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淺析電鍍廢水處理的新方法及發(fā)展趨勢

分類:行業(yè)熱點 > 污水處理    發(fā)布時間:2017年11月10日 11:47    作者:來源:《山西建筑》 作者:王金波等    文章來源:北極星固廢網(wǎng)

摘要:針對電鍍廢水的特點及處理現(xiàn)狀,論述常見處理的方法,優(yōu)點及存在的問題,提出電鍍廢水處理的新方法—電絮凝、微電解及發(fā)展趨勢,以期指導(dǎo)實踐,保證電鍍廢水達標排放。

引言

電鍍行業(yè)是關(guān)乎國計民生的行業(yè),大到重型器械,小到硬幣、打火機風罩等,都經(jīng)過電鍍的工序才得以面世。電鍍行業(yè)又是高污染、高用水量的行業(yè),由于電鍍工藝差別,產(chǎn)生的廢水量、種類及特點又不同,通常按照廢水中污染物種類主要分為含氰廢水、含鉻廢水、重金屬廢水及酸堿廢水,其中,含氰廢水、含鉻廢水由于含有劇毒的氰化物及毒性極強的六價鉻,未處理達標就排放水體會對水體造成極大的危害,從而危害到水生動植物及賴以生存的農(nóng)作物、動物及人類。

1˙電鍍廢水的治理歷史及現(xiàn)狀

我國對電鍍廢水的治理起于20世紀50年代末,至今已經(jīng)有50多年的歷史了,但直至2008年,國家環(huán)保部才出臺相關(guān)的行業(yè)排放標準。在此之前2007年,由于太湖藍藻事件的爆發(fā),曾出臺《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》,其中電鍍廢水COD,NH3-N等指標被明確規(guī)定由原來《污水綜合排放標準》中一級排放標準100mg/L,15mg/L提高到80mg/L,5mg/L。2008年出臺的《電鍍污染物排放標準》,首次對電鍍行業(yè)污染物排放提出了行業(yè)標準。其中,以各種重金屬離子的排放要求尤為嚴格,表3標準中對部分地區(qū)六價鉻排放標準0.1mg/L,總鉻排放標準達到0.5mg/L,總鎳排放標準0.1mg/L,體現(xiàn)了對電鍍行業(yè)特征污染物———重金屬離子從嚴的排放要求,同時COD排放要求也提高至50mg/L以上。

2˙電鍍廢水的處理方法簡介

電鍍廢水的處理方法按照原理分為:物理法、化學(xué)法、生化法等。以下對各種特征廢水的處理方法進行敘述。

2.1 含氰廢水處理方法

電鍍廢水中氰化物多為絡(luò)合狀態(tài),傳統(tǒng)工藝采用化學(xué)氧化法,即:加入強氧化劑解絡(luò)后再加藥沉降的方法。過程如下:將含氰廢水pH加堿調(diào)節(jié)至10~11,向廢水中加入氧化劑次氯酸鈉,將廢水中劇毒的絡(luò)合氰根離子氧化成低毒的氰酸根離子,即一次破氰。之后,加酸將廢水pH回調(diào)至7~8,繼續(xù)向廢水中加入次氯酸鈉使氰酸根離子氧化成N2,從廢水中溢出,即二次破氰。相對而言,二次破氰最終使CN-轉(zhuǎn)化成無毒的N2從廢水中溢出,是較徹底的除氰方法,但處理費用較高。對含氰廢水的堿性次鈉破氰的處理方法,至今仍是最為行之有效的方法。然次鈉藥劑費用之高,也是電鍍廢水處理運行費用的主要組成部分。

