1. 電鍍廢水含什麼成分,一般怎麼處理
電鍍廢水中主要含有鉻、鋅、銅、鎘、鉛、鎳等重金屬離子以及酸、鹼,尤其是在氰化電鍍工藝中,廢水中含有大量的氰化物. 這些污染物具有很大的毒性,並存在致癌的危險。
電鍍廢水的水質、水量與電鍍生產的工藝條件、生產負荷、操作管理與用水方式等因素有關。電鍍廢水的水質復雜,成分不易控制,其中含有鉻、鎘、鎳、銅、鋅、金、銀等重金屬離子和氰化物等,有些屬於致癌、致畸、致突變的劇毒物質。
廢水特性
前處理
對於金屬基體材料,其電鍍的可分為:
1、物理處理(包括磨光、拋光、噴砂、滾光、刷光等)
2、化學處理(包括除油、除銹和侵蝕等)
3、電化學處理(包括電化學除油和電化學侵蝕等)
除油過程中常用鹼性化合物如NaOH、Na2CO3、Na3PO4、Na2SiO3等,對於油污特別嚴重的零件有時還用煤油、汽油、丙酮、甲苯、三氯乙烯、四氯化碳等有機溶劑除油,再進行化學鹼性除油。為去除某些礦物油,通常在除油液中加一定量的乳化劑,如OP乳化劑、AE乳化劑、三乙醇胺油酸皂等。因此除油過程中產生的清洗廢水以及更新廢液都是鹼性廢水,常含有油類及其它有機化合物。
酸洗除銹常用的有鹽酸、硫酸,為防止鍍件基體的腐蝕,常加入某些緩蝕劑如硫脲、磺化煤焦油、烏洛托品聯苯胺等。酸洗除銹過程產生的清洗水一般酸度都較高,含有重金屬離子及少量有機添加劑。
前處理廢水是電鍍廢水處理中的重要組成部分,約占電鍍廢水總量的50%,廢水中含有一定的鹽份、游離酸、有機化合物等,組分變化很大,隨鍍種、前處理工藝以及工廠管理水平等而變。
鍍層漂洗
鍍層漂洗水是電鍍作業中重金屬污染的主要來源。電鍍液的主要成分是金屬鹽和絡合劑,包括各種金屬的硫酸鹽、氯化物、氟硼酸鹽等以及氰化物、氯化銨、氨三乙酸、焦磷酸鹽、有機膦酸等。除此之外,為改善鍍層性質,往往還在鍍液中添加某些有機化合物,如作為整平劑的香豆素、丁炔二醇、硫脲,作為光亮劑的有糖精、香草醛、苄叉丙酮、對甲苯磺醯胺、苯磺酸等。因此鍍件漂洗廢水中除含有重金屬離子外,還含有少量的有機物。漂洗廢水的排放量以及重金屬離子的種類與濃度隨鍍件的物理形狀、電鍍液的配方、漂洗方法以及電鍍操作管理水平等諸多因素而變。特別是漂洗工藝對廢水中重金屬的濃度影響很大,直接影響到資源的回收和廢水的處理效果。
鍍層後
鍍層後處理主要包括漂洗之後的鈍化、不良鍍層的退鍍以及其他特殊的表面處理。後處理過程中同樣產生大量的重金屬廢水。一般來說,常含有Cr6+ 、Cu2+、Ni2+、Zn2+、Fe2+等重金屬;H2SO4、HCl、H3BO3、H3PO4、NaOH、Na2CO3等酸鹼物質;甘油、氨三乙酸、六次甲基四胺、防染鹽、醋酸等有機物質。總的來說,這類鍍層後處理廢水復雜多變,水量也不穩定,一般都與混合廢水或酸鹼廢水合並處理。
電鍍廢液
電鍍、鈍化、退鍍等電鍍作業中常用的槽液經長期使用後或積累了許多其他的金屬離子,或由於某些添加劑的破壞,或某些有效成分比例失調等原因而影響鍍層或鈍化層的質量。因此許多工廠為控制這些槽液中的雜質在工藝許可的范圍內,將槽液廢棄一部分,補充新溶液,也有的工廠將這些失效的槽液全部棄去。這些廢棄的各種濃度液一般重金屬離子濃度都很高,積累的雜質也很多,不僅污染物的種類不同,而且主要污染物的濃度、其他金屬雜質離子的濃度以及溶液介質也都往往有較大的差異。這些差異決定了這些廢水的處理技術上的多樣性和工藝上的特殊性。
電鍍廢水處理
