探讨电镀废水中重金属处理技术研究

探讨电镀废水中重金属处理技术研究

广东新大禹环境科技股份有限公司

摘要:本文主要分析了电镀废水处理技术,以及当下电镀废水新型处理方法,并浅析了电镀废水处理技术的展望。

关键词:电镀废水;处理技术;新型处理技术

引言:

电镀废水是一种难控制并且成分复杂的混合重金属废水的处理,通常含有铬、铜、锌、径向、重金属污染物,如镍毒性较大,有些是致癌、致畸、致突变的有毒物质,被列为世界三大工业污染之一。为了实现经济社会协调发展,对电镀废水排放进行控制,在对技术创新需求的基础上,将技术进一步的进行创新。

一、电镀废水处理方法

1.1化学法

目前,有80%通过化学处理法电镀废水,化学处理法是目前国内外应用最为广泛的电镀废水处理方法,通过氧化还原反应或中和有毒有害物质将其分解成无毒、无害的物质。具有低投资、低成本、操作简单的优点,一个成熟的技术优势,能承受量大、含量高的负荷冲击,可适用于各种电镀废水处理,但化工原料,需要不断的消耗和产生污泥、排出水回用是困难的,并且占地面积较大。图1为镀铬废水处理工艺流程。

图1镀铬废水处理工艺流程图

1.2化学沉淀法

该法是一种成熟而实用的电镀废水处理技术,处理成本低,但不能忽略底泥的分离和污泥的二次污染问题。对于电镀生产的大型电镀工业园废水,可采用酸化一氧化破络的方法和使氢氧化物和硫化物共沉淀的处理方法,孟永采用反相乳液聚合法合成聚丙烯酞胺(AM)、丙烯酸(AA)。刘存海证实了硫酸铝、钾、PAC、PFS、CPAM以50:35:28:3的比例复合絮凝剂,并在含有铬、镍混合废水处理中进行应用,处理后的废水符合国家排放标准,方可进行排放。通过对二级反应和二过滤法处理含铬废水及铜、镍废水的最佳工艺条件的实验研究,研究了综合废水处理方法。

1.3化学还原法

在电镀废水处理中的化学还原法处理含铬废水的最典型的方法是在废水中加入还原剂,硫酸亚铁,硫酸氢钠等,或铁粉等使铬离子还原为铬,然后加入氢氧化钠或石灰进行沉淀分离。亚硫酸盐处理量大,便于综合利用,在国内外应用最为广泛。氧化还原法原理简单,操作容易掌握,但出水水质较差,不能回收,容易造成二次污染,而且氧化剂供货和毒性问题还有待解决。

2.离子交换法

离子交换法采用离子交换树脂与电镀废水中重金属离子发生交换反应的方式,有效地降低了废水中的重金属浓度。常用的离子交换树脂有阳离子交换树脂、阴离子交换树脂以及螯合树脂等。离子交换树脂的种类很多,可以针对电镀废水中具体的重金属进行合理设计,且离子交换树脂在吸附饱和后可以进行脱附再生,重复使用,这有效地降低了离子交换法的运行成本。

与此同时,脱附出的重金属溶液可以很好地回收再利用。且具有离子交换选择性高、吸附容量大、出水水质好、无二次污染等优点。随着各种类型离子交换树脂的不断涌现,离子交换法在电镀废水的深度处理、高价贵金属盐类的回收等方面得到广泛的应用。但离子交换树脂在使用中容易发生氧化反应而失效,且再生频繁,相对操作费用较高。

3.微电解法

微电解法作为高浓度废水的预处理方法,具有适用范围广、处理效果好、运行成本低等优点而被广泛应用电镀、化工、农药等行业废水处理中。微电解技术是采用工业铁屑为原料,利用微电池腐蚀原理所引起的电化学、化学反应和物理反应综合作用,去除水中重金属或将水体中的重金属转化为低毒或容易絮凝沉降的金属价态。再通过其他方式进行很好的去除。但是微电解技术往往作为化学法、生物法的预处理工艺。严进利用电解法预处理电镀废水,将Cr6+转化为Cr3+,在混凝作用下将其沉淀,再通过微生物进行深度处理,其Cr6+的去除率达99.9%,符合国家排放标准。但是微电解技术目前也存在一定的缺陷,如:由于内电解装置经过一段时间运行后,容易出现沟流和偏流问题,降低了处理效果。

