污水处理技术工艺

关于电镀废水处理的探讨

发布日期:2019-05-08 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

电镀废水的来源和成分

电镀废水主要来源于除锈、除油、电镀、照明和钝化后的水洗。对各类电镀零件冲洗废水、地面冲洗废水、镀液过滤及电镀废液、精练板、冲洗板、“跑、滴、漏”镀液及镀液泄漏或管理不当所产生的废水,在废水处理过程中的排水及自用水排放进行了试验研究。电镀零件冲洗废水是电镀废水的主要来源之一,占车间废水排放量的80%以上。电镀废水中的大部分污染物是由电镀零件表面的粘附液在冲洗过程中产生的。

镀液过滤水和电镀废液是电镀废水的另一主要来源,约占车间废水的10%左右。镀液过滤产生的废水主要是镀液过滤过程中的滴出液以及过滤前后冲洗过滤器、过滤介质、镀液等的出水。电镀废液包括从清洗液中排出的残液、老化后的镀液、未镀液和污染严重的废液等。一种电镀废液,包括从镀液中排出的残液、老化后的镀液、脱镀液和污染严重的废液。这部分废液的浓度很高,如果直接排放,会对环境造成更严重的污染,应尽量将其收集起来进行净化和回收。

表2几种主要电镀废液的重金属组分浓度

电镀废水的水质和水量一般与企业的工艺条件、生产负荷、运行管理、用水方式等诸多因素有关。水质复杂,成分不易控制。除含有各种金属离子外,还含有各种酸性和碱性物质,或复杂的电离作用,如[Au(CN)2]-、[Cd(CN)4]2-、[Cu(P2O7)2]6-。亚复合体电镀废水中的铜和镍通常以各种铜盐、镍盐和[cu(cn)2]-、[cu(cn)3]2-、[cu(p2o7)2]6-和镍氨络合离子的形式存在。

表3电镀废水中各组分的含量

ii。电镀废水的危害

电镀废水中的主要污染物是Cr、Cu、Ni、Zn、Pb、Cd、Hg、Fe、Mn、Sn、Au、Ag等多种金属离子。二是酸碱物质,如硫酸、盐酸、磷酸、硝酸和氢氧化钠、碳酸钠等酸碱物质,另外还含有剧毒氰化物。这些污染物本身或它们的化合物在一定条件下对生物体有一定的毒性,甚至有致癌的危险。例如,铬、铜、镉可引起肺癌,镉也可引起前列腺癌和骨痛;镍和铅在人体内蓄积,长期摄入会引起慢性中毒。氰化物是一种剧毒物质。急性氰化物中毒可抑制细胞呼吸,引起人体组织严重缺氧,导致窒息死亡。氰化物中毒治愈后,还可能引起神经后遗症。镉、铬、铅、镍均为有害物质,最高允许排放浓度分别为0.1、0.5、1.0、1.0 mg/L。铜、锌、氰化物是我国第二类有害物质。铜、锌、氰化物的最高允许浓度分别为0.5、2.0、0.5 mg/L(GB8978/1996“污水综合排放标准”)。这些物质的主要危害概述如下。

1.铬

电镀废水中的铬主要以六价铬的形式存在。金属铬的毒性很小,六价铬化合物及其盐的毒性最大,六价铬的毒性比三价铬的毒性高约100-1000倍。铬化合物可通过消化道,呼吸道,皮肤和粘膜侵入人体。铬对人体的毒性是全身中毒和皮肤和粘膜的刺激​​。它通常会引起皮炎,湿疹,支气管炎和鼻炎,引起过敏反应,并可能导致癌症。六价铬可以诱发肺癌和鼻癌。此外,铬还具有致突变作用和细胞遗传学毒性,可以破坏脱氧核糖核酸。

2.铜

现在大多数人认为铜本身是剧毒的,但铜盐是剧毒的。口服醋酸铜,特别是硫酸铜,可引起急性中毒。一次性摄入0.65g/0.975g硫酸铜和2g/3g可溶性铜盐可引起严重中毒。铜盐可损伤红细胞,引起血管内溶血,对人造血细胞、某些酶的活性及肝、肾等内分泌腺均有影响。如果铜摄入过多,会刺激消化系统,引起腹痛和呕吐。铜对低等生物和农作物具有很高的毒性。当铜浓度达到0.1~0.2 mg/L时,鱼类死亡,植物吸收营养物质的能力受到阻碍,最终枯萎。当它与锌共存时,其毒性增强,对贝类水体的生物毒性也较大。当水中铜浓度为0.1 mg/L时,水中耗氧量明显受到抑制。

