簡介:

電鍍和金屬加工業(yè)廢水中鋅的主要來源是電鍍或酸洗的拖帶液。污染物經(jīng)金屬漂洗過程又轉(zhuǎn)移到漂洗水中。酸洗工序包括將金屬(鋅或銅)先浸在強(qiáng)酸中以去除表面的氧化物,隨后再浸入含強(qiáng)鉻酸的光亮劑中進(jìn)行增光處理。該廢水中含有大量的鹽酸和鋅、銅等重金屬離子及有機(jī)光亮劑等,毒性較大,有些還含致癌、致畸、致突變的劇毒物質(zhì),對(duì)人類危害極大。因此,對(duì)電鍍廢水必須認(rèn)真進(jìn)行回收處理,做到消除或減少其對(duì)環(huán)境的污染。

電鍍廢水處理設(shè)備由調(diào)節(jié)池、加藥箱、還原池、中和反應(yīng)池、pH調(diào)節(jié)池、絮凝池、斜管沉淀池、廂式壓濾機(jī)、清水池、氣浮反應(yīng)、活性炭過濾器等組成。

電鍍廢水處理采用鐵屑內(nèi)電解處理工藝,該技術(shù)主要是利用經(jīng)過活化的工業(yè)廢鐵屑凈化廢水,當(dāng)廢水與填料接觸時(shí),發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)和物理作用,包括催化、氧化、還原、置換、共沉、絮凝、吸附等綜合作用,將廢水中的各種金屬離子去除,使廢水得到凈化。

廢水危害:電鍍工廠(或車間)排出的廢水和廢液,如鍍件漂洗水、廢槽液、設(shè)備冷卻水和沖洗地面水等,其水質(zhì)因生產(chǎn)工藝而異,有的含鉻,有的含鎳或含鎘、含氰、含酸、含堿等。廢水中的金屬離子有的以簡單的陽離子形態(tài)存在(如Ni2+、Cu2+等),有的以酸根陰離子形式存在(如CrO厈等),有的則以復(fù)雜的絡(luò)合陰離子形式存在【如Au(CN)娛、Cd(CN)厈、Cu(P2O7)愹等】。一種廢水中常含有一種以上的有害成分,如氰化鍍鎘廢水中既有氰又有鎘。此外,一般鍍液中常含有機(jī)添加劑。

電鍍廢水多有毒,危害較大。如氰可引起人畜急性中毒,致死,低濃度長期作用也能造成慢性中毒。鎘可使腎臟發(fā)生病變,并會(huì)引起痛痛病。六價(jià)鉻可引起肺癌、腸胃道疾病和貧血,并會(huì)在骨、脾和肝臟內(nèi)蓄積。因此,電鍍廢水必須嚴(yán)格控制,妥善處理。

物理法:目前一般使用下述方法處理電鍍廢水,可高效去除COD、色度的同時(shí),脫除重金屬、六價(jià)鉻、等物質(zhì),物理法包括:

催化微電解處理:微電解技術(shù)是目前處理高濃度有機(jī)廢水的一種理想工藝,該工藝用于高鹽、難降解、高色度廢水的處理不但能大幅度地降低cod和色度,還可大大提高廢水的可生化性。

該技術(shù)是在不通電的情況下,利用微電解設(shè)備中填充的微電解填料產(chǎn)生“原電池"效應(yīng)對(duì)廢水進(jìn)行處理。當(dāng)通水后,在設(shè)備內(nèi)會(huì)形成無數(shù)的電位差達(dá)1.2V 的“原電池"?！霸姵?以廢水做電解質(zhì),通過放電形成電流對(duì)廢水進(jìn)行電解氧化和還原處理,以達(dá)到降解有機(jī)污染物的目的。在處理過程中產(chǎn)生的新生態(tài)[?O H] 、[H] 、[O]、Fe2+ 、Fe3+等能與廢水中的許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng),比如能破壞有色廢水中的有色物質(zhì)的發(fā)色基團(tuán)或助色基團(tuán),甚至斷鏈,達(dá)到降解脫色的作用;生成的Fe2+ 進(jìn)一步氧化成Fe3 +,它們的水合物具有較強(qiáng)的吸附- 絮凝活性,特別是在加堿調(diào)pH 值后生成氫氧化亞鐵和氫氧化鐵膠體絮凝劑,它們的絮凝能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般藥劑水解得到的氫氧化鐵膠體,能大量絮凝水體中分散的微小顆粒、金屬粒子及有機(jī)大分子.其工作原理基于電化學(xué)、氧化- 還原、物理以及絮凝沉淀的共同作用。該工藝具有適用范圍廣、處理效果好、成本低廉、處理時(shí)間短、操作維護(hù)方便、電力消耗低等優(yōu)點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水的預(yù)處理和深度處理中。

