法和物化法为主。其中化学法具有处理效果明显、运行费用低、技术上较为成熟的特点。化学法主要包括氧化还原法、沉淀法、中和法等。物化法主要包括电解法、离子交换法、膜分离法、蒸发浓缩法等。此外,还有生化法是用生物来治理电镀废水的高新生物技术,它包括微生物法等。微生物法主要是用SR复合功能菌来处理废水中的重金属等。

4.电镀废水处理措施

目前,电镀废水的常规处理技术主要有化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法、电解法等,同时铁氧体法、膜分离技术、溶剂萃取法、吸附法、生物法等新技术也得到了越来越多的研究和应用。

4.1化学沉淀法

化学沉淀法是目前应用最普遍的废水处理方法。化学处理法主要是采用酸碱中和及投加化学药剂等方法使在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。处理过程中产生了大量的淤泥,造成了二次污染,其处理后的水排放,造成了水资源和物料资源的极大浪费,且能耗大。

4.2离子交换法

离子交换法指利用离子交换树脂将废水中的阴、阳离子除去。较化学沉淀法具有能耗低,不产生污泥等优点,但它不能产生浓度较高的溶液返回电镀槽,不能除去清洗业液中的有机物,所以产水即使回用也不能满足生产补给水要求。

4.3膜分离技术

膜分离技术是利用膜对混合物中各组分的选择性透过性能,来完成分离、提纯和浓缩的新型分离技术。膜分离过程是一种无相变、低能耗的物理分离过程,具有高效、节能、无污染、易控制等优点。膜分离技术(微滤、超滤、纳滤和反渗透)在表面处理行业均有实际应用,微滤普遍用于电镀液的预过滤等,超滤被广泛用于电泳漆的回收,纳滤、反渗透已被用于化学处理的后处理或工艺纯水的制备。

电镀废水处理技术综述

4.4生物处理技术

生物法处理电镀废水主要是依靠人工培养的复合功能菌来完成的。这种功能菌具有静电吸附作用、酶的催化转化作用、络合作用、絮凝作用、共沉淀作用和对pH值缓冲作用。功能菌首先将废水中的Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),然后铬、锌、镍、镉、铜、铅等离子被菌体吸附和络合成团,重金属离子沉淀成为污泥,经固液分离后去除。按照去除重金属离子的机理不同,生物法可分为生物絮凝法、生物吸附法、生物化学法和植物修复法。

4.5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。

腐植酸类物质是比较廉价的吸附剂,把腐植酸做成腐植酸树脂用以处理含Cr、含Ni废水己有成功经验。有相关研究表明,壳聚糖及其衍生物是重金属离子的良好吸附剂,壳聚糖树脂交联后,可重复使用10次,吸附容量没有明显降低。利用改性的海泡石治理重金属废水对Pb2+、Hg2+、cd2+有很好的吸附能力,处理后废水中重金属含量明显低于污水综合排放标准。

随着国内外技术人员的不断实践发现,亚硫酸盐还原处理法的研究是当前含铬废水的处理工艺中最为环保节能的方法之一,既可以保证出水水质,又可以节省经费,节约占地面积,并且能够带来长久效益。亚硫酸盐还原处理法也是国内常用的处理电镀含铬废水的方法之一。

亚硫酸盐还原处理法主要的优点是处理后水能够达到排放标准,并能够回收利用氢氧化铬,设备和操作也较为简单。其基本原理是:在酸性条件下,使废水中的六价铬还原成三价铬,然后加碱调节pH值,使其形成氢氧化铬沉淀而去除,废水得到净化。

5.电镀废水处理的发展趋势

随着电镀工业的快速发展和环保要求的日益提高,电镀重金属废水治理已开始进入清洁生产工艺、总量控制和循环经济整合阶段,未来电镀重金属废水处理将突出以下几个方面:

(1)实施循环经济、推行清洁生产。提高电镀物质、资源的转化率和循环利用率,从源头上削减重金属污染物的产生量,同时采用全过程控制、结合废水综合治理、最终实现废水零排放。

(2)重金属废水的处理技术很多,其中生物技术是具有较大发展潜力的技术,具有成本低、效益高、不造成二次污染等优点,未来将广泛应用于电镀废水的治理工艺。

(3)综合一体化技术是未来重金属废水处理技术的热点。各种重金属也因其行业和工艺的差异,仅使用一种废水处理方法往往有其局限性,达不到理想的效果。只有综合多种处理技术特点的一体化技术应用,才能达到理想效果。

随着电镀工业的快速发展和环保要求的日益提高,电镀废水治理已开始进入清洁生产工艺、总量控制和循环经济整合阶段,废水回收利用和零排放是发展的主流方向。电镀废水的处理技术很多,由于电镀行业生产工艺、管理水平的差异,产生的废水水质差异较大,根据威特雅环境多年处理电镀废水经验,仅使用一种废水处理方法往往有其局限性,达不到理想的效果。只有综合处理技术,结合多种处理技术集成,才能达到理想效果。在当今水资源和金属资源都严重短缺的形势下,威特雅环境离子交换技术、膜处理技术在废水资源化回用和减量化近零排放的特有优势已得到国内市场的认可。



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