3.镍

镍及其化合物是有毒的。镍进入人体后,大部分停留在脊髓、脑、肺和心脏。其中,肺是主要的。它们的毒性主要是抑制酶系统,导致器官的慢性病变。若误食大量镍盐,会出现急性胃肠刺激,导致呕吐及腹泻。严重时会引起酶系中毒,甚至危及生命。其他研究显示长期接触镍盐容易导致镍皮炎。红点最早见于接触镍的皮肤区域,严重时可发生表皮溃疡或像湿疹的病变。

近年来,一些镍化合物,如羰基镍[Ni(CO)4]和镍尘,被认为是致癌物质,可引起肺癌、鼻癌等严重威胁人类健康的化合物,受到人们越来越多的关注。然而,镍是电镀废水中常见的金属,其物理化学性质与其他过渡金属(如铜、锌、偏压等)相似。电镀废水中。

4.氰化物

氰化物是一类含有氰化物(CN)的化合物,包括简单氰化物、氰化物络合物和有机氰化物(腈)。简单氰化物本身就是一种剧毒物质。氰化钠对人体的致死剂量为0.05~0.10 g,氰化钾对人体的致死剂量为0.07~0.12g。氰化物对鱼类和其他水生生物的毒性更大。当水中氰化物含量达到0.04~0.1 mg/L时,鱼会死亡。

3.电镀废水中铜镍处理的研究现状与分析

电镀废水中铜、镍的去除方法有化学沉淀法、铁素体法、螯合沉淀法、离子交换法、电解法、反渗透法、电渗析法、活性炭吸附法和膜生物反应法。

1.化学沉淀法

在处理含铜、镍的电镀废水时,通常在废水中加入石灰、氢氧化钠、硫化物和二甲基硫(DTC)。其中Cu~(2+)和Ni~(2+)形成沉淀去除。

化学沉淀法处理含铜镍电镀废水简单有效,处理水量大,但药剂用量大,操作繁琐,pH值需连续调节,固液分离效果不佳。大量含有重金属的污泥所造成的二次污染是一种不能用于电镀重金属废水处理,特别是处理后重金属资源回收利用的方法。

2.混凝沉淀法

混凝沉淀,又称絮凝沉淀,是指在一定条件下,通过加入合适的絮凝剂,使反应稳定、混凝吸附、絮凝桥、絮凝清扫等过程。将污染物颗粒与絮凝剂结合在一起形成较大的絮体颗粒,然后通过气浮或沉淀的方法将污染物从废水中分离出来。它是水处理的重要方法之一,也是广泛应用于电镀废水处理的技术环节。目前,在电镀重金属废水的处理中,高分子重金属絮凝剂的研究较多,主要采用絮凝沉淀法。其中最具代表性的是聚亚胺硫酸钠(PEX)。它是一种具有捕集重金属和除浊双重功能的絮凝剂,它是通过在聚乙烯亚胺分子中引入重金属离子的强配位基团(二硫代羧基)而得到的。它是一种水溶性聚合物。它具有很强的亲水性螯合基团,能选择性地与水中的金属离子反应生成不溶的金属配合物。

3.离子交换法

离子交换法主要是这样一种方法,其中离子交换树脂中的交换离子与电镀废水中的一些离子交换以除去离子,从而净化废水。在国内外,它主要用于电镀废水中重金属离子的回收。在中国,离子交换技术仅在20世纪60年代进行了研究。到20世纪70年代末,环境问题得到了极大的发展。 20世纪70年代中期,上海光明电镀厂首次通过离子交换处理含铬废水。之后,离子交换树脂法一度被广泛应用于中国的电镀行业。中国在离子交换电镀铬和镍冲洗废水处理工艺的设计,运行和管理方面拥有相对成熟的经验。经过多次试验,废水经处理后排出,出水水质良好,可循环使用。 。然而,当处理含有多种金属离子的电镀废水时,普通离子交换树脂的选择性差,导致处理效果差,并且该技术的投资和维护成本高,并且设计,操作和管理系统很麻烦。需要专业技术人员,因此对实际推广和应用有一定的限制。

4.电解法

电解净化工业废水的机理主要是氧化、还原、缩合和气浮,因此电解法主要是通过氧化、还原、中和、冷凝、气浮这些化学反应和物理变化来净化污水。在电镀废水处理中是一种成熟的处理技术,且污泥量小。它能有效地去除和回收重金属离子。是处理电镀废水、回收重金属资源的有效方法之一。由于污水处理中化学物质不多,占地面积小,管理方便,后处理简单,污泥量小,故称为清洁处理。然而,电镀废水的处理成本过高,企业负担不起。

