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1、前言
電鍍行業(yè)排污量宏大、污染物毒性強(qiáng)且難以處置,易形成極大的環(huán)境毀壞。我國(guó)電鍍企業(yè)中中小型企業(yè)占了很大比重,其生產(chǎn)技術(shù)落后,配套廢水處置安裝不夠完善,從而形成更大的污染。
電鍍廢水中含有大量的重金屬,這些重金屬傾向于在活的有機(jī)體中積聚并且不可生物降解,許多重金屬元素是有毒或者致癌的,這些重金屬進(jìn)入人體將會(huì)給人體帶來(lái)宏大危害。另外,電鍍廢水中還包括大量酸類(lèi)、堿類(lèi)物質(zhì)及各種有機(jī)物,其中更有一些“三致”物質(zhì),嚴(yán)重要挾人體安康。因而,電鍍廢水必需實(shí)施有效處置,處置達(dá)標(biāo)前方可排放。國(guó)度和社會(huì)對(duì)電鍍廢水處置技術(shù)的研討越來(lái)越注重,以期完成廢棄物的無(wú)害化、資源化,取得最好的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。
目前,電鍍廢水的常規(guī)處置技術(shù)主要有物理法(蒸發(fā)濃縮法和反浸透)、化學(xué)法(化學(xué)沉淀法、氧化復(fù)原法和鐵氧體法)、物化法(吸附法、膜別離法、離子交流法和電解法)、生物法、結(jié)合處置法及其他辦法(光催化技術(shù)、重金屬捕集劑)。本文將引見(jiàn)每種處置辦法的原理、優(yōu)缺陷及研討現(xiàn)狀,最后對(duì)電鍍工業(yè)廢水處理技術(shù)做出瞻望,為研討提供根據(jù)和方向。
2、電鍍廢水的組成與性質(zhì)
電鍍廢水主要由鍍件清洗水、廢電鍍液、設(shè)備冷卻水和其它廢水(包括沖刷車(chē)間空中、極板的沖洗水、通風(fēng)設(shè)備冷凝水和鍍槽滲漏造成的槽液和排水)等組成。廢水水質(zhì)復(fù)雜、成分不易控制,其中含有不同濃度的鐵、銅、鋅、鉻、錫、鉛、鎘、鐵和鎳離子以及高濃度的酸、硫酸鹽、氯離子等,這些離子嚴(yán)重要挾著人體安康。另外,電鍍廢水中也含有很多珍貴的工業(yè)原料,能夠?qū)ζ鋵?shí)施回收處置。
3、電鍍廢水處置辦法
3.1 物理法
物理法是一種不改動(dòng)物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)而到達(dá)別離電鍍廢水中的懸浮污染物質(zhì)的辦法,其中有代表性的包括蒸發(fā)濃縮法和反浸透法。前者望文生義,即經(jīng)過(guò)蒸發(fā)使重金屬濃縮。后者是應(yīng)用反浸透的原理,在含廢水的局部施加較高的壓力,使作為溶劑的水分子透過(guò)半透膜從而使水與重金屬及其他溶質(zhì)別離。兩者均是物理操作,工藝成熟簡(jiǎn)單;無(wú)需添加化學(xué)試劑,無(wú)二次污染,并可以回收應(yīng)用重金屬和水,普通適用于含鉻、銅及鎳廢水。但這兩種辦法因能耗大,本錢(qián)高等問(wèn)題不適用途理重金屬含量低的廢水。因而,普通將物理法作為輔助處置手腕和其他辦法共同處置電鍍廢水。馮霞等采用微濾—反浸透工藝深度處置電鍍廢水,結(jié)果標(biāo)明:電鍍廢水中的脫鹽率、Cu2+去除率、Ni2+去除率分別到達(dá)95.6%、98.8%、98.6%,濁度簡(jiǎn)直完整去除、出水水質(zhì)滿(mǎn)足GB21900-2008《電鍍污染物排放規(guī)范》中水污染特別排放限值請(qǐng)求。
3.2 化學(xué)法
3.2.1 化學(xué)沉淀法
經(jīng)過(guò)投加化學(xué)試劑與廢水中污染物分離構(gòu)成沉淀,然后經(jīng)過(guò)沉降、過(guò)濾、別離、去除的一種辦法。其中主要包括硫化物沉淀法、氫氧化物沉淀法、鉻酸鹽沉淀法和鐵氧體沉淀法?;瘜W(xué)沉淀法作為一種傳統(tǒng)工藝,應(yīng)用較為成熟,費(fèi)用相對(duì)低廉,所以在電鍍廢水處置中占領(lǐng)較大比重。但其具有化學(xué)品耗費(fèi)過(guò)多,廢渣產(chǎn)生量大、重金屬不能直接回用、易形成二次污染等問(wèn)題。杜皓明等采用Na2S2O5對(duì)電鍍廢水中的鉻離子實(shí)施復(fù)原,生成危害性小的三價(jià)鉻離子,經(jīng)過(guò)對(duì)酸堿度的調(diào)理構(gòu)成沉淀,從而到達(dá)對(duì)鉻的去除。
