污水处理技术工艺

电镀废水各类污染物的来源及处理方法

发布日期:2019-04-15 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

电镀废水污染物的来源

电镀废水的组成非常复杂。除氰化物(CN-)废水和酸碱废水外,重金属废水是电镀工业中一种潜在的有害废水。根据重金属废水中的重金属元素,一般可分为含铬(Cr)废水、含镍(Ni)废水、含镉(Cd)废水、含铜(Cu)废水、含锌(Zn)废水、含金(Au)废水、含铬(Cr)废水、含镍废水(Ni)、含镉废水(Cd)、含铜废水(Cu)、含锌废水(Zn)、含金废水(Au)。含银废水等。

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电镀废水处理方法

一般来说,水的强酸性也有少量的碱性,其中重金属的含量随表面活性剂、光亮剂和生产工艺的不同而变化。通常贵金属制造商都会进行金属回收,水也会被重新利用。通常电镀水中的铬含量较高,有以下几种处理方法,主要根据成本和出水要求而定。

化学沉淀:

化学沉淀法是将废水中溶解的重金属转化为不溶性重金属化合物的一种方法,包括中和沉淀法和硫化物沉淀法。

中和沉淀法:

在含重金属废水中加入碱中和反应,用不溶于水的氧化氢沉淀形式分离重金属。中和沉淀法操作简单,是一种常用的废水处理方法。实践证明,在操作中需要注意以下几点:

主要研究结果如下:(1)废水经中和沉淀后,pH值过高,需要中和后才能排放;

(2)废水中往往存在多种重金属共存。当废水中含有Zn、Pb、Sn、Al等两性金属时,pH值偏高,可再溶,应严格控制pH值,进行分段沉淀;

(3)废水中的卤素、氰化物、腐殖质等阴离子可能与重金属形成络合物,中和前需进行预处理;

(4)有些颗粒小,难以沉淀,需要絮凝剂辅助沉淀。

硫化物沉淀法:

通过添加硫化物沉淀来去除废水中硫化物形成和重金属离子沉淀的方法。与中和沉淀法相比,硫化物沉积法的优点是重金属硫化物的溶解度低于其氢氧化物,反应的ph值在7至9之间,处理后的废水一般不会被中和。硫化物沉淀的缺点是:硫化物沉积颗粒小,容易形成胶体;硫化物沉淀本身留在水中,在酸存在时产生硫化氢气体,造成二次污染。为了防止二次污染,英国学者开发了改进的硫化物沉积方法。也就是说,硫化物离子和另一种重金属离子被选择性地添加到要处理的废水中(重金属的硫化物离子平衡浓度高于需要去除的重金属污染物的硫化物平衡浓度)。由于添加的重金属硫化物比废水中的重金属硫化物更易溶解,废水中的原重金属离子与添加的重金属离子分离,同时防止有害气体硫化氢和硫化离子残基的形成。有问题

螯合沉淀法:

螯合沉淀是通过加入螯合沉淀剂(如DTCR)来实现的。该方法具有出水稳定、标准好、适用条件广、无二次污染、污泥含水率低、污泥回收容易、设备要求简单、实施方便等特点。缺点是价格偏高。

氧化还原处理

化学还原法

电镀废水中Cr主要以Cr6+的形式存在,因此在加入还原剂将Cr6+还原为毒性较小的Cr3+后,加入石灰或NaOH生成Cr(OH)3沉淀进行分离去除。化学还原法处理电镀废水是最早的处理技术之一,在我国得到了广泛的应用。其处理原理简单,操作容易掌握,能承受水量大、废水浓度高的影响。根据还原剂用量的不同,可分为FeSO4法、NaHSO3法、铁屑法、SO2法等。

在化学还原法处理含铬废水时,通常采用石灰进行碱化,但使用NaOH或Na2CO3时,废渣较多,污泥较少,但试剂成本高,处理成本高,这是化学还原法的缺点。

铁氧体法:

铁素体技术是根据铁素体的生产原理发展起来的。在含铬废水中加入过量的FeSO4,使Cr6+还原为Cr3+,氧化Fe2+还原为Fe3+,调节pH值至8左右,使铁和铬离子沉淀成氢氧化物。铬铁氧体是通过在空气中搅拌和添加氢氧化物来连续反应而形成的。典型的过程是间歇性的和连续的。铁氧体法污泥化学稳定性高,易于分离和脱水。铁素体法除铬废水处理外,特别适用于重金属离子混合废水。铁素体工艺在中国已经使用了几十年。处理后的废水达到排放标准,在国内电镀行业得到了广泛的应用。

