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電鍍污水自然比電鍍廢水處理工藝復雜,電鍍污水處理有化學酸堿沉淀法、氧化還原法、離子置換法、蒸發(fā)濃縮法等,不同處理技術(shù)都有各自優(yōu)缺點。電鍍污水處理哪種處理工藝最切實可用?不同處理工藝主要去除電鍍污水中哪種物質(zhì)?先從電鍍污水處理工藝中進行分析。
01化學沉淀法
化學沉淀法是通過向廢水中投入藥劑,使溶解態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)化成不溶于水的化合物沉淀,再將其從水中分離出來,從而達到去除重金屬的目的。
化學沉淀法因為操作簡單,技術(shù)成熟,成本低,可以同時去除廢水中的多種重金屬等優(yōu)點,在電鍍污水處理中得到廣泛應用。
化學沉淀法的局限性
隨著污水排放標準的提高,傳統(tǒng)單一的化學沉淀法很難經(jīng)濟有效地處理電鍍污水,常常與其他工藝組合使用。
采用高級Fenton一化學沉淀法處理含螯合重金屬的廢水,使用零價鐵和過氧化氫降解螯合物,然后加堿沉淀重金屬離子,不僅可以去除鎳離子(去除率最高達98.4%),而且可以降低COD化學需氧量。
02氧化還原法
1.化學氧化法
化學氧化法在處理含氰電鍍污水上的效果尤為明顯。該方法把廢水中的氰根離子(CN一)氧化成氰酸鹽(CNO-),再將氰酸鹽(CNO-)氧化成二氧化碳和氮氣,可以徹底解決氰化物污染問題。
常用的氧化劑包括氯系氧化劑、氧氣、臭氧、過氧化氫等,其中堿性氯化法應用最廣。采用Fenton法處理初始總氰濃度為2.0mg/L的低濃度含氰電鍍污水,在反應初始pH為3.5,H202/FeSO4摩爾比為3.5:1,H202投加量5.0g/L,反應時間60min的最佳條件下,氰化物的去除率可達93%,總氰濃度可降至0_3mg/L。
2.化學還原法
化學還原法在電鍍污水處理中主要針對含六價鉻廢水。該方法是在廢水中加入還原劑(如FeSO、NaHSO3、Na2SO3、SO2、鐵粉等)把六價鉻還原為三價鉻,再加入石灰或氫氧化鈉進行沉淀分離。上述鐵氧體法也可歸為化學還原法。
該方法的主要優(yōu)點是技術(shù)成熟,操作簡單,處理量大,投資少,在工程應用中有良好的效果,但是污泥量大,會產(chǎn)生二次污染。采用硫酸亞鐵作為還原劑,處理80t/d的含總鉻7O~80mg/L的電鍍污水,出水總鉻小于1.5mg/L,處理費用為3.1元/t,具有很高的經(jīng)濟效益。
以焦亞硫酸鈉為還原劑處理含80mg/L六價鉻、pH為6~7的電鍍污水,出水六價鉻濃度小于0.2mg/L。
03電化學法
電化學法是指在電流的作用下,廢水中的重金屬離子和有機污染物經(jīng)過氧化還原、分解、沉淀、氣浮等一系列反應而得到去除。
該方法的主要優(yōu)點是去除速率快,可以完全打斷配合態(tài)金屬鏈接,易于回收利用重金屬,占地面積小,污泥量少,但是其極板消耗快,耗電量大,對低濃度電鍍污水的去除效果不佳,只適合中小規(guī)模的電鍍污水處理。
電化學法主要有電凝聚法、磁電解法、內(nèi)電解法等。
電凝聚法是通過鐵板或者鋁板作為陽極,電解時產(chǎn)生Fe2+、Fe或Al,隨著電解的進行,溶液堿性增大,形成Fe(OH)2、Fe(OH)3或AI(OH)3,通過絮凝沉淀去除污染物。
由于傳統(tǒng)的電凝聚法經(jīng)過長時間的操作,會使電極板發(fā)生鈍化,近年來高壓脈沖電凝聚法逐漸替代傳統(tǒng)的電混凝法,它不僅克服了極板鈍化的問題,而且電流效率提高20%~30%,電解時間縮短30%~40%,節(jié)省電能30%~40%,污泥產(chǎn)生量少,對重金屬的去除率可達96%~99%。
采用高壓脈沖電絮凝技術(shù)處理某電鍍廠的電鍍污水,Cu2十、Ni2、CN一和COD的去除率分別達到99.80%、99.70%、99.68%和67.45%。