目前普遍採用的工藝一般是物化法處理。處理方法較多,有效的也不少,但可以做到整體達標的並不多。
電鍍和金屬加工業廢水中鋅的主要來源是電鍍或酸洗的拖帶液。污染物經金屬漂洗過程又轉移到漂洗水中。酸洗工序包括將金屬(鋅或銅)先浸在強酸中以去除表面的氧化物,隨後再浸入含強鉻酸的光亮劑中進行增光處理。該廢水中含有大量的鹽酸和鋅、銅等重金屬離子及有機光亮劑等,毒性較大,有些還含致癌、致畸、致突變的劇毒物質,對人類危害極大。因此,對電鍍廢水必須認真進行回收處理,做到消除或減少其對環境的污染。
電鍍廢水處理設備由調節池、加葯箱、還原池、中和反應池、pH調節池、絮凝池、斜管沉澱池、廂式壓濾機、清水池、氣浮反應,活性炭過濾器等組成。
1.氣浮法
氣浮法是向水中通入空氣,產生微小氣泡,由於氣泡與細小懸浮物之間黏附,形成浮選體,利用氣泡的浮升作用,上浮到水面,形成泡沫或浮渣,從而使水中的懸浮物質得以分離。按照氣泡產生方式的不同,可分為充氣氣浮、溶氣氣浮和電解氣浮三類。
氣浮法是代替沉澱法的新型固液分離手段,1978年上海同濟大學首次應用氣浮法處理電鍍重金屬廢水處理獲得成功。隨後,因處理過程連續化,設備緊湊,佔地少,便於自動化而得到了廣泛的應用。
氣浮法固液分離技術適應性強,可處理鍍鉻廢水、含鉻鈍化廢水以及混合廢水。不僅可去除重金屬氫氧化物,而且可以去除其他懸浮物、乳化油、表面活性劑等。氣浮法用於處理鍍鉻廢水的原理是:在酸性的條件下硫酸亞鐵和六價鉻進行氧化還原反應,然後在鹼性條件下產生絮凝體,在無數微細氣泡作用下使絮凝體浮出水面,使水質變清。
2.離子交換法
離子交換法主要是利用離子交換樹脂中的交換離子同電鍍廢水中的某些離子進行交換而將其除去,使廢水得到凈化的方法。
國內用離子交換技術處理電鍍廢水是從20世紀60年代開始進行試驗研究的,到70 年代末,因為迫切需要解決環境污染問題,這一技術得到了很大發展,當前已成為處理電鍍廢水和回收某些金屬的有效手段之一,也是使某些鍍種的電鍍廢水達到閉路循環的一個重要環節。但是採用離子交換法的投資費用很高,系統設計和操作管理較為復雜,一般的中小型企業難以適應,往往由於維修、管理等不善而達不到預期的效果,因此,在推廣應用上受到了一定的限制。
當前,國內對含鉻、含鎳等電鍍廢水採用離子交換法處理較為普遍,在設計、運行和管理上已有較為成熟的經驗。經處理後水能達到排放標准,且出水水質較好,一般能循環使用。樹脂交換吸附飽和後的再生洗脫液經電鍍工藝成分調整和凈化後能回用於鍍槽,基本實現閉路循環。另外,離子交換法也可用於處理含銅、含鋅、含金等廢水。
3.電解法
電解法主要是使廢水中的有害物質通過電解過程在陽、陰兩極上分別發生氧化和還原反應,轉化成無害物質;或利用電極氧化和還原產物與廢水中的有害物質發生化學反應,生成不溶於水的沉澱物,然後分離除去或通過電解反應回收金屬。國內在20世紀60年代開始用電解法處理電鍍含鉻廢水,70年代末對含銀、銅等廢水進行實驗研究,回收銀、銅等金屬,取得了很好的效果。
電解法處理電鍍廢水一般用於中、小型廠,其主要特點是不需投加處理葯劑,流程簡單,操作方便,占生產場地少,同時由於回收的金屬純度高,用於回收貴重金屬有很好的經濟效益。但當處理水量較大時,電解法的耗電較大,消耗的鐵極板量也較大,同時分離出來的污泥與化學處理法一樣不易處置,所以已較少採用。
4.萃取法