近幾年來,由于氰化氫價格的不斷上漲,國內(nèi)外都有針對從中高濃度含氰廢水中回收氰化物的研究———酸性回收法。其原理是利用HCN的沸點低(僅為26.5),利用HCl吹脫裝置和HCN氣體吸收裝置可回收HCN。從理論上來講,該方法對實現(xiàn)HCN的回收,減少藥劑費用方面,意義十分積極。但回收工藝受到廢水中CN-濃度、溫度、處理裝置的汽液比等各種因素的影響以及HCN氣體的劇毒性,其回收裝置及效果有待進一步的試驗和不斷改進。

2.2 含鉻廢水處理方法

含鉻廢水,主要有六價鉻廢水和三價鉻廢水。三價鉻廢水可作為普通重金屬廢水處理,六價鉻廢水需采用還原劑還原再化學(xué)沉淀的方法進行處理。將廢水pH調(diào)節(jié)至2~3之間,加入焦亞硫酸鈉或硫酸亞鐵作為還原劑,將六價鉻離子還原成三價鉻離子,再通過沉淀的方法從廢水中分離。一般來說兩種還原劑的處理效果相當,但投加過量的硫酸亞鐵引入大量的Fe2+,再將Cr6+還原為Cr3+的過程中,F(xiàn)e2+被氧化成Fe3+,在后續(xù)的加堿沉淀過程中,F(xiàn)e3+與OH-結(jié)合生成沉淀,產(chǎn)生大量污泥,增加了壓濾機的處理負荷,而采用焦亞硫酸鈉則不存在這個問題。在含鉻廢水的處理中,Cr3+離子理論上的最佳沉淀pH值在8~9左右,而9~11之間則可能發(fā)生反溶。在實際工程中,由于廢水中是多種重金屬離子共存,沉淀的pH值需經(jīng)過小試確定。

2.3 重金屬廢水

重金屬廢水多來源于電鍍工藝中的鍍后漂洗工藝,其特點是含有單一的或多種重金屬離子,濃度一般不超過200mg/L。這類廢水一般與經(jīng)過氧化的含氰廢水、經(jīng)過還原的六價鉻廢水一起,加堿沉淀即可。

若廢水水質(zhì)較好或重金屬成分較為單一,則可考慮回收水或重金屬。如廢水中僅含有鎳離子,則可采用離子交換的處理方法對廢水中的鎳離子進行回收,可得到30g/L以上的鎳濃縮液,具有很高的回收價值,而廢水也得到凈化,可回用于工藝中用水要求不高的地方,樹脂吸附飽和后可用酸堿再生,循環(huán)使用。此法要注意由于很多待鍍件是鐵件,廢水中可能含有Fe2+和Fe3+,對樹脂有毒害作用,工藝中應(yīng)采用預(yù)曝氣除鐵或錳砂過濾器除鐵。又如:同時含銅鎳且排放量較大水質(zhì)較好的廢水,全部加堿沉淀后排放較為浪費,建議可采用將其單獨收集,預(yù)處理后經(jīng)過膜進行回收,可回收60%以上的水量返回工藝中使用,對其產(chǎn)生的濃縮水排入廢水系統(tǒng)進行處理,這樣既節(jié)約了單位產(chǎn)品的用水量,又減少了廢水的排放量,對企業(yè)的節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)起到積極推動作用。

2.4 酸堿廢水的處理方法

酸堿廢水,在電鍍廢水中常被稱為前處理廢水,是在電鍍之前對待鍍件的除油除銹工作中產(chǎn)生的。因此,前處理廢水中含有豐富的油類物質(zhì)、表面活性劑、鐵離子、亞鐵離子及COD等,SS較高,通常采用與重金屬廢水一起處理。對于COD較高的酸堿廢水,則必須在化學(xué)反應(yīng)之后采用生化法對COD進一步處理。

3˙電鍍廢水的治理現(xiàn)狀

電鍍廢水的種類、特征往往是和其電鍍工藝相關(guān)的。在我們所經(jīng)歷的相關(guān)案例中,發(fā)現(xiàn)低級電鍍工藝中鍍種相對單一,要求也不高,例如超市貨架、手推車等多采用鍍鋅工藝,廢水是相對單一的含鋅廢水;而多數(shù)電鍍工藝過程較為復(fù)雜,同時含有上述各種廢水,因此對于電鍍廢水,需采用多種處理方法相結(jié)合,分質(zhì)處理,才能達到最佳的處理效果。