4.蒸发浓缩法

蒸发浓缩法是通过加热对电镀废水进行蒸发,使液体浓缩达到回用的效果。一般适用于处理含铬、铜、银、镍等重金属浓度高的废水,用其处理浓度低的重金属废水时耗能大,不经济。在处理电镀废水中,蒸发浓缩法常常与其他方法一起使用,可实现闭路循环,效果不错,比如常压蒸发器与逆流漂洗系统联合使用。蒸发浓缩法操作简单,技术成熟,可实现循环利用,但是浓缩后的干固体处置费用大,制约了它的应用,目前一般只作为辅助处理手段

5.多硫化钙处理法

多硫化钙处理法处理的重金属是具有选择性的,处理效果最好的就是铜和镍,这种处理方法的优点很多,常常被各个电镀工厂选择使用,并且反应良好。首先就是多硫化钙的还原能力极强,所以应用氧化还原原理进行废水处理非常简便,而且由于自身的还原性强,价位差比较大,所以处理废水的效果很明显。其次,这种化学物质本身的碱性不强,呈弱酸性,因此可以不用再次进行酸碱中和,这样一来节省了很多的人力和物力。最后就是它易于沉积而且成本比较低。多硫化钙处理法的不足在于比如出售时很少找到成品,且会有少部分残存的负二价的硫离子存在。

二、新型处理方法

1.纳米技术

用于废水处理的纳米技术包括纳米过滤技术、纳米光催化技术和纳米吸附技术等。纳米过滤技术是一种介于反渗透和超滤之间的新型膜技术,它具有无污染、节能和离子选择性高等特点。纳米TiO2光催化技术处理重金属废水,可在常温常压下进行,兼具氧化和还原特性,反应彻底,不产生二次污染。SkubalLR等采用精氨酸对TiO2进行改性,研究光催化还原处理Hg2+,Hg2+的去除率达到99.9%。纳米材料由于尺寸为纳米级结构而具有良好的吸附和交换功能,在吸附重金属方面具有很大的发展前景。

2.基因工程

基因工程能够实现对重金属离子的高效生物富集。如何提高重组菌对重金属离子的富集容量和重组菌对特定重金属离子的选择性,是将来研究的重点。DengX等采用了同时表达镍系统和金属硫蛋白的基因重组菌富集镍,重组菌对镍的富集能力是原始宿主菌的6倍。

目前基因工程还仅仅停留在研究阶段,离真正工业化应用还存在一定差距。基因技术强化了原宿主菌去除重金属的功能,但是重组菌并非天然形成的,对于环境的影响也是未知的。因此,如何做好生态安全预测和防护,是基因工程未来的方向。

三、电镀废水处理技术的展望

(1)电镀行业将注重源头治理,从源头上削减重金属污染物的产生量。同时,全面实施循环经济,推行清洁生产,采用全过程控制结合废水综合治理,最终实现电镀行业重金属废水零排放。

(2)电镀废水中重金属处理的传统技术存在成本较高、操作复杂、设备维护困难等问题。近几年,以纳米技术、基因工程等为代表的新型处理技术,在处理电镀废水中重金属方面有了长足的进步。

(3)电镀废水中的重金属离子种类多、形态复杂,单纯的一种工艺往往达不到处理要求,只有综合多种处理技术,才能达到理想效果。因此,综合一体化技术是未来重金属废水处理技术的研究热点。

参考文献:

[1]电镀废水处理及回用工程[J].张大林,李祥,仇海波.水处理技术.2015(09)

[2]化学法处理电镀废水的研究进展[J].王文琪.电镀与环保.2017(02)

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