萃取法是利用一種不溶於水而能溶解水中某種物質(稱溶質或萃取物)的溶劑投加入廢水中,使溶質充分溶解在溶劑內,從而從廢水中分離除去或回收某種物質的方法。萃取操作過程包括混合、分離和回收三個主要工序。
幾種典型的工藝流程
☆自來水----水泵----多介質過濾器----活性炭過濾器----自動加葯裝置----保安過濾器----高壓泵----一級反滲透----中間水箱----高壓泵----二級反滲透----純水箱----純水泵 新工藝
☆漂洗水----水箱----水泵----多介質過濾器----保安過濾器----超濾----電鍍液回收桶
☆漂洗水----水箱----水泵----多介質過濾器----保安過濾器----超濾----電鍍液回收桶----高壓泵----反滲透----清洗水箱
2. 電鍍廢水有機污染物的來源主要是來自於哪裡
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1.1 電鍍前處理中有機物的產生 電鍍鍍前處理其目的是為了在後面的電鍍中得到良好的 鍍層而進行表面整平、除油脫脂、侵蝕等工藝過程。其產生的污染物為非離子型表面活性劑、陰離子型表面活性劑及其它部分助劑(如緩蝕劑等)、礦物油及蠟油類 等有機物類污染物,其水質為酸性或鹼性。表面整平過程沖刷的污水中主要的污染物包括懸浮物及少量重金屬離子、總氮及COD。除油脫脂過程主要是去除工件上 附著的動植物油和礦物油。其主要的方法包括有機溶劑除油、化學除油、電化學除油等[5]。有機溶劑除油過程中常用的有機溶劑包括汽油、煤油、苯、二甲苯、 丙酮、三氯乙烯、四氯乙烯、四氯化碳及酒精等。化學除油是普遍使用的除油方法,它是指利用油污中的動植物油的皂化作用及乳化作用將其從零件上除去的過程。 皂化反應就是油脂與除油液中的鹼發生化學反應生成成肥皂的過程。礦物油是靠乳化作用而除去的,乳化劑是一種表面活性物質。電化學除油,是在鹼性溶液中零件 為陽極或陰極,在直流電的作用下將零件表面的油脂除去。依靠電解的作用可以強化除油效果,能使油脂徹底除凈。侵蝕分為一般侵蝕和弱侵蝕兩種,前者主要用於 去除零件表面油和銹蝕產物,而後者主要去除金屬工件表面的薄層氧化物。侵蝕過程中帶來了少量的COD及總氮污染物,且對廢水的pH值具有較大的影響。 1.2 電鍍過程中有機物的產生 電鍍過程中產生有機物的廢水主要來於電鍍工序的清洗 水,主要含有濃度較高的各種金屬離子,而其中的有機物則主要是電鍍液中添加的各種光亮劑,這些光亮劑一般均為多組分混合高分子有機化合物。由於所鍍物質的 不同,採用的電鍍液也不一樣,下面介紹常見的電鍍液中的有機物含量及種類。 氰化鍍銅工藝是以氰化物作為絡合劑,鍍液為強鹼性, 其中主要有氰化亞銅、氰
化鈉、酒石酸鉀鈉、硫氰酸鉀及少量的氫氧化鈉、碳酸鈉及硫酸錳等,主要有機物為酒石酸鉀鈉。全光亮酸性鍍銅是一種具有高整平全光亮 的強酸性鍍銅工藝。鍍液主要成分由硫酸銅和硫酸組成。所用的有機添加劑可分為光亮劑和表面活性劑兩類。焦磷酸鹽鍍銅是一種以焦磷酸鉀為絡合劑的弱鹼性鍍銅 工藝,其鍍液的主要成分為焦磷酸銅鹽和焦磷酸鉀鹽的絡合劑。化學鍍銅主要用於非導體材料的金屬化處理。化學鍍銅經常採用甲醛作為還原劑,其鍍液中的其他成 分還包括硫酸銅、酒石酸鉀鈉、EDTA鈉鹽、氫氧化鈉、甲醇及亞鐵氰化鉀等。另外,數年前國內開發了HEDP、檸檬酸一酒石酸以及三乙醇胺鍍銅,其中 HEDP鍍銅適於鋼鐵件的直接鍍銅,而一般的焦磷酸鹽鍍銅液則不適用。 