3.2.2 氧化復(fù)原法
氧化復(fù)原法是一種應(yīng)用氧化劑或復(fù)原劑與溶解性的污染物發(fā)作氧化復(fù)原反響,從而將污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)的辦法。其中主要包括化學(xué)氧化法和化學(xué)復(fù)原法。氧化復(fù)原法具來(lái)源廣、效率高、操作簡(jiǎn)單、投資少、應(yīng)用普遍等優(yōu)點(diǎn)。茹振修等采用氧化復(fù)原法處置含氰含鉻混合電鍍廢水,結(jié)果標(biāo)明:兩種廢水混合處置后各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于國(guó)度規(guī)范,工藝流程及設(shè)備比單獨(dú)處置時(shí)簡(jiǎn)單。
3.2.3 鐵氧體法
鐵氧體法的原理是:在適合的溫度條件與PH條件下,參加的硫酸鐵鹽與電鍍廢水中的金屬離子構(gòu)成鐵氧體復(fù)合氧化物,經(jīng)過(guò)固液別離從而到達(dá)去除重金屬離子。鐵氧體法具有工藝簡(jiǎn)單、固液容易別離、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。但是這種辦法處置本錢(qián)高、處置過(guò)程條件難以控制,產(chǎn)生大量的污泥。彭麗花等應(yīng)用鐵氧體法來(lái)處置混合電鍍廢水,該種辦法可以高效地處置含有多種重金屬離子的電鍍廢液,并且處置價(jià)錢(qián)低廉。
3.3 物化法
3.3.1 離子交流法
應(yīng)用交流劑中交流基團(tuán)對(duì)廢水中的不同離子實(shí)施選擇性交流別離,最終到達(dá)去除污染物的一種辦法。目前,該種辦法主要適用于含鉻、含鎳、含金等電鍍廢水的處置。離子交流法在處置效率、資源回收方面有著其它辦法難以匹敵的優(yōu)勢(shì),但具有一次性投資大、操作管理較復(fù)雜、占空中積較大、且易形成“二次污染”等問(wèn)題。另外,由于樹(shù)脂柱易飽和,因而離子交流法在重金屬濃度高的廢水中遭到限制。董新等采用離子交流法處置電鍍含鉻廢水,結(jié)果標(biāo)明:處置后出水中Cr(VI)濃度小于0.2mg/L,到達(dá)國(guó)度排放規(guī)范,另外,對(duì)得到的鉻酸溶液實(shí)施濃縮后可重新應(yīng)用于鍍槽,消弭了Cr(VI)對(duì)環(huán)境的污染。
3.3.2 電解法
電解法是應(yīng)用電極氧化和復(fù)原產(chǎn)物與廢水中的有害物質(zhì)發(fā)作化學(xué)反響生成沉淀的一種辦法。該種辦法效率高,易于回收,且回收產(chǎn)物普通具有再應(yīng)用價(jià)值,有一定經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)由于此辦法耗能較大、費(fèi)用高,故不適于處置低濃度的電鍍廢水。不少研討者經(jīng)過(guò)電滲析法從電鍍廢水當(dāng)選擇性的回收鋅和鎳。GuanW等采用RuO2/Ti陽(yáng)極和不銹鋼陰極結(jié)合電氧化-電積(EO-ED)體系處置鎳氨絡(luò)合物廢水,同時(shí)完成了鎳氨絡(luò)合物的絡(luò)合和鎳金屬的回收,其中鎳回收率85-95%,氨氮去除率65-70%。
3.3.3 膜別離法
由于膜存在浸透作用,在外部能量的推進(jìn)下,能夠完成廢液中某些成分的選擇性透過(guò),從而到達(dá)別離、提純和富集。其中包括反浸透(RO)、微濾、超濾和納濾,這些辦法不只能夠處理重金屬污染的問(wèn)題,而且還能夠回用電鍍工業(yè)中的有用金屬。膜別離法是一種很有開(kāi)展前景的技術(shù)、占空中積小、無(wú)二次污染,但是膜的造價(jià)高、易受污染。董佳等應(yīng)用膜別離法處置電鍍廢水,結(jié)果發(fā)如今一定的條件(壓力、pH和回流比)下對(duì)廢水中的鉻離子、銅離子和鎳離子的去除率均到達(dá)98%以上,同時(shí)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益極佳。
