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簡析電鍍廢水處理方法及工藝

文章出處:未知發表時間:2021-10-05 10:23:24

 
         電鍍行業屬于高污染行業。電鍍廢水成分復雜,其水質與電鍍工藝密切相關,除含有氰化物和酸堿廢水外,其所含的重金屬毒性巨大,包括銅、鋅、鉻、鎳、鉛、鉑、金、銀等。這些金屬一經排放,進入環境中不能被生物降解,往往是參與食物鏈循環,并最終在生物體內積累,破壞生物體正常生理代謝活動,危害人類健康,與其他污染相比,電鍍廢水的危害程度遠遠超出其他污染。因此,需要采取科學有效的處理工藝來降低污染。本文主要對電鍍污水的處理工藝進行分析和研究,以期提高污水處理的效果。
 
一、 電鍍廢水處理過程中的問題
 
1、 廢水處理成本太高,設備投資較大
 
        污水處理企業需要投入很多錢來引進污水處理設備。在投入使用時,如果發現實際處理效果與預期不相符,廢水處理不是很徹底,很多指標都不能符合國家規范的要求,但是企業已經在原材料等方面做了很大的投入。所以,如果能夠提供人力、物力、財力去開發新型的廢水處理設備,控制好施工過程的投資成本也是非常有意義的,另外也要盡可能簡化流程,拓廣其使用范圍,從根本上完全消除出現的負面現象,自主學習開發新的廢水處理技術才是最實用最根本最有效的方法。
 
2、 處理效果不能達到預期效果,工藝不夠成熟
 
         電鍍廢水處理行業中廣泛使用的辦法有電解法,硫酸亞鐵法,物理法,離子交換法,焦亞硫酸鈉法,鐵焦法等。在廢水處理過程中,很多廢水處理工廠都采用亞硫酸鈉法,焦亞硫酸鈉法,鐵焦炭法方法來處理電鍍廢水;因為硫酸亞鐵法和離子交換法以及電解法的處理效果不是很好,同時管理過程較為繁瑣,操作要求較為高,所以這些方法在實踐中應用較少,因為它們在施工管理和操作中的效果未達到預期水平。但是,在實際應用中,如硫酸亞鐵法,焦亞硫酸鈉法,亞硫酸鈉法等實施方案,難以將pH值和進料量穩定地控制在允許的范圍內。如果投入量超過了標準的要求量,這大大浪費了材料資源,還會增加很多處理成本,百害無一利。同時,它還會增加污水中的COD值,造成二次污染。進料投放過多時,會在溶液中產生化學反應從而產生復雜的離子,難以以簡單的方式除去。但是,如果投料不足,雜質不能得到充分降解,雜質含量不能滿足標準要求,同樣也會達不到預期的處理效果。因此,在控制原料的投放量方面應提高相關的研究和技術革新。
 
二、電鍍廢水處理的方法和工藝

 
1、化學沉淀法   
        化學沉淀法是使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變為不溶于水的重金屬化合物,使其從廢水中沉淀分離的方法,包括氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、鋇鹽沉淀法等。化沉淀法具有投資較少、處理成本較低、操作較簡單等優點,適用于各類重金屬廢水的處理。化學沉淀法是重金屬廢水處理的基本方法之一。
       a.氫氧化物沉淀法  氫氧化物沉淀法是一種比較常用的處理方法,它是在含有重金屬的廢水中加入堿進行中和,使金屬離子生成不溶于水的氫氧化物并以沉淀形式分離。金屬離子與OH-能否生成難溶的氫氧化物沉淀物,取決于廢水中金屬離子濃度和OH濃度,對金屬離子濃度一定的廢水來說,廢水的pH是形成金屬氫氧化物沉淀物最主要的條件。在實際水處理中,共存離子體系復雜,影響氫氧化物沉淀的因素很多,其中,最主要的是沉淀反應的pH。某些金屬氫氧化物沉淀析出的最佳pH范圍如下表所示。
                                        表 金屬氫氧化物沉淀析出的最佳pH
金屬離子 Fe3+ Al3+ Cr3+ Cu2+ Zn2+ Sn2+ Ni2+ Pb2+ Cd2+ Mn2+
化學沉淀最佳pH 6~12 5.5~8 8~9 >8 9~10 5~8 >9.5 9~9.5 >10.5 10~14
加堿后重新溶解pH >8.5 >9 >10.5 >9.5    
 
b.硫化物沉淀法
  硫化物沉淀法是在重金屬廢水中加入硫化物,使廢水中的重金屬離子生成硫化物沉淀而除去的方法。與中和沉淀法相比較,硫化物沉淀法的優點是:重金屬硫化物比其氫氧化物溶解度更低,反應pH為7~9,處理后的廢水一般不用中和,處理效果更好。但硫化物沉淀法的缺點是:硫化物沉淀顆粒小,易形成膠體,硫化物殘留在沉淀水中,遇酸生成氣體,可能造成二次污染。

c.螯合沉淀法   螯合沉淀法常用重金屬捕捉劑,它是一種具有螯合官能團的能從含金屬離子的溶液中選擇捕集、分離、沉淀特定金屬離子的有機物。目前應用較我的重金屬捕捉劑主要有兩類:黃原酸酯類和二硫代胺基甲酸鹽類衍生物(DTC類),其中DTC類衍生物應用最為廣泛。它的機理是:DTC類重金屬捕捉劑為長鏈高分子物質,相對分子質量為1萬~15萬,含有大量的極性基,在常溫下能與廢水中的Hg2+、Cd2+、Cu2+、Pb2+、Mn2+、Ni2+、Zn2+、Cr3+等多種重金屬離子迅速反應。在生成不溶于水的螯合鹽后再加入少量有機或無機絮凝劑以形成絮狀沉淀,從而達到捕集去除重金屬離子的目的。
 
