污水处理技术工艺

利用工业污水处理化学法处理电镀废水的研究进展

发布日期:2019-01-26 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

综述了化学处理含铬、镍、氰化物、电镀铜废水的研究进展。总结了化学方法的优缺点,并对今后的研究重点进行了展望。

电镀废水成分复杂,通常含酸、碱、有机溶剂、重金属离子等毒性物质,危害性较强[1]。电镀废水的处理与回用具有重要的现实意义。目前,电镀废水主要采用化学法、物理法、物理法、化学法和生物法处理。

化学方法,包括氧化还原法、化学沉淀法和化学中和法,是比较成熟和有效的方法,适用于各类电镀废水的处理。到目前为止,已经开展了大量关于电镀废水化学处理的研究。本文综述了国内外的研究进展。

1化学法处理含铬电镀废水

含铬电镀废水的处理主要采用氧化还原法和化学沉淀法.氧化还原法通过添加氧化剂或还原剂将有毒物质转化为无毒或微毒物质,与电镀废水中的有机物质如有机溶剂和重金属离子发生氧化还原反应[3]。氧化还原法可分为化学氧化法和化学还原法。

化学还原法得到了广泛的应用。通常使用的还原剂是硫酸亚铁,亚硫酸盐等。张志军等Ⅲ以硫酸亚铁为还原剂,利用Fe2+将含铬电镀废水中的Cr(VI)还原成Cr(III),并通过调节pH值促使Cr(III)形成Cr(OH)。  邹敏敏等也选用硫酸亚铁作为还原剂处理含铬电镀废水。

通过单因素试验研究了硫酸亚铁投加量对含铬电镀废水中Cr(VI)质量浓度的影响。结果表明:随着硫酸亚铁投加量的增加,含铬电镀废水中Cr(VI)的质量浓度降低。研究了还原剂用量、反应时间和pH值对含铬电镀废水处理效果的影响。同时比较了硫酸亚铁、亚硫酸钠和亚硫酸氢钠的还原效果。

结果表明,以硫酸亚铁为还原剂处理含铬电镀废水是可行的。亚硫酸钠和亚硫酸氢钠也可用作还原剂来处理含铬电镀废水,并且它们在最佳条件下的处理也是理想的。得到的结果不同,杨广平等口]通过对比实验证实,亚硫酸氢钠是的还原剂。以亚硫酸氢钠为还原剂处理含铬电镀废水,可以保证出水达到排放标准。对于含铬电镀废水的处理,通常使用硫酸亚铁作为还原剂,并加入大量石灰。

石灰起沉淀剂或凝结剂的作用,同时起到增强硫酸亚铁还原的作用。鉴于添加了大量石灰,一些学者提出使用粉煤灰代替石灰作为成本考虑因素。以亚硫酸铁为还原剂、以粉煤灰为沉淀剂处理含铬电镀废水,更为经济[8-9]。

化学沉淀法是通过加入化学试剂与电镀废水中的某些有毒物质发生化学反应,形成难溶的沉淀物,实现固液分离,达到去除有毒物质的目的。

根据沉淀剂的不同,化学沉淀法可分为氢氧化物沉淀法、铁氧体沉淀法、钡盐沉淀法、硫化物沉淀法等。  钡盐沉淀法仅适用于去除含铬电镀废水中的Cr(VI)。铬等重金属形成的氢氧化物不溶于水,易于固液分离去除。王本洋等向含铬电镀废水中投加焦亚硫酸钠,将Cr(VI)还原成Cr(III),并形成Cr(OH)。

同时,采用气浮设备分离Cr(OH)3,从而去除含铬电镀废水中的Cr(VI)。铁素体沉淀法的原理是促进铁素体晶体的形成和重金属离子的沉淀,在含铬电镀废水的处理中更为实用。吴成宝等[11]介绍了含铬电镀废水铁素体沉淀处理的原理,阐述了常用工艺流程,分析了工艺参数对铁素体析出处理效果的影响。黄继国等采用改进的铁氧体沉淀法处理含铬电镀废水。

实验水样取自四平某电镀车间。废铁屑还原塔由废铁丝堆放而成。研究了三氯化铁投加量、pH值、还原时间和还原塔含铬废水用量对铁素体沉淀法处理效果的影响。实验结果表明,铁氧体沉淀法处理含铬电镀废水效果较好。