在清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排日趨成為新一代的環(huán)保主題,中水回用、重金屬回收以及零排放工藝越來越受到廣泛關(guān)注。部分地區(qū)的環(huán)保要求已從達標排放上升到微排放、零排放。于是,針對已經(jīng)處理后的廢水進行有效的回收再利用,部分廢水從源頭上就采用零排放工藝成為企業(yè)爭相采用的處理方法。但是目前中水工藝中主要的回收設(shè)備還是RO膜,RO膜是一種分離膜,在產(chǎn)生潔凈水的同時,污染物質(zhì)進入膜的濃縮水端,濃縮水將原廢水中的污染物質(zhì)濃縮,已經(jīng)不具有不經(jīng)處理就能排放的可能性,并具有較高的含鹽量,如何將其妥善處理或回用是目前中水回用的難題之一。

此外,很多電鍍中,如精密電氣原件、高端工藝品的電鍍都涉及到貴金屬鍍層,如鍍金、鍍銀等,于是產(chǎn)生了氰化金廢水、氰化銀廢水等,若不將其中的金、銀回收,既浪費了貴重的原材料,又增加了廢水處理成本?,F(xiàn)在多數(shù)采用一種專門針對吸附廢水中的金、銀的樹脂,如KP201,IRC748等,可將氰化廢水中的金、銀離子吸附,與之前講過的樹脂吸附法不同的是:這些樹脂不能再生,當樹脂吸附飽和后,將樹脂取出焚燒,可回收金或銀。由于金銀具有極高的市場價值,它的回收可為廢水處理系統(tǒng)創(chuàng)收,并符合循環(huán)經(jīng)濟的理念。

4˙新方法、新工藝

新工藝之一———電絮凝,作用原理是以鋁、鐵等金屬為陽極,在直流電作用下,陽極被溶蝕,產(chǎn)生Al3+,F(xiàn)e3+等離子,再經(jīng)一系列水解、聚合及亞鐵的氧化過程,發(fā)展成為各種羥基絡(luò)合物、多核羥基絡(luò)合物以及氫氧化物的混合物(見圖1),作為鐵系的絮凝劑,可使廢水中的膠態(tài)雜質(zhì)、懸浮雜質(zhì)凝聚沉淀而分離。同時,帶電的污染物顆粒在電場中由于電荷被電極中和而使其脫穩(wěn)沉降。

電絮凝應(yīng)用在電鍍廢水處理中,各種廢水可混合處理,能有效去除膠態(tài)雜質(zhì)及懸浮雜質(zhì)、廢水中重金屬離子,還可降低水中含鹽量,使處理后的水能重復(fù)使用,具有:去除范圍廣,一次完成氧化、還原、絮凝、氣浮的特點,同時也避免了采用膜法回用廢水產(chǎn)生的濃水的二次污染。采用電絮凝對電鍍廢水進行處理目前國內(nèi)已有案例。


新工藝之二———微電解技術(shù)與電絮凝技術(shù)的原理基本相同,所不同的是微電解技術(shù)是利用填充在廢水中的微電解材料自身產(chǎn)生1.2V電位差對廢水進行電解處理,以達到降解污染物的目的。其優(yōu)點是成本低廉、操作維護方便,無需消耗電力資源等。

5˙前景與建議

電鍍廢水的處理方法多種多樣,在傳統(tǒng)的處理方法的基礎(chǔ)上,積極研發(fā)新方法,以降低處理能耗、處理費用,提升處理效果,并能滿足當今清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排號召的新工藝必定具有劃時代的意義。


來源:《山西建筑》  作者:王金波等

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