3.3.4 吸附法
吸附劑具有特殊的構(gòu)造,應(yīng)用這些共同構(gòu)造吸附去除重金屬的辦法就叫做吸附法。活性炭、殼聚糖樹(shù)脂、腐殖酸都是常見(jiàn)的吸附劑。不同吸附劑的吸附機(jī)理不同,其最主要的是物理、化學(xué)和生物吸附。吸附法具有去除效率高、穩(wěn)定性好、不產(chǎn)生或很少產(chǎn)生二次污染、吸附劑可反復(fù)運(yùn)用等優(yōu)點(diǎn)。于泊蕖用Mg(OH)2吸附廢水中Ni2+離子,研討標(biāo)明,當(dāng)pH在4.8~8.6之間、攪拌時(shí)間在4min、投加量為1.5g/L時(shí),90%以上的Ni2+離子都能經(jīng)過(guò)此辦法吸附去除,并且運(yùn)用過(guò)的Mg(OH)2可以再次回用。TaheriR等經(jīng)過(guò)MCM-48介孔二氧化硅對(duì)電鍍廢水吸附實(shí)施了研討,結(jié)果標(biāo)明:運(yùn)用制備的吸附劑能去除99%的Ag。WangSY等采用桉葉渣制備磁性生物炭來(lái)處置與金屬共存的含Cr電鍍廢水,其中Cr(VI)、總Cr、Cu(II)和Ni(II)在磁性生物炭上被有效的吸附,去除率分別為97.11%,97.63%,100%和100%。并且,運(yùn)用后的磁性生物炭仍具有原始的磁性別離性能。
3.4 生物法
生物法是一種經(jīng)過(guò)微生物或植物自身的吸附功用以及新陳代謝實(shí)施富集以到達(dá)去除污染物的辦法。與其他物理和化學(xué)辦法相比,生物法具有低耗、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn),并且可以進(jìn)一步回收重金屬,但是生物法多處于實(shí)驗(yàn)?zāi)7码A段,其適用化和工業(yè)化還需深化研討。LiuC等運(yùn)用咖啡渣廢物的生物吸附有效地減少和吸附電鍍廢水中的鉻。在作用的過(guò)程中,Cr(VI)被完整消弭,僅有少量Cr(III)中殘留在溶液中。HackbarthFV等發(fā)現(xiàn)大型藻(P.algaliculata)在酸性pH條件下,能夠作為將Cr(VI)復(fù)原成Cr(III)的自然電子供體,并作為鋅,鐵和三價(jià)鉻螯合的自然陽(yáng)離子交流劑。
3.5 組合處置技術(shù)
電鍍廢水品種繁多,各種不同的生產(chǎn)工藝也使得廢水的各種特征不盡相同,致使單一的廢水處置技術(shù)很難普遍運(yùn)用。同時(shí),單一的處置辦法很難到達(dá)所請(qǐng)求的指標(biāo),無(wú)法完成處置效果和經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。多元組合技術(shù)正是用來(lái)處理這個(gè)難題,多種技術(shù)揚(yáng)長(zhǎng)避短,互相促進(jìn),最終到達(dá)較好的處置效果和經(jīng)濟(jì)效益。物化-生物-膜法組合工藝是電鍍廢水管理的主流,其中物化法對(duì)電鍍廢水的重金屬離子有很好的去除作用,生物法能有效去除有機(jī)物,膜法進(jìn)一步截留其中的污染物。分離三者關(guān)于不同污染物的去除優(yōu)勢(shì),從而有效降低電鍍廢水的處置本錢(qián),提升再生率。另外,其他組合辦法也應(yīng)用普遍,張彬彬等采用微電解-A/O工藝處置電鍍廢水,出水中氨氯、總氮和COD的質(zhì)量濃度均滿(mǎn)足排放規(guī)范,去除效果顯著、穩(wěn)定。CuiJ等采用臭氧氧化-曝氣生物濾池(BAF)工藝處置含氰電鍍廢水,結(jié)果標(biāo)明:CN-、COD、Cu2+和Ni2+的去除率分別為99.7%、81.7%、97.8%和95.3%,并且出水濃度分別到達(dá)了電鍍廢水的排放規(guī)范。另外,葡萄糖的添加能夠提升生物濾池的污染物去除效率。GhoshP等提出了電化學(xué)法和石灰沉淀的組合辦法作為處置含有高COD和鋅的人造絲工業(yè)廢水的有效辦法。