電鍍鎳漂洗廢水中的有機污染物主要來源於電鍍液中添加的各種光亮劑、整平劑以及其他功能的添加劑這些有機添加劑不僅是環境污染物,還會給後續的廢水回用和金屬回收工藝帶來不良影響。 鍍鉻的電鍍液中有機物種類較少,主要為醋酸以及醋酸鹽類物質。 印刷線路板電鍍過程中添加的葯劑包括各種酸鹼及甲醛、酒石酸鉀鈉、EDTA二鈉及各種光亮劑、添加劑等。其水中的污染物除濃度極高的重金屬離子(主要是銅離子)外還有濃度較高的氨氮及一部分COD和磷酸鹽等。 除此之外,很多合金電鍍及貴重金屬電鍍工藝,其電鍍 工藝五花八門,廢水中也包含了大量的重金屬離子及絡合有機物、光亮劑等。不過,總的說來電鍍過程產生的漂洗水的COD值並不高,但又由於其成分比較復雜, 不同的工藝採用的電鍍液也不相同,給特徵污染物的確定帶來了難度,進而給生化帶來了一定的影響。 1.3 電鍍後處理中有機物的產生 電鍍後處理過程是指工件在鍍上金屬鍍層之後對其進行 的清潔、乾燥、包裝、
拋光、鈍化、光澤處理、浸表面活性劑脫水處理或者為增加防腐性而採取的化學抗腐蝕處理。有時為了鍍件表面的穩定,也常塗抹一層抗暗或 抗蝕的有機膜。這部分廢水有機物濃度不高,而且這部分廢水占電鍍廢水的比例很低,因此電鍍後處理廢水中有機物並不是電鍍廢水有機物中關注的重點。
3. 一般的電鍍廢水中的主要成分
這個要看你是採用什麼電鍍工藝,產生的是哪些槽子的廢水,總的來說,有一個恆專量標准屬,需氧量 COD,
COD(化學需氧量)是在一定的條件下,採用一定的強氧化劑處理水樣時,所消耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質多少的一個指標。水中的還原性物質有各種有機物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等。但主要的是有機物。因此,化學需氧量(COD)又往往作為衡量水中有機物質含量多少的指標。化學需氧量越大,說明水體受有機物的污染越嚴重。 化學需氧量(COD)的測定,隨著測定水樣中還原性物質以及測定方法的不同,其測定值也有不同。目前應用最普遍的是酸性高錳酸鉀氧化法與重鉻酸鉀氧化法。高錳酸鉀(KMnO4)法,氧化率較低,但比較簡便,在測定水樣中有機物含量的相對比較值時,可以採用。重鉻酸鉀(K2Cr2O7)法,氧化率高,再現性好,適用於測定水樣中有機物的總量
4. 電鍍廢水危害
氰化鈉用於金屬電鍍。氰化物是劇毒物質。HCN人的口服致死量平均為50毫克,氰化鈉約100毫克,氰化鉀約120毫克。可見氰化物對人體的危害是很嚴重的。
氰化物對魚類及其他水生物的危害較大。水中氰化物含量摺合成氰離子(CN-)濃度為0.04~0.1毫克/升時,就能使魚類致死。對浮游生物和甲殼類生物的CN-最大容許濃度為0.01毫克/升。氰化物在水中對魚類的毒性還與水的pH值、溶解氧及其他金屬離子的存在有關。另外含氰廢水還會造成農業減產,牲畜死亡等等。
電鍍廢水的危害
◆ 氰化物:氰化物是極毒物質,特別是在酸性條件下,它變成劇毒的氫氰酸。含氰廢水必須先經過處理,才可排入水道或河流中。人的口服致死量氰化鉀為120mg、氰化鈉為100mg;長期飲用含氰0.14mg/dm3的水會出現頭疼、頭暈、心悸等症狀。
