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电镀废水多组分污染物组合控制技术浅析

来源:建树环保 2019-08-02 16:59:01 408

  电镀工业在现代工业中有着广泛而重要的应用,在我国经济社会发展中起着不可或缺的作用。同时,电镀也是一个高污染的行业。我国每年可排放约40亿立方米废水、5亿吨固体废物和3000万立方米酸性气体,其中50%以上不符合国家污染物排放标准。在电镀过程中,由于大量的原材料和淡水的消耗,电镀废水中伴随着大量的氰化物、锌、铬、酸碱等污染物。这些未经处理的废水一旦进入自然环境,将给当地生态和人类健康带来严重危害。

  由于我国电镀企业布局分散,污染源也分散,存在清洁生产技术水平低,自动化程度低,污染防治水平低,有效处理率低等一系列问题。同时,在生产过程中,由于电镀品种丰富,具体工艺环节不一样,必然会导致多种污染物联合排放的问题,如有机氰化物有机污染物共存和不同浓度的重金属离子。鉴于电镀废水的污染特性,电镀废水处理工程技术规范(HJ 2002-2010)强调需要对电镀废水进行收集和分类。 “十二五”期间,电镀行业的清洁有序发展为中国超过重金属减排总量的目标做出了突出贡献。 “十三五”明确规定:钢铁,水泥,石化,有色金属,玻璃,燃煤锅炉,造纸,印染,化工,焦化,氮肥,农副食品加工,原料医药制造,皮革,农药,电镀专注于行业,促进行业遵守减排。在新形势下,为了进一步响应国家号召,本文在系统识别电镀行业复合污染的原因和治理的基础上,提出了一种更有效的整体解决方案。

  1.电镀废水来源及特征

广东11选5分布走势图  由于电镀工业需要消耗大量的水,因此大多数工艺都以水作为溶剂。废水来源大致分类如下:(1)电镀生产过程中电镀零件的冲洗废水是电镀废水的主要来源之一。车间排放的废水中约80%或以上可产生多种无机有机污染物,如重金属离子、有机活性剂、稳定剂等。(二)在镀液过滤、剩余镀液、废镀液失效、变质、镀液产生高浓度污染物的废水清洗过程中。虽然这部分废水很小,但各种污染物的浓度很高。一般来说,它需要单独处理。(三)实验室用水主要包括电镀工艺分析、废水废气试验等实验室分析用水。水量不大,但成分比较复杂,一般排入电镀混合废水系统进行统一处理。(四)其他混水废水,如洗涤机械设备、车间地板等

  电镀工业中存在着多种复杂工艺,但各企业电镀废水的质量差异很大,但其共同特点是含有大量的重金属离子、酸、碱等污染物。常见的重金属离子污染物包括铬、铜、镍、锌、金、银和铅。常见的酸、碱污染物包括硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、氢氧化钠、碳酸钠等。此外,废水中还含有一定量的有机物、氨氮等。因此,根据不同类型的特征污染物,电镀废水一般进一步分为:(1)高浓度COD废水;(2)含氰废水;(3)重金属离子废水;(4)综合废水与多种污染物同时混合。考虑到电镀废水中污染物的多样性,由于电镀废水过程中各种有机物或氨氮的形成与重金属离子的相互作用,分离质量处理显得尤为重要,这给电镀废水的混合后处理带来了困难。例如,镀镍废水必须与氰化废水分开处理,因为镍和氰化物形成了氰化镍,是一种稳定而困难的化合物。在镀铜工艺中,焦磷酸盐镀铜产生的废水一般含有氨,需要与其它金属离子废水分开处理,否则会形成金属离子难以去除。

  2.电镀废水多组分污染控制技术

  2.1电镀废水的主要处理方法

  长期以来,电镀废水的处理主要基于对重金属的无害化控制和有机物的降解。可分为化学法、物理化学法和生化法。其中,化学沉淀法应用最广泛,主要是因为它具有投资少、工艺相对简单等一系列优点。但是,由于废水质量的波动、沉淀时间的长短、搅拌条件、管理水平等因素的影响,导致了出水水质的不稳定,污泥的分离和二次污染是不容忽视的。物理定律是在不改变物质的化学性质的情况下,根据不同的物理性质,从系统中分离和去除污染物。它一般用于水中悬浮物或重金属离子的分离、去除或浓缩,如吸附、蒸发浓缩、膜分离等。生化处理具有处理成本低、环境效益好、污泥少、无二次污染等优点,通过降解微生物代谢活性和吸附去除水中有机或无机污染物,具有广阔的应用前景。