铁氧体沉淀法适合处理成分简单、Cr(V1)的质量浓度较低的含铬电镀废水。对于具有复杂组成和高质量浓度的Cr(VI)的含铬电镀废水,仅铁素体沉淀的效果不令人满意。结果表明:采用铁氧体沉淀法的络合法处理成分复杂、质量浓度高的含铬电镀废水,出水达到排放标准。  氢氧化物沉淀法适用于去除含铬电镀废水中的Cr(VI)。

李航彬等采用钡盐沉淀法处理含铬电镀废水。研究了预调节pH值和沉淀剂用量对含铬电镀废水处理效果的影响,得出了钡盐沉淀法处理含铬电镀废水的最佳工艺参数。结果表明:采用最优工艺参数处理后的含铬电镀废水中Cr(VI)的质量浓度约为0.4mg/L,达到排放标准。谢东丽等同样采用钡盐沉淀法处理含铬电镀废水。

结果表明:初始pH值和计量比对含铬电镀废水中Cr(VI)的去除率影响明显,而温度对含铬电镀废水中Cr(VI)的去除率几乎无影响。初始pH值为8~9时,Cr(VI)的去除率超过95%;计量比为1.1:1.0时,Cr(VI)的去除率超过99%。经钡盐沉淀法处理后,含铬电镀废水中Cr(VI)的质量浓度为0.2767mg/L,达到排放标准。吴永林[18]的研究表明:采用钡盐沉淀法处理含铬电镀废水的效果较好,处理后Cr(VI)的质量浓度低于0.002mg/L。

2含镍电镀废水的化学处理

化学氧化法适用于处理含氰电镀废水。化学沉淀法主要分为铁素体沉淀法、硫化物沉淀法和螯合沉淀法。左鸣等[19]采用铁氧体沉淀法处理含镍电镀废水,并研究了絮凝pH值和还原剂的投加量对含镍电镀废水中Ni2+去除效果的影响。结果表明:去除Ni2+絮凝pH值为8~9。

经铁氧体沉淀法处理后,出水水质达到排放标准,其中Ni2+的质量浓度低于1mg/L。常军霞等研究了铁氧体沉淀法处理含镍电镀废水的工艺条件。结果表明:在最佳工艺条件下,经铁氧体沉淀法处理后,含镍电镀废水中Ni2+的质量浓度约为0.47mg/L,出水达到排放标准。

结果表明,铁素体沉淀法与其他方法相结合处理含镍电镀废水效果较好。江洪龙等采用铁氧体沉淀一Fenton组合方法处理含镍电镀废水,并得到的工艺条件。结果表明:最优工艺条件下,含镍电镀废水中Ni2+的去除率接近99.95%。复合法处理效果优于铁素体沉淀法。

姚建霞采用铁氧体沉淀一Carbonite组合方法处理含镍电镀废水。不同的是,选取的水样为高质量浓度(Ni2+的质量浓度为4000mg/L左右)的含镍电镀废水。首先,通过单因素试验和正交试验确定了最佳工艺条件。其次,在最佳工艺条件下,采用铁氧体沉淀组合方法处理高质量浓度的含镍电镀废水。

结果表明:Ni2+的去除率高达96.5%,处理后含镍电镀废水中Ni2+的质量浓度约为0.24mg/L,出水达到排放标准。硫化物沉淀的原理是使电镀废水中的重金属离子形成硫化物沉淀,将固体与液体分离并去除。贾开成等[23]结合实例,通过实验评价了硫化物沉淀法对Ni2+的去除效果。结果表明:经硫化物沉淀法处理后,含镍电镀废水中Ni2+的去除率为99.9%左右,其质量浓度仅为0.1mg/L。

陈梦君等对比了硫化物沉淀法、铁氧体沉淀法和中和沉淀法对含镍电镀废水中Ni2+的去除效果。结果表明,铁素体沉淀法去除镍离子效果最好,硫化物沉淀法去除效果一般,中和沉淀法去除效果最差。将铁氧体沉淀法与硫化物沉淀法组合,对含镍电镀废水中Ni2+的去除效果更好,Ni2+的去除率高达96.9%,处理后出水达到排放标准。