◆ 六價鉻和三價鉻:鉻有三價(Cr3+)和六價(Cr6+)之分。實驗證明六價鉻的毒性比三價鉻高100倍,可在人、魚和植物體內蓄積。六價鉻對人體皮膚、呼吸系統以及內臟都有傷害,能致呼吸道癌,主要是支氣管癌。
◆ 鉛和鉛化物:鉛及其化合物對人體是有害元素。水體中鉛會引起魚類、水生物等中毒,嚴重者甚至死亡。鉛經飲用水或食物進入人體消化道後,有5%~10%被人體吸收,當蓄積過量後,在骨骼中的鉛會引起內源性中毒。當血鉛到60~80μg/100cm3時,就會出現頭疼、疲乏、記憶衰退、失眠、食慾不振等症狀。
◆ 鎳和鎳化合物:鎳進入人體後主要存在於脊髓、腦、五臟中,以肺為主。其毒性主要表現在抑制酶系統。鎳及其鎳鹽類對電鍍工人的毒害主要是鎳皮炎。
◆ 銅和銅化合物:銅是生命所必需的微量元素之一,但過量的銅對人體和動、植物都有害。皮膚接觸銅化合物,可發生皮炎和濕疹,在接觸高濃度桶化合物時可發生皮膚壞死。
◆ 鋅和鋅化合物:鋅是人體必需的微量元素之一,正常人每天從食物中吸收鋅10~15mg。過量的鋅會引起急性腸胃炎症狀,如惡心、嘔吐,同時伴有頭暈、周身無力等。
5. 電鍍廢水特點
電鍍廢水的成分非常復雜,除含氰(CN-)廢水和酸鹼廢水外,重金屬廢水是電鍍業潛在危害性極大的廢水類別。根據重金屬廢水中所含重金屬元素進行分類,一般可以分為含鉻(Cr)廢水、含鎳(Ni)廢水、含鎘(Cd)廢水、含銅(Cu)廢水、含鋅(Zn)廢水、含金(Au)廢水、含銀(Ag)廢水等。
一般情況水的酸性強 也有少量呈鹼性的 其中重金屬含量隨表面活性劑、光亮劑、以及生產工藝的不同而變化。
通常鍍貴重金屬的廠家都做金屬回收,水也做了中水回用
鍍塑料的一般重金屬含量比較低是一種水
鍍金屬的要看加工的物品和數量
但通常電鍍水中鉻含量都比較高
至於處理方法有下面幾種,主要是根據成本和出水要求而定方法
化學沉澱
化學沉澱法是使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變為不溶於水的重金屬化合物的方法,包括中和沉法和硫化物沉澱法等。
中和沉澱法
在含重金屬的廢水中加入鹼進行中和反應,使重金屬生成不溶於水的氫氧化物沉澱形式加以分離。中和沉澱法操作簡單,是常用的處理廢水方法。實踐證明在操作中需要注意以下幾點[1]:(1)中和沉澱後,廢水中若pH值高,需要中和處理後才可排放;(2)廢水中常常有多種重金屬共存,當廢水中含有Zn、Pb、Sn、Al等兩性金屬時,pH值偏高,可能有再溶解傾向,因此要嚴格控制pH值,實行分段沉澱;(3)廢水中有些陰離子如:鹵素、氰根、腐植質等有可能與重金屬形成絡合物,因此要在中和之前需經過預處理;(4)有些顆粒小,不易沉澱,則需加入絮凝劑輔助沉澱生成。
硫化物沉澱法
加入硫化物沉澱劑使廢水中重金屬離子生成硫化物沉澱除去的方法。與中和沉澱法相比,硫化物沉澱法的優點是:重金屬硫化物溶解度比其氫氧化物的溶解度更低,而且反應的pH值在7—9之間,處理後的廢水一般不用中和。硫化物沉澱法的缺點是[2]:硫化物沉澱物顆粒小,易形成膠體;硫化物沉澱劑本身在水中殘留,遇酸生成硫化氫氣體,產生二次污染。為了防止二次污染問題,英國學者研究出了改進的硫化物沉澱法,即在需處理的廢水中有選擇性的加入硫化物離子和另一重金屬離子(該重金屬的硫化物離子平衡濃度比需要除去的重金屬污染物質的硫化物的平衡濃度高)。由於加進去的重金屬的硫化物比廢水中的重金屬的硫化物更易溶解,這樣廢水中原有的重金屬離子就比添加進去的重金屬離子先分離出來,同時防止有害氣體硫化氫生成和硫化物離子殘留問題。