 
2、超濾膜技術
 
       超濾膜技術,是指在溶液本身壓力影響下,依靠濾膜的篩分穿透性質,讓水內低分子溶質滲透濾膜,高分子則被濾膜保留,進而完成污水處理的一種物理處理技術。其不但能過濾掉水中的漂浮顆粒物、垃圾雜物,而且還能有效處理其中的微生物、細菌和病毒等物質。比如鎳、鋅、銅等這些金屬元素的電鍍,均是有害元素,威脅著自然界中萬物的健康。另外,電鍍生產形成的廢水離子無法被微生物吸收,進而難以去除。在處理此種電鍍廢水時可搭配使用但滲透技術與超濾膜技術,這樣才能把水體中的污染物與不良物質剔除干凈,避免對環境造成損害。即使這兩大技術可以有效解決此種廢水中的污染物,但卻治標不治本,依然不能根除,僅能處理86%的總有機碳量。
 
3、 MBR技術
 
       膜生物反應器是一種將膜分離技術與污水生物處理工藝有機結合的新型高效污水處理工藝。MBR在城市污水和工業廢水的處理和回用方面被視為“最佳實用技術”。
 
         MBR系統可使微生物完全截留在生物反應器內,實現反應器水力停留時間和污泥齡的完全分離,對有機物、氨氮去除效率高,出水可直接回用。經過改造后的廢水處理設施具有工藝模塊化,自動程度化高,操作簡便的特點。MBR系統正常運行后,有機物、氨氮去除效果顯著,對部分重金屬還具有吸附效果,能夠保證出水水質穩定達標。因此,膜生物反應器能夠作為電鍍廢水處理的技術選擇。
 
4、采用清潔生產技術
 
         對于引入電鍍集中區內的企業,應強制要求其采用清潔生產技術,具體可從材料及工藝替代、生產過程與操作優化兩方面考慮。原材料方面盡量選擇低毒原料替代原有的氰化物、六價鉻等高毒原料;在生產過程中設置自動生產線、多級逆流清洗,并對重金屬實現在線回收,從源頭減少電鍍廢水產生量和產生濃度。例如,含鉻廢水在線回收可采用“活性炭過濾+除鉻陽離子+兩級除鉻陰離子處理系統”,離子交換系統由活性炭交換柱、陽離子交換柱和陰離子交換柱組成。含鉻清洗水由耐腐蝕泵輸送進入活性炭交換柱,除去懸浮顆粒及其他有機類雜質;然后進入陽離子交換柱,去除廢水中的重金屬離子及其他陽離子,純化出水水質。通過采用重金屬廢水在線回收工藝等清潔生產技術,減少電鍍廢水中重金屬的含量及廢水排放量,可減輕廢水末端處理壓力。
 
5、含氰廢水處理
 
         采用氯氧相結合或者氯系處理以及臭氧等處理方法來對含氰廢水進行處理。含氰化物的廢水處理步驟由兩部分組成:首先使氰化物發生氧化反應從而生成氰酸鹽,從而使廢水的毒性降低。其次是將氰酸鹽進行充分的氧化,則會分解為氮氣和二氧化碳。次氯酸鈉和二氧化氯容易發生化學反應,而生成液氯,還能夠氧化劑,是一種氯系處理含氰廢水。在過濾氰化物的過程中,也可以使用氧化還原原理,使部分水中的S2-,SO32-,NO3-等陰離子可以被除去。
 
6、 含磷廢水處理方法
 
         化學除磷是通過化學方法將廢水中的溶解性含磷物質轉變成不溶性含磷物質,從液相轉移到固相。常用的方法是投加無機金屬鹽藥劑如鐵鹽、鋁鹽或鈣鹽,與可溶性磷酸鹽反應生成磷酸鐵、磷酸鋁、磷酸鈣等溶度積小的化合物。這些細小的不溶性固體物經過投加混凝劑、絮凝劑后聚集成較大的不溶性固體物沉淀下來,經濃縮壓濾,達到固液分離,磷進入到污泥中。隨著科技的不斷進步,出現了一些新型除磷劑,特別是處理非正磷酸鹽的除磷劑,有的廢水處理藥劑公司研發出了次亞磷去除劑,原理是通過架橋的方式,網捕、吸附廢水中的次亞磷并進行沉淀,將磷除去,磷仍以次亞磷的形式存在污泥中。
 
          生物除磷,反硝化除磷菌DPB能在缺氧(無分子氧有硝酸鹽)環境下攝磷,反硝化除磷細菌DPB利用硝酸鹽為電子受體,產生生物攝磷作用。在生物攝磷的同時,硝酸鹽被還原為氮氣,這使得攝磷和反硝化脫氮這兩個不同的生物過程能夠利用同一類細菌、在同一個環境中完成。另外,還有人工濕地除磷。它是在一般人工濕地系統的基礎上,人為控制、優化系統,利用濕地的基質、水生植物和微生物之間的相互作用,通過一系列物理、化學以及生物作用,達到以除磷為主要目標的廢水除磷技術。其優點是:效率高、投資少、能耗低、操作簡單、設置靈活、維護和運行費用低廉。但該方法占地面積大。
 
三、總結
 
     綜上所述,電鍍廢水的處理技術種類非常多,但是因為電鍍行業的管理水平和生產工藝存在各種各樣的問題,使得廢水的處理質量也存在很大的不同,僅僅依靠一種廢水處理方法很難達到廢水的處理標準。需要根據污水監測結果,必須綜合多種處理技術對污水進行處理,以達到最顯著的處理效果。同時為了促進電鍍廢水工藝的發展,必須加強對處理過程的監督和管理,同時改革電鍍技術

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