与铁素体沉淀法和硫化物沉淀法相比,螯合沉淀法发展较晚。在螯合沉淀法中,选择重金属螯合剂作为沉淀剂。重金属螯合剂可与各种重金属离子快速反应形成水不溶性螯合盐,通过絮凝和沉淀可以达到去除电镀废水中重金属离子的目的。采用螯合沉淀法处理电镀废水。以氢氧化钠、二硫化碳、二乙烯三胺和环氧氯丙烷为沉淀剂,合成了重金属螯合剂HMCA。考察了hmca捕集ni+的性能,以及hmca的投加量对ni+的质量浓度的影响。

结果表明:hmca能够快速捕集ni+,并与ni+反应形成结构致密、性质稳定的螯合产物。HMCA的投加量为3.79g/L时,含镍电镀废水中Ni2+的质量浓度最低,为0.45g/L。  李侠采用巯基苯甲酸螯合剂MSD作为沉淀剂。结果表明:当pH值为9、MSD的实际投加量为理论投加量的1.2倍时,处理含镍电镀废水的效果最好。

刘转年等选用以聚丙烯酰胺和磺胺为原料在碱性条件下合成的重金属螯合剂PAS作为沉淀剂。结果表明:PAS是一种良好的沉淀剂,当其投加量为0.6mg/L时,含镍电镀废水中Ni2+的去除率高达98%。

3化学法处理含氰电镀废水

化学沉淀法适用于处理含镍电镀废水。汪青春等选用次氯酸钠作为氧化剂,处理含氰电镀废水。通过实验确定*的工艺条件为:氧化剂的实际投加量为理论投加量的7.o~7.3倍,反应pH值为10.5~12.0,反应时间为30 min。在*工艺条件下,经化学氧化法处理后,含氰电镀废水中CN一的质量浓度低于0.5 mg/L。

以二氧化氯为氧化剂,采用化学氧化法处理含氰电镀废水,详细介绍了以二氧化氯为氧化剂的化学氧化法处理含氰电镀废水的工艺过程。刘世德口叩采用氯碱氧化法处理含氰电镀废水。结果表明:经氯碱氧化法处理后,出水中氰化物的质量浓度约为0.12mg/L。

杨伟志等人[31]还采用氯碱氧化法处理含氰电镀废水。研究了pH值和反应时间对含氰电镀废水处理效果的影响。化学氧化法处理含氰电镀废水涉及到许多参数。为实现处理过程的自动控制和过程参数的实时监控和调节,刘建伟[32]设计了专门的控制系统。实际运行结果表明,该控制系统能够发挥预期的功能,具有实用价值。

4化学法处理含铜电镀废水

化学氧化法适用于处理含氰电镀废水。目前,化学沉淀法处理含铜电镀废水的研究较少。王绍楠等研究了硫化物沉淀法在含铜电镀废水处理中的应用。

结果表明,温度和硫化物用量均会影响含铜电镀废水的处理效果。当温度较高时,硫化物沉淀法处理含铜电镀废水效果较好。肖静晶[34]分别以氧化钙、硫化钠、DA为沉淀剂,采用化学沉淀法处理含铜电镀废水,效果有所不同。DA作为沉淀剂处理含铜电镀废水的效果最好,Cu2+的回收率接近100%。邵利芬等人[35]比较了硫化物沉淀法和中和沉淀法的优缺点,指出硫化物沉淀法处理含铜电镀废水有显著的优势,但也有明显的缺点。

中和沉淀法适用于处理含铜电镀废水,组成简单。但对于成分复杂的电镀废水,中和沉淀法处理效果不佳,出水难以达到排放标准。除了适用于处理含铬电镀废水,含镍电镀废水,含氰化物电镀废水和含铜电镀废水外,化学方法还用于处理含锌电镀废水和铅的废水。含有电镀废水[36-37]。

5结语

化学方法是比较成熟和有效的。在电镀废水处理中得到了广泛的应用。适用于含铬、镍、氰化物、铜等电镀废水的处理。化学法具有突出的优点,但也有明显的缺点,如产生大量污泥、出水难回用等。今后的研究将集中在处理工艺的改进、污泥的综合利用、出水回用等方面。

利用工业污水处理化学法处理电镀废水的研究进展

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