针对传统电解法设备投资能耗高、运行成本高的缺点,研制了微电法、电解浮选法、三维电极和电絮凝法。在电镀废水处理中,铁屑的微电解和高压脉冲的电凝法得到了很好的发展。

5.膜分离法

膜分离方法主要是利用特定膜材料的渗透性来实现水中颗粒、胶体、分子或颗粒在一定驱动力作用下的分离。用于电镀废水处理的膜分离技术主要有反渗透(RO)、电渗析(ED)、液膜(LM)、纳滤(NF)、微滤(MF)和超滤(UF)。反渗透和电渗析是最早应用于电镀废水处理的膜分离技术。膜分离技术具有去除率高、选择性强、室温无相变、能耗低、污染小、自动化程度高等优点,是一种很有前途的电镀废水处理技术。它不仅可以去除和分离电镀废水中的重金属离子,而且可以富集重金属离子,回收铜、锌、镍、金、银等贵金属离子,产生较高的经济效益。

6.生物法

根据生物去除重金属离子的机理,生物法可分为生物絮凝法、生物吸附法、生化法和植物修复法。微生物法处理电镀废水的国内研究始于20世纪80年代。中科院成都生物研究所李福特、吴乾靖等人,在对电镀废水中金属离子进行微生物净化基础研究的基础上,进行了中小型试验。设计了一种微生物处理电镀废水和污泥的新工艺。工程运行结果表明,该系统稳定、安全、可靠,微生物对废水成分、金属离子浓度和pH的变化具有较强的适应性。各种金属离子的一次净化率均大于99.9%,并在处理后的水中获得了六价铬。锌、镍、镉、COD、SS、pH、色度均低于国家GB8978-1996污水综合排放标准,工艺简单,投资少,无二次污染。电镀废水微生物处理的一般过程如图1所示。

图1电镀废水微生物处理工艺

然而,在生化处理设施和污水处理工艺的设计、微生物菌株的驯化和培养等方面存在着一些困难。尤其是处理后产生的含有重金属的微生物是否会对环境造成更严重的二次污染以及如何处置沉积污泥,目前尚不清楚。电镀废水的处理仍处于实验室研究阶段,其工业应用有待进一步确认。

电镀重金属废水处理的发展趋势

一般来说,对于成分复杂、成分差异大、废水排放量大、有机负荷高的电镀废水,单一的处理技术或方法很难取得较好的处理效果。在众多的废水处理技术中,只有成本适宜、处理工艺简单、处理效果好、回收效益高、节约资源、无二次污染、美化环境的技术才是电镀重金属废水处理技术的发展趋势。

因此,在现阶段,为了实现电镀工业的可持续发展,多种优势的结合或物理、化学、生物技术的融合将是电镀废水的未来发展趋势。如化学-离子交换、化学-膜分离、生物膜-电解、生物吸附-膜萃取、高梯度磁分离-氧化铁、complexation-ultrafiltration-three-dimensional电极电解、聚合物印迹、离子交换等组合工艺,其中化学沉淀法、絮凝法和膜分离技术的结合因其经济适用性而受到越来越多的关注。

膜分离技术可以回收电镀废水中的重金属和水资源,减少环境污染,实现电镀行业的清洁生产和闭路循环,并利用膜对金,银,镍,铜等高附加值电镀废水进行处理。分离技术可以从集中回收中获得良好的经济效益。对于综合电镀废水,经过简单的物理或化学处理,如絮凝或化学沉淀,膜分离技术可用于大部分水的再利用,回收率可达到60%~80%,减少污水的总排放量。该量减少了水体的污染。

因此,膜分离技术作为电镀废水处理技术中的“绿色环保技术”,是电镀废水处理最有前景的技术之一,以实现电镀行业环境保护与资源回收再利用的双重效益。满足电镀行业可持续发展的要求。在膜技术的推广应用中,存在膜元件成本高、膜污染大、通量下降等问题。然而,随着膜分离技术在污水处理中的进一步发展,新的膜材料和制造技术将不断涌现,性能优良、成本低廉的滤膜和膜组件也将涌现。同时,膜技术等技术也将应运而生。集成与耦合将进一步扩大膜技术在电镀废水处理中的工业应用。膜分离技术将逐步走向工业应用。

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