螯合沉澱法
加入螯合沉澱劑(如DTCR)使其發生螯合沉澱。該方法有出水穩定達標效果好,適用條件廣,無二次污染,污泥含水率低,污泥便於回收,同時設備要求簡單,實施方便等特點。缺點在於價格偏高。
氧化還原處理
化學還原法
電鍍廢水中的Cr主要以Cr6+離子形態存在,因此向廢水中投加還原劑將Cr6+還原成微毒的Cr3+後,投加石灰或NaOH產生Cr(OH)3沉澱分離去除。化學還原法治理電鍍廢水是最早應用的治理技術之一,在我國有著廣泛的應用,其治理原理簡單、操作易於掌握、能承受大水量和高濃度廢水沖擊。根據投加還原劑的不同,可分為FeSO4法、NaHSO3法、鐵屑法、SO2法等。
應用化學還原法處理含Cr廢水,鹼化時一般用石灰,但廢渣多;用NaOH或Na2CO3,則污泥少,但葯劑費用高,處理成本大,這是化學還原法的缺點。
鐵氧體法
鐵氧體技術是根據生產鐵氧體的原理發展起來的。在含Cr廢水中加入過量的FeSO4,使Cr6+還原成Cr3+, Fe2+氧化成Fe3+,調節pH值至8左右,使Fe離子和Cr離子產生氫氧化物沉澱。通入空氣攪拌並加入氫氧化物不斷反應,形成鉻鐵氧體。其典型工藝有間歇式和連續式。鐵氧體法形成的污泥化學穩定性高,易於固液分離和脫水。鐵氧體法除能處理含Cr廢水外,特別適用於含重金屬離子的電鍍混合廢水。我國應用鐵氧體法已經有幾十年歷史,處理後的廢水能達到排放標准,在國內電鍍工業中應用較多。
鐵氧體法具有設備簡單、投資少、操作簡便、不產生二次污染等優點。但在形成鐵氧體過程中需要加熱(約70oC),能耗較高,處理後鹽度高,而且有不能處理含Hg和絡合物廢水的缺點。
電解法
電解法處理含Cr廢水在我國已經有二十多年的歷史,具有去除率高、無二次污染、所沉澱的重金屬可回收利用等優點。大約有30多種廢水溶液中的金屬離子可進行電沉積。電解法是一種比較成熟的處理技術,能減少污泥的生成量,且能回收Cu、Ag、Cd等金屬,已應用於廢水的治理。不過電解法成本比較高,一般經濃縮後再電解經濟效益較好。
近年來,電解法迅速發展,並對鐵屑內電解進行了深入研究,利用鐵屑內電解原理研製的動態廢水處理裝置對重金屬離子有很好的去除效果。
另外,高壓脈沖電凝系統(High Voltage Electrocagulation System)為當今世界新一代電化學水處理設備,對表面處理、塗裝廢水以及電鍍混合廢水中的Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、CN-等污染物有顯著的治理效果。高壓脈沖電凝法比傳統電解法電流效率提高20%—30%;電解時間縮短30%—40%;節省電能達到30%—40%;污泥產生量少;對重金屬去除率可達96%一99%[3]。
溶劑萃取分離
溶劑萃取法[4]是分離和凈化物質常用的方法。由於液一液接觸,可連續操作,分離效果較好。使用這種方法時,要選擇有較高選擇性的萃取劑,廢水中重金屬一般以陽離子或陰離子形式存在,例如在酸性條件下,與萃取劑發生絡合反應,從水相被萃取到有機相,然後在鹼性條件下被反萃取到水相,使溶劑再生以循環利用。這就要求在萃取操作時注意選擇水相酸度。盡管萃取法有較大優越性,然而溶劑在萃取過程中的流失和再生過程中能源消耗大,使這種方法存在一定局限性,應用受到很大的限制。
吸附法