電混凝法通常也與其他方法結(jié)合使用,利用電凝聚法和臭氧氧化法聯(lián)合處理電鍍污水,以鐵和鋁做極板,出水六價鉻、鐵、鎳、銅、鋅、鉛、TOC(總有機碳)、COD的去除率分別為99.94%、100.00%、95.86%、98.66%、99.97%、96.81%、93.24%和93.43%。
近年來內(nèi)電解法受到廣泛關(guān)注。內(nèi)電解法利用了原電池原理,一般向廢水中投加鐵粉和炭粒,以廢水作為電解質(zhì)媒介,通過氧化還原、置換、絮凝、吸附、共沉淀等多種反應的綜合作用,可以一次性去除多種重金屬離子。
該方法不需要電能,處理成本低,污泥量少。通過靜態(tài)試驗研究了鐵碳微電解法對模擬電鍍污水的COD及銅離子的去除效果,去除率分別達到了59.01%和95.49%。然而,采用微電解反應柱研究連續(xù)流的運行結(jié)果顯示,14d后微電解出水的COD去除率僅為10%~15%,銅的去除率降低至45%~50%之間,可見需要定期更換填料或?qū)μ盍线M行再生。
04膜分離技術(shù)
膜分離技術(shù)主要包括微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)、電滲析(ED)、液膜(Lv)等,利用膜的選擇透過性來對污染物進行分離去除。
該方法去除效果好,可實現(xiàn)重金屬回收利用和出水回用,占地面積小,無二次污染,是一種很有發(fā)展前景的技術(shù),但是膜的造價高,易受污染。
對膜技術(shù)在電鍍污水處理中的應用和效果進行了分析,結(jié)果表明:結(jié)合常規(guī)廢水處理工藝與膜生物反應器(MBR)組合工藝,電鍍污水被處理后的水質(zhì)達到排放標準;電鍍綜合廢水經(jīng)UF凈化、RO和NF兩段脫鹽膜的集成工藝處理后,水質(zhì)達到回用水標準,RO和NF產(chǎn)水的電導率分別低于100gS/cm和1000gS/cm,COD分別約為5mg/L和10mg/L;鍍鎳漂洗廢水通過RO膜后,鎳的濃縮高達25倍以上,實現(xiàn)了鎳的回收,RO產(chǎn)水水質(zhì)達到回用標準。
投資與運行費用分析表明:工程運行1年多即可收回RO濃縮鎳的設備費用。
液膜法并不是采用傳統(tǒng)的固相膜,而是懸浮于液體中很薄的一層乳液顆粒,是一種類似溶劑萃取的新型分離技術(shù),包括制膜、分離、凈化及破乳過程。
05離子交換法
離子交換法是利用離子交換劑對廢水中的有害物質(zhì)進行交換分離,常用的離子交換劑有腐殖酸物質(zhì)、沸石、離子交換樹脂、離子交換纖維等。離子交換的運行操作包括交換、反洗、再生、清洗四個步驟。
此方法具有操作簡單、可回收利用重金屬、二次污染小等特點,但離子交換劑成本高,再生劑耗量大。
使用鈦酸酯偶聯(lián)劑將1一Fe203與丙烯酸甲酯共聚,在堿性條件下進行水解,制備出磁性弱酸陽離子交換樹脂NDMC一1。
通過對重金屬Cu的吸附研究發(fā)現(xiàn),NDMC—l樹脂粒徑較小、外表面積大,因而具有較快的動力學性能。
06蒸發(fā)濃縮法
蒸發(fā)濃縮法是通過加熱對電鍍污水進行蒸發(fā),使液體濃縮達到回用的效果。一般適用于處理含鉻、銅、銀、鎳等重金屬濃度高的廢水,用其處理濃度低的重金屬廢水時耗能大,不經(jīng)濟。
在處理電鍍污水中,蒸發(fā)濃縮法常常與其他方法一起使用,可實現(xiàn)閉路循環(huán),效果不錯,比如常壓蒸發(fā)器與逆流漂洗系統(tǒng)聯(lián)合使用。蒸發(fā)濃縮法操作簡單,技術(shù)成熟,可實現(xiàn)循環(huán)利用,但是濃縮后的干固體處置費用大,制約了它的應用,目前一般只作為輔助處理手段。
電鍍廢水處理工藝中化學法經(jīng)濟性偏高,也不能完全去除物質(zhì),要和其它處理工藝結(jié)合。電解法處理成本低,污泥量少,目前應用較為廣泛。膜分離法二次污染少,效率高,節(jié)能效果也很好,是新型電鍍污水處理工藝之一。而離子交換法可以有效去除重金屬離子,但是成本較高,只適應于一些重金屬離子廢水。