3.6 其他技術(shù)
3.6.1 光催化技術(shù)
光催化處置技術(shù)的原理是經(jīng)過(guò)光催化劑在光照下發(fā)作躍遷,產(chǎn)生電子?空穴對(duì),其中電子可以將電鍍廢水重金屬直接復(fù)原,而空穴能夠?qū)⑺趸闪u基自在基,從而將難降解的有機(jī)物氧化為H2O、CO2。其中光催化劑主要包括TiO2、ZnO、WO3、SrTiO3、SnO2和Fe2O3。光催化技術(shù)具有適用范圍廣、處置高效、產(chǎn)物降解徹底、無(wú)二次污染等特性。孫斌等[28]的研討是紫外光條件下,選取TiO2為催化劑對(duì)絡(luò)合銅廢水實(shí)施光催化反響,結(jié)果標(biāo)明:在順應(yīng)的條件下,絡(luò)合銅廢水的Cu(II)與COD的去除率分別為96.56%和57.67%。
3.6.2 重金屬捕集劑
在常溫環(huán)境下,廢水中的絕大局部重金屬離子與重金屬捕集劑都能產(chǎn)生激烈的螯協(xié)作用,生成的產(chǎn)物為高分子螯合鹽沉淀,經(jīng)過(guò)固液別離就能夠到達(dá)去除廢水中重金屬離子的目的。這種方式具有來(lái)源普遍、無(wú)二次污染、反響效率較高和選擇性良好等優(yōu)點(diǎn),特別合適于低重金屬含量的廢水。潘思文等[29]研討了三種市面出賣(mài)的補(bǔ)集劑對(duì)實(shí)踐電鍍廢水中的Cu2+、Zn2+、Ni2+的處置效果,結(jié)果發(fā)現(xiàn)三聚硫氰酸三鈉(TMT)適用于處置單一的含銅廢水;二甲基二硫代氨基甲酸鈉(Me2DTC)適用性較優(yōu),在pH=9.7時(shí)對(duì)3種重金屬離子的去除效果最佳,各種離子均可以到達(dá)規(guī)范排放;二乙基二硫代氨基甲酸鈉(Et2DTC)對(duì)廢水中的Ni2+處置效果不理想。
4、結(jié)論與瞻望
國(guó)度對(duì)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的請(qǐng)求越來(lái)越嚴(yán),電鍍企業(yè)必需注重環(huán)保生產(chǎn),推出綠色節(jié)能技術(shù),這就請(qǐng)求對(duì)電鍍廢水處置技術(shù)必需有愈加深化的研討,從另一方面來(lái)說(shuō)這也是給電鍍廢水處置技術(shù)的研討提供了機(jī)遇,各種處置辦法的研討變得愈加必要,處置辦法的優(yōu)化和新處置辦法的創(chuàng)造將會(huì)讓這個(gè)范疇有愈加長(zhǎng)足的開(kāi)展。依據(jù)國(guó)內(nèi)外對(duì)電鍍廢水處置的研討以及管理狀況,提出了以下幾點(diǎn)瞻望:
(1)關(guān)于廢渣污泥和電鍍廢液的處置以及回用上,能夠思索樹(shù)立掩蓋一個(gè)城市或一個(gè)地域的集中回收再生中心,統(tǒng)籌規(guī)劃,統(tǒng)一搜集回用,以完成資源的再應(yīng)用;
(2)國(guó)外對(duì)電鍍廢水處置90%以上運(yùn)用化學(xué)法,同時(shí)單一的處置辦法又很難到達(dá)理想的處置效果,據(jù)此,開(kāi)發(fā)以化學(xué)法為主,其他辦法為輔的組合處置技術(shù)是一種開(kāi)展方向,這種組合處置技術(shù)的適用范圍較廣,同時(shí)又可節(jié)約資源。
(3)微生物因其本錢(qián)低、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)遭到普遍關(guān)注。經(jīng)過(guò)分子生物學(xué)技術(shù)等從基因?qū)哟紊罨杏?,分離植物或者新型功用資料結(jié)合處置電鍍廢水將是以后的研討熱點(diǎn)。
(4)在完成電鍍廢水重點(diǎn)污染物零排放的根底上,采用重金屬?gòu)U水回收工藝等清潔生產(chǎn)技術(shù),完成對(duì)有用重金屬的回收應(yīng)用。
(5)研討廢水處置自動(dòng)控制系統(tǒng)具有一定的意義,它會(huì)依據(jù)廢水的不同成分,成分的不同含量,實(shí)時(shí)調(diào)整廢水處置設(shè)備,使之到達(dá)高效率的處置結(jié)果。