吸附法是利用吸附劑的獨特結構去除重金屬離子的一種有效方法。利用吸附法處理電鍍重金屬廢水的吸附劑有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖樹脂等。活性炭裝備簡單,在廢水治理中應用廣泛,但活性炭再生效率低,處理水質很難達到回用要求,一般用於電鍍廢水的預處理。腐植酸類物質是比較廉價的吸附劑,把腐植酸做成腐植酸樹脂用以處理含Cr、含Ni廢水已有成功經驗。有相關研究表明,殼聚糖及其衍生物是重金屬離子的良好吸附劑,殼聚糖樹脂交聯後,可重復使用10次,吸附容量沒有明顯降低[5]。利用改性的海泡石治理重金屬廢水對Pb2+、Hg2+、Cd2+有很好的吸附能力,處理後廢水中重金屬含量顯著低於污水綜合排放標准。另有文獻報道蒙脫石也是一種性能良好的粘土礦物吸附劑,鋁鋯柱撐蒙脫石在酸性條件下對Cr 6+的去除率達到99%,出水中Cr 6+含量低於國家排放標准,具有實際應用前暑[6]。
膜分離技術
膜分離法是利用高分子所具有的選擇性來進行物質分離的技術,包括電滲析、反滲透、膜萃取、超過濾等。用電滲析法處理電鍍工業廢水,處理後廢水組成不變,有利於回槽使用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金屬離子廢水都適宜用電滲析處理,已有成套設備。反滲透法已大規模用於鍍Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金屬廢水處理。採用反滲透法處理電鍍廢水,已處理水可以回用,實現閉路循環。液膜法治理電鍍廢水的研究報道很多,有些領域液膜法已由基礎理論研究進入到初步工業應用階段,如我國和奧地利均用乳狀液膜技術處理含Zn廢水,此外也應用於鍍Au廢液處理中[7]。膜萃取技術是一種高效、無二次污染的分離技術,該項技術在金屬萃取方面有很大進展。
離子交換處理法
離子交換處理法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質的方法,應用的離子交換劑有離子交換樹脂、沸石等等,離子交換樹脂有凝膠型和大孔型。前者有選擇性,後者製造復雜、成本高、再生劑耗量大,因而在應用上受到很大限制。離子交換是靠交換劑自身所帶的能自由移動的離子與被處理的溶液中的離子通過離子交換來實現的。推動離子交換的動力是離子間濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和能力,多數情況下離子是先被吸附,再被交換,離子交換劑具有吸附、交換雙重作用。這種材料的應用越來越多,如膨潤土[11],它是以蒙脫石為主要成分的粘土,具有吸水膨脹性好、比表面積大、較強的吸附能力和離子交換能力,若經改良後其吸附及離子交換的能力更強。但是卻較難再生,天然沸石在對重金屬廢水的處理方面比膨潤土具有更大的優點:沸石[9]是含網架結構的鋁硅酸鹽礦物,其內部多孔,比表面積大,具有獨特的吸附和離子交換能力。研究表明[10],沸石從廢水中去除重金屬離子的機理,多數情況下是吸附和離子交換雙重作用,隨流速增加,離子交換將取代吸附作用佔主要地位。若用NaCl對天然沸石進行預處理可提高吸附和離子交換能力。通過吸附和離子交換再生過程,廢水中重金屬離子濃度可濃縮提高30倍。沸石去除銅,在NaCl再生過程中,去除率達97%以上,可多次吸附交換,再生循環,而且對銅的去除率並不降低。