铁素体法具有设备简单、投资少、操作简单、无二次污染等优点。然而,在铁氧体形成过程中需要加热(约70°c),能耗高,经过处理后盐度高,在处理含hg和配合物的废水时有缺点。

电解法:

电解处理含铬废水已有20多年的历史。具有去除率高、无二次污染、可回收重金属沉淀等优点。电沉积废水中的30多种金属离子。电解是一种成熟的处理技术,可减少污泥的产生,回收铜、银、镉等金属,并已应用于废水处理。但电解成本相对较高,浓缩后再电解的经济效益一般较好。

近年来,电解技术得到了迅速的发展,铁屑的内电解技术也得到了深入的研究。利用铁屑内电解原理研制的动态废水处理装置对重金属离子具有良好的去除效果。

另外,高压脉冲电凝聚系统(HighVoltageElectriccagulationSystem)是国际上新一代电化学水处理设备,对表面处理、涂装废水和电镀混合废水中的Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、CN-等污染物具有显著的处理效果。与传统电解法相比,高压脉冲电凝法电流效率提高20%≤30%,电解时间缩短30%≤40%,电能节约30%≤40%,污泥产量小,重金属去除率可达96%~99%。

溶剂萃取分离:

溶剂萃取是一种常用的物质分离纯化方法。由于液-液接触,可连续操作,分离效果好。使用该方法时,应选择选择性高的萃取剂。废水中的重金属通常以阳离子或阴离子的形式存在。例如,在酸性条件下,与萃取剂发生络合反应,萃取剂从水相萃取到有机相,然后在碱性条件下萃取回水相,使溶剂再生循环使用。这就需要在萃取操作中注意水相酸度的选择。虽然萃取法具有很大的优点,但萃取过程中溶剂的损失和再生过程中的高能耗限制了该方法的应用。

吸附法:

吸附法是利用吸附剂的独特结构去除重金属离子的有效方法。吸附处理的电镀重金属废水的吸附剂包括活性炭、腐殖酸、海泡石和聚糖树脂。活性炭设备简单,在废水处理中应用广泛,但活性炭回收效率低,处理水质难以满足再利用要求。一般用于电镀废水的预处理。

腐植酸是一种廉价的吸附剂。将腐植酸树脂转化为腐植酸树脂处理含铬镍废水已有成功经验。研究表明,壳聚糖及其衍生物对重金属离子具有良好的吸附性能。与壳聚糖树脂交联后,可重复使用10次,吸附容量无明显下降。

改性海泡石对重金属废水中的Pb2+、Hg2+、Cd2+具有良好的吸附性能。处理后的废水中重金属含量明显低于污水综合排放标准。蒙脱石也是一种性能优良的粘土矿物吸附剂。在酸性条件下,Al-Zr柱撑蒙脱石对Cr6+的去除率可达99%。出水Cr6+含量低于国家排放标准,具有实际应用价值。

膜分离技术:

膜分离是一种利用聚合物的选择性对物质进行分离的技术,包括电渗析、反渗透、膜萃取、超滤等。电渗析用于电镀工业废水的处理。处理后的废水成分保持不变,有利于回水池的使用。含Cu~(2+)、Ni~(2+)、Zn~(2+)、Cr~(2+)等金属离子的废水适合于电渗析处理,并建立了一套完整的处理设备。

反渗透法已广泛应用于锌、镍、铬电镀漂洗水及混合重金属废水的处理。电镀废水采用反渗透法处理。处理后的水可重复利用,实现闭路循环。液膜法处理电镀废水的研究报道较多。在某些领域,液膜法从基础理论研究进入了初步的工业应用阶段。例如,中国和奥地利都采用乳状液膜技术处理含锌废水,也应用于镀金废水的处理。膜萃取技术是一种高效、无二次污染的分离技术,在金属萃取方面取得了很大的进展。

离子交换处理法:

离子交换处理是利用离子交换器从废水中分离有害物质的一种方法。使用的离子交换器包括离子交换树脂、沸石等。离子交换树脂有凝胶和大孔。前者是选择性的,后者在制造上复杂,成本高,有大量的再生剂,因此在应用上有很大的局限性。离子交换是通过离子交换实现的,离子可以与交换器本身和处理后溶液中的离子自由移动。

