电镀废水处理技术现状及其发展趋势

http://www.water.hc360.com2021年01月14日10:17 来源:表面处理园区产业联盟作者:纪家伟T|T

    慧聪水工业网 通过对金属表面进行电镀处理可以提升其外观的观赏性,同时也是对建筑表面的一种保护,但是随之而来的电镀废水污染问题一直困扰着人们,大量的有害物质存在与电镀废水中,不经处理就排放会对生态环境造成严重的破坏,因此加大对电镀废水处理技术的研究刻不容缓。针对各种电镀废水的性质,国内通常采用物理法、化学法、和生物法进行处理,本文对这些处理方法进行分析,并讨论了电镀废水处理技术的发展趋势。

    01电镀废水的来源

    电镀废水主要来源是在电镀生产过程中的镀件清洗用水、镀液过滤用水、钝化废水、镀件酸洗废水、刷洗地坪和极板的废水以及由于操作或管理不善引起的“跑、冒、滴、漏”产生的废水,另外还有废水处理过程中自用水的排放以及化验室的排水等。电镀废水的性质主要决定于化学清洗液和电镀液的性质,一般可分为四类,分别为含氰废水、含铬废水、酸性废水和碱性废水。废水中主要的污染物质均为各种金属离子,其次是酸类和碱类物质,有些电镀液还使用了颜料等其他物质,这些物质大部分是有机物。

    02电镀废水的危害

    电镀废水中的污染物较为复杂,水质成分不易控制,但总的来讲,可分为重金属离子废水、酸碱废水及含油脂类废水等,表现的成分却常常是同时含有多种污染物。其中有毒有害的物质有镉、铅、铬、镍、锡、锌、酸、碱、悬浮物、石油类物质、含氮化合物、表面活性剂及磷酸盐等。另外,目前采用氰化电镀工艺的厂家,其电镀废水中含有大量的氰化物。

    电镀废水未经处理排放,会污染饮用水和工业用水,对生态环境产生危害;酸碱废水会破坏水中微生物的生存环境,影响正常水源的酸碱度;含氰废水毒性很大,微量就能致人死亡;重金属离子属于致癌、致畸或致突变的剧毒物质,如果大量含有重金属离子的电镀废水不经处理直接排放,会通过食物链,在人体内富集而导致严重的健康问题,其中铬、锡和铜可导致肺癌;Cr(IV)的毒性较锡次之,但人体若大量摄人能够引起急性中毒,长期摄人也能引起慢性中毒;镍和铅在人体内有蓄积作用,长期摄人会引起慢性中毒。锡、铬、铅及铝四种物质均为国家一类有害物质,铜、锌毒性相对较小,是国家二类有害物质。

    03电镀废水的处理技术

    3.1化学方法

    化学方法就是向废水中投加化学药剂,通过化学反应改变废水中污染物的化学性质,使其转变成无害或易于与水分离的物质从废水中除去的处理工艺。从近几十年的国内外电镀废水处理技术发展趋势来看,电镀废水有80%采用化学法处理,化学法处理电镀废水,是目前国内外应用最广泛的电镀废水处理技术,技术上较为成熟。

    化学法包括铁氧体法、氧化还原法、沉淀法等,是一种传统和应用广泛的处理电镀废水方法,具有投资少,处理成本低,操作简单等特点,适用于各类电镀金属废水处理。但化学法的最大不足之处在于生产用水不能回收利用,浪费水资源且占用较大的场地。

    (1)铁氧体法

    铁氧体法是根据生产铁氧体的原理发展起来的处理方法该法处理重金属废水能一次脱除多种金属离子,尤其适用于混合重金属电镀废水的一次性处理,具有设备简单投资少,操作方便等特点,同时形成的污泥有较高的化学稳定性,容易进行微分离和脱水处理。此法在国内电镀业中应用较广,不适于大量废水处理,存在着处理后盐度高,而且不能处理含汞和络合物废水的缺点。

    (2)化学氧化法

    该方法主要用在含氰废水的处理。常用的氧化剂有氯系氧化剂、氧气、臭氧、过氧化氢等。该工艺是在碱性条件下,用氧化剂把游离氰离子以及与金属络合的氰离子氧化成氮气和二氧化碳。该方法能够彻底消除氰化物的污染问题,但是其出水水质较差,且不能回用。在处理混合废水时,易造成二次污染,而且通用氧化剂还有供货和毒性的问题有待于解决。

    (3)化学还原法

    该方法主要用在含铬废水的处理,其原理是用还原剂把毒性很大的Cr6+还原成毒性较低的Cr3+,然后利用中和沉淀法除去废水中的Cr3+。常用的还原剂有硫酸亚铁、亚硫酸盐、铁屑、二氧化硫等。使用铁屑法处理电镀含铬该方法的优点是处理后水能达到排放标准,并能回收利用氢氧化铬,设备操作比较简单,但铬污泥如存放不妥易引起二次污染。应用化学还原法处理含铬废水,碱化时一般用石灰,但废渣多;用NaOH或Na2CO3,则污泥少,但药剂费用高,处理成本大,这是化学还原法的缺点。

    (4)化学沉淀法

    化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物的方法。该法是一种较为成熟实用的电镀废水处理技术,且处理成本低,便于管理,处理后废水能达到排放标准。同时可以回收铬酸,复生碳酸钡。但钡盐来源、沉淀物分离以及污泥的二次污染尚须进一步解决。

    3.2物理法

    物理方法主要是对废水中悬浮的污染物质进行分离,在进行处理过程中并不会使物质的化学性质改变。

    (1)蒸发浓缩法

    所谓的蒸发浓缩回收法主要是采用蒸发的方式处理重金属电镀废水,使其溶液得以不断的浓缩,最终对其进行回收和利用。蒸发浓缩法一般在对含镍离子、银离子、铜离子和铬离子进行处理的时候比较适用。在电镀工业中往往选择蒸发浓缩处理法与其他方法连用的方式对重金属废水进行处理,其能够确保闭路循环的实现,属于一种非常成功的组合。采用蒸发浓缩法对电镀重金属废水进行处理具有十分简单成熟的工艺,而且不需要任何的化学试剂,所以并不会出现二次污染,可以对其中有价值的重金属进行回用,因此其环境效益和经济效益都非常高。然而因为其具有较高的操作费用和较大的能耗,因此只是将其用作一种辅助处理的方式。

    (2)反渗透法

    反渗透法具有十分简单的原理,其作为一种浓缩分离技术,主要是通过半透膜实施高压过滤,尤其是在对镀镉、镀铜、镀锌和镀镍废水进行处理的时候非常适用。其主要的特点就是全部采用物理操作的方式,回用或者综合利用产生于运转过程中的一部分浓缩液,在漂洗中回用稀液,除此之外并不会出现其他废弃物。

    3.3生物法

    生物处理技术主要是通过生物有机物或其代谢产物与重金属离子的相互作用达到净化废水的目的,是一种处理电镀废水的高新技术。具有简便实用,过程控制简单,污泥量少,二次污染少,高效益等优点。随着微生物的研究进展,生物处理金属日益受到人们的重视,采用生物技术处理电镀废水呈现发展势头。

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