  一般而言,不同的废水处理方法适用性不同,处理后的电镀废水排放难以达到标准,因此,如何取得良好的处理效果、低经济成本、操作简单、无二次污染、易于实现工业处理技术是电镀废水处理技术发展的趋势。为了实现这一目标,将两种或多种优势技术有效地结合起来,是电镀废水处理技术研究的主要内容和方向,如离子交换电沉积技术、化学膜分离技术、生物膜电解技术、生物膜分离技术等。

  2.2基于膜分离技术的组合控制方法

  膜分离技术是通过膜的选择性渗透来实现材料分离的一种手段,包括微滤、纳滤、超滤、反渗透、电渗析、扩散渗析等。膜分离法处理电镀废水,特别是铜、锌、镍电镀废水。具有效率高、操作简单、金属回收容易、无二次污染等特点。该技术还存在膜堵塞使用寿命短,单靠膜分离投资成本高等缺点。因此,通常需要在膜透析过程之前结合相应的过程,以最大限度地提高膜的净化效果,延长膜的使用寿命。将二氧化钛光催化技术引入云南某电镀厂电镀车间进行废水处理。预处理废水COD降低75%以上,降低了超滤、反渗透的运行负荷,延长了膜的清洗周期和使用寿命,使水回用率提高到85%。白新平将纳滤系统嵌入化学沉淀池,实现膜透析与化学沉淀的相互作用,可以更有效地去除溶液中的各种阳离子和重金属离子。

  2。3基于离子交换的组合控制方法

  离子交换法是聚合物树脂与溶液中物质离子交换的可逆反应。离子交换法适用于低污染电镀废水。它具有能耗低、化学试剂用量少、不产生污泥、处理效果好等优点,但运行成本高,设备需要维护,树脂易受污染。通过离子交换和其他技术的结合,可以进一步提高清洁生产水平,提高出水质量。张惠玲[15]用R32离子树脂吸附含铜离子的电镀废液。经过处理后,高浓度解吸液进入电解槽,实现了铜的回收利用,纯度高达99.7%。联合电解的优点是减少了设备运行的经济损失,减少了水资源消耗和对环境的影响。此外,离子交换法还可与膜透析技术相结合,充分发挥其在去除离子污染物方面的优势。刘国昌[16]通过离子交换和纳滤技术,成功地将Cr(VI)从Cl-中分离出来,浓缩到3200 mg/L,大大提高了铬的回收效率。

  2.4基于生物膜反应的组合控制方法

  生物膜处理是一种生物处理方法。目前,电镀废水中重金属的毒性问题是制约电镀废水生物处理工艺发展的关键问题之一。如何降低重金属对微生物生命活动的毒性,已引起越来越多的关注。膜生物反应器(MBR)是将生物处理技术与膜分离技术相结合的一种新型水处理技术。废水中污染物的去除主要是通过微生物的代谢,结合膜组件的高效分离,提高了废水处理效率。目前制约其广泛应用的主要因素是膜污染速度快,更换清洗成本高。刘星[19]采用生物膜水解反应器强化MBR处理工艺,可提高高浓度重金属对COD的去除率。Hanliming[20]将悬浮生物载体添加到MBR反应器中,形成混合MBR工艺(混合MBR)。与常规MBR工艺相比,添加悬浮生物载体改变了反应器内生物相丰度比,为微生物提供了更加多样化的生存环境,从而更有效地富集铜、镍和镍。铬、COD、氨氮、总氮等重金属的平均去除率分别为94。4%、74。8%和51。0%。

  3。总结

  对于电镀废水中不同浓度和不同类型的多组分污染物,应从污染物相互作用的角度,结合产生废物资源的最适当、最有效的控制技术。这样不仅认识到了各种工艺之间的优缺点,而且降低了设备维修的难度,从而促进了整个电镀工业的清洁生产。

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