陽極: Fe - 2e →Fe2+ E(Fe / Fe2+)=0.44V

陰極: 2H﹢ + 2e →H2 E(H﹢/ H2)=0.00V

當(dāng)有氧存在時(shí),陰極反應(yīng)如下:

O2 + 4H﹢ + 4e → 2H2O E (O2)=1.23V

O2 + 2H2O + 4e → 4OH﹣ E(O2/OH﹣)=0.41V

新型微電解填料是針對(duì)當(dāng)前有機(jī)廢水難降解難生化的特點(diǎn)而研發(fā)的一種多元催化氧化填料。它由多元金屬合金融合催化劑并采用高溫微孔活化技術(shù)生產(chǎn)而成,屬新型投加式無板結(jié)微電解填料。作用于廢水,可高效去除COD、降低色度、提高可生化性,處理效果穩(wěn)定持久,同時(shí)可避免運(yùn)行過程中的填料鈍化、板結(jié)等現(xiàn)象。本填料是微電解反應(yīng)持續(xù)作用的重要保證,為當(dāng)前化工廢水的處理帶來了新的生機(jī)。

化學(xué)法:目前一般用下述方法處理電鍍廢水: 向廢水中投加藥劑,使其中的有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化成為無毒物質(zhì)或毒性大為降低的沉淀物。

中和沉淀法:

如酸性廢水用堿性廢水或投加堿性物質(zhì)進(jìn)行中和,形成沉淀物。

中和混凝沉淀法:例如在離子交換法除鉻工藝中,陽離子交換柱再生廢液是含有重金屬離子 (Zn2+、Cr3+、Fe3+等)的強(qiáng)酸性廢液,可用去除酸根后陰離子交換柱的再生廢堿液或加堿中和,使之以氫氧化物形式沉淀。如投加高分子絮凝劑可改變這種沉淀物的沉降性能和分離性能。

氧化法:如處理含氰廢水時(shí),常用次氯酸鹽在堿性條件下氧化其中的氰離子,使之分解成低毒的氰酸鹽,然后再進(jìn)一步降解為無毒的二氧化碳和氮。

還原法:如含鉻廢水用亞硫酸氫鈉或加石灰處理,使Cr6+還原成毒性低的Cr3+,并形成氫氧化鉻沉淀。

鋇鹽法:如含鉻廢水用鋇鹽處理,使鉻酸根成為鉻酸鋇沉淀。

鐵氧體法:電鍍廢水經(jīng)過處理產(chǎn)生氫氧化鐵或其他重金屬氫氧化物沉淀,通過氧化反應(yīng)使重金屬轉(zhuǎn)入強(qiáng)磁性的鐵氧體結(jié)晶中。此法可用于含鉻廢水的處理?；瘜W(xué)法設(shè)備簡單,投資較少,應(yīng)用較廣。但常留下污泥需要進(jìn)一步處理,而且電鍍廢水分散,污泥不易集中處理和利用。  

提銀機(jī)處理法:

1、使用純物理方法的雙電解方式,只使用少量電力,無二次污染之憂。

2、提銀深度在99%以上,提取銀純度高達(dá) 98%以上。

3、可以處理離子交換法、氣浮法處理不了的藥品濃度很高的廢定影液。

4、可以處理目前國內(nèi)外電解法都無法處理的含有很高漂白液成分的彩擴(kuò)漂定液。

5、殘留廢液銀含量可達(dá)到0.02克/升,經(jīng)過后續(xù)環(huán)保處理后,可以將廢液銀含量降

至0.2ppm以下,滿足嚴(yán)格的歐洲排放標(biāo)準(zhǔn)。

6、運(yùn)行實(shí)現(xiàn)微機(jī)全自動(dòng)化控制,無需專人看管,耗能低。

7、設(shè)備體積小巧緊湊,占地面積少,處理量大,可達(dá)1500-1800升/月。

8、本設(shè)備不需任何耗材和電解促進(jìn)劑,運(yùn)營及維護(hù)成本低。

技術(shù)參數(shù):

1.提銀后殘留廢液含銀量低于0.01克/升

2.提銀純度:99.5%

3.尺寸360*280*800mm

4.工作電壓:交流電220V

5.功率20w

6.處理量(月)30升—30,000升

電解法:

以處理含鉻廢水為例,利用可溶性鐵陽極,在直流電場(chǎng)作用下,產(chǎn)生亞鐵離子,在酸性條件下使廢水中以CrO厈和Cr2O崼存在的Cr6+離子還原成為Cr3+離子,隨著電解過程中廢水pH值升高,形成Cr(OH)3沉淀。采用不同材料的陽極可處理含有其他各種金屬離子的廢水。電解法操作管理簡單,除能夠處理鍍鉻漂洗水外,還可以處理鈍化、陽極化、磷化等漂洗水,并有成套設(shè)備;但消耗鋼材、電能較多,對(duì)產(chǎn)生的污泥還沒有妥善的處理方法。

離子交換法:利用離子交換樹脂活性基團(tuán)上的可交換離子(H+、Na+、OH-等),去除廢水中的陽、陰離子。此法處理電鍍廢水不僅可回用水,還可回收金屬離子溶液。這種方法已用于處理含有金、鎳、銅、鎘、鉻等廢水。近年來人工合成的專門用于處理電鍍廢水的弱酸、弱堿大孔樹脂,可分別用于去除鉻、鎳和銅,以及一些金屬的氰化絡(luò)合陰離子(見廢水離子交換處理法)。一般說來,離子交換法初次投資較大,操作管理水平要求較高,但處理效果穩(wěn)定,由于能回用金屬和水,是當(dāng)前電鍍廢水實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)的主要治理方法之一。存在的主要問題是再生廢液會(huì)有鈉、鐵、氯根等雜質(zhì)離子不能直接回用于鍍槽中,排入環(huán)境會(huì)造成污染。

膜分離法:利用半透膜或離子交換膜等膜材料,在外加推動(dòng)力下,使廢水中的溶解物和水分離濃縮,以凈化廢水。在膜分離法中,反滲透法用于含鎳、含鎘廢水的濃縮處理已應(yīng)用于生產(chǎn)。隔膜電解法用于再生鍍鉻廢液。擴(kuò)散滲析法可用于酸液回收。膜分離方法成本較高。

蒸發(fā)濃縮法 利用熱源和蒸發(fā)器在常壓或負(fù)壓下直接濃縮廢水。用這種方法處理高濃度廢水比較經(jīng)濟(jì),常同三級(jí)逆流漂洗、氣-水噴淋,或同離子交換法聯(lián)合使用。目前生產(chǎn)中廣泛采用鈦管薄膜蒸發(fā)器和蒸發(fā)釜來濃縮含鉻廢水、含氰廢水等,也是閉路循環(huán)的主要處理流程之一。

展望電鍍廢水處理技術(shù)的發(fā)展前景,首先是壓縮水量,普遍推廣逆流漂洗和噴淋技術(shù);其次,對(duì)化學(xué)法產(chǎn)生的污泥和離子交換再生廢液進(jìn)行綜合利用,以及研制適用于處理電鍍廢水的各種優(yōu)質(zhì)樹脂和膜,以及進(jìn)一步研究和完善閉路循環(huán)系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)資源的充分利用。

活性炭吸附法:活性炭具有非常多的微孔結(jié)構(gòu)和巨大的同比表面積,通常1g活性炭的表面積達(dá)700～1700m2,因而具有的物理吸附力,能有效地吸附廢水中的六價(jià)鉻離子(Cr6+)等重金屬離子。當(dāng)活性炭達(dá)到吸附平衡后,還可以采用加熱、酸浸泡、堿浸泡等方式除去吸附物,使活性炭再生。

交換液膜法:采用水包油包水雙重乳液體系,液膜為煤油和表面活性劑或添加劑,以無載體液膜、有載體液膜、含浸型液膜等浸入電鍍廢水,流動(dòng)載體在膜外相界面有選擇地絡(luò)合重金屬離子,然后在液膜內(nèi)擴(kuò)散,在膜內(nèi)界面上解絡(luò)。重金屬離子進(jìn)入膜內(nèi)相得到富集,流動(dòng)載體返回膜外相界面,如此過程周而復(fù)始,自動(dòng)進(jìn)行,使得廢水得到凈化,重金屬得到回收利用。

生物法:生物法是處理電鍍廢水的高新生物技術(shù)。利用人工培養(yǎng)的脫硫孤菌、生枝動(dòng)膠菌、鉻酸鹽還原菌、硫酸鹽還原菌等功能菌,對(duì)電鍍廢水產(chǎn)生靜電吸附作用、酶的催化轉(zhuǎn)化作用、絡(luò)合作用、絮凝作用、包藏共沉淀作用和對(duì)pH值的緩沖作用。有害金屬沉淀于污泥中回收利用,排放水用于培菌及其他使用。生物法處理電鍍廢水成本低、效益高、容易管理、不給環(huán)境造成二次污染、有利于生態(tài)環(huán)境的改善,是未來電鍍廢水處理的主流方向。