生物處理技術
由於傳統治理方法有成本高、操作復雜、對於大流量低濃度的有害污染難處理等缺點,經過多年的探索和研究,生物治理技術日益受到人們的重視。隨著耐重金屬毒性微生物的研究進展,採用生物技術處理電鍍重金屬廢水呈現蓬勃發展勢頭,根據生物去除重金屬離子的機理不同可分為生物絮凝法、生物吸附法、生物化學法以及植物修復法。
生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或微生物產生的代謝物進行絮凝沉澱的一種除污方法。微生物絮凝劑是一類由微生物產生並分泌到細胞外,具有絮凝活性的代謝物。一般由多糖、蛋白質、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質構成,分子中含有多種官能團,能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉澱。至目前為止,對重金屬有絮凝作用的約有十幾個品種,生物絮凝劑中的氨基和羥基可與Cu2+、 Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬離子形成穩定的鰲合物而沉澱下來。應用微生物絮凝法處理廢水安全方便無毒、不產生二次污染、絮凝效果好,且生長快、易於實現工業化等特點。此外,微生物可以通過遺傳工程、馴化或構造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有廣闊的應用前景。
生物吸附法
生物吸附法是利用生物體本身的化學結構及成分特性來吸附溶於水中的金屬離子,再通過固液兩相分離去除水溶液中的金屬離子的方法。利用胞外聚合物分離金屬離子,有些細菌在生長過程中釋放的蛋白質,能使溶液中可溶性的重金屬離子轉化為沉澱物而去除。生物吸附劑具有來源廣、價格低、吸附能力強、易於分離回收重金屬等特點,已經被廣泛應用。
生物化學法
生物化學法指通過微生物處理含重金屬廢水,將可溶性離子轉化為不溶性化合物而去除。硫酸鹽生物還原法是一種典型生物化學法。該法是在厭氧條件下硫酸鹽還原菌通過異化的硫酸鹽還原作用,將硫酸鹽還原成H2S,廢水中的重金屬離子可以和所產生的H2S反應生成溶解度很低的金屬硫化物沉澱而被去除,同時H2SO4的還原作用可將SO42-轉化為S2-而使廢水的pH值升高。因許多重金屬離子氫氧化物的離子積很小而沉澱。有關研究表明,生物化學法處理含Cr 6+濃度為30—40mg/L的廢水去除率可達99.67%—99.97%[11]。有人還利用家畜糞便厭氧消化污泥進行礦山酸性廢水重金屬離子的處理,結果表明該方法能有效去除廢水中的重金屬。趙曉紅等人[12]用脫硫腸桿菌(SRV)去除電鍍廢水中的銅離子,在銅質量濃度為246.8 mg/L的溶液,當pH為4.0時,去除率達99.12%。
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6. 電鍍廢水中一般存在什麼種類的絡合物和螯合物,大概說明一下
電鍍行業廢水污染特徵電鍍行業廢水水質較復雜,廢水中含有鉻、鋅、銅專、鎳、鎘等重金屬屬離子以及酸、鹼、氰化物等具有很大毒性的雜物。
電鍍廢水一般含有鉻、鋅、銅、鎘、鉛、鎳等重金屬離子,酸、鹼和氰化物等物質毒性大,所以必須認真處理。電鍍廢水主要來自預處理脫脂酸洗、電鍍清洗和