离子交换的驱动力是离子之间的浓度差和官能团对离子的亲和力。在大多数情况下,离子首先被吸附,然后交换。离子交换剂具有吸附和交换的双重功能。膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的粘土,具有吸水膨胀性能好、比表面积大、吸附能力强、离子交换能力强等特点,应用越来越广泛。如果加以改进,则其吸附和离子交换能力更强。然而,它很难再生。天然沸石在处理重金属废水方面比膨润土具有更大的优势。沸石是一种具有格子状结构的铝硅酸盐矿物,其内部具有多孔结构,具有较大的比表面积。它具有独特的吸附和离子交换能力。

结果表明,沸石去除废水中重金属离子的机理主要是吸附和离子交换。随着流速的增加,离子交换将取代吸附。用NaCl对天然沸石进行预处理,可以提高沸石的吸附性能和离子交换能力。通过吸附和离子交换再生过程,废水中重金属离子的浓度可提高30倍。沸石除铜,在NaCl再生过程中,去除率可达97%以上,可多次吸附交换,再生循环,且铜的去除率不降低。

生物处理技术:

由于传统的处理方法存在成本高、操作复杂、难以处理大流量、低浓度的有害污染等缺点,经过多年的探索和研究,生物处理技术越来越受到人们的重视。随着重金属抗性微生物的研究进展,利用生物技术处理电镀重金属废水呈现出蓬勃发展的势头。根据生物去除重金属离子的机理,可分为生物絮凝法、生物吸附法、生化法和植物修复法。

生物絮凝法:

生物絮凝是一种通过絮凝和沉淀微生物或微生物产生的代谢产物的方法。微生物絮凝剂是微生物产生并分泌到细胞外环境中的具有絮凝活性的代谢产物。多糖、蛋白质、DNA、纤维素、糖蛋白、多氨基酸等高分子物质一般构成含有多种官能团的分子,使水中的胶体悬浮液相互凝结沉淀。到目前为止,有十几种重金属絮凝剂。生物絮凝剂中的氨基和羟基与Cu2+、Hg2+、Ag+、Au2+等重金属离子形成稳定的螯合物。微生物絮凝剂在废水处理中的应用安全、方便、无毒、无二次污染、絮凝效果好、生长快、易于实现产业化。此外,微生物还可以通过基因工程、驯化或构建产生具有特殊功能的菌株。因此,微生物絮凝法具有广阔的应用前景。

生物吸附法:

生物吸附是利用生物体本身的化学结构和组成来吸附溶解在水中的金属离子,然后通过固液分离在水溶液中去除金属离子的方法。利用细胞外聚合物分离金属离子,细菌在生长过程中释放的一些蛋白质可以将溶液中的可溶性重金属离子转化为沉积物并将其去除。生物吸附剂以其来源广泛、价格低廉、吸附能力强、分离回收方便等优点得到了广泛应用。

生物化学法:

生化法是指利用微生物对含重金属废水进行处理,并将可溶性离子去除到不溶物中的一种方法。硫酸盐生物还原法是一种典型的生物还原法。在该方法中,硫酸盐还原菌在厌氧条件下通过硫酸盐的异化还原将硫酸盐还原为H2S,废水中的重金属离子可与H2S反应生成溶解性极低的金属硫化物,并可将其去除。同时,H_2SO_4的还原可以将SO_4~(2-)转化为S~(2-),提高废水的pH值。由于许多重金属离子氢氧化物的离子产物很小,所以产生沉淀。

植物修复法

植物修复方法是指利用高等植物通过吸收、沉淀、富集等功能降低污染土壤或地表水中重金属的含量,以达到污染控制和环境修复的目的。植物修复是生态工程治理环境的一种有效方法。它是生物技术在企业废水处理中的延伸。植物对重金属的处理包括三个部分:

(I)使用金属蓄积器或超蓄积器从废水中吸收、沉淀或富集有毒金属;

(二)利用金属积累植物或者高积累植物,降低有毒金属的活性,可以减少重金属向地下的淋滤或者通过航空母舰扩散;

(三)利用积金属植物或者积金属植物从土壤、水中提取重金属,并将其富集、输送到植物根和枝干的可收割部分。通过收获或移除已积累和富集的重金属植物的枝干,降低了重金属在土壤或水中的浓度。

电镀废水各类污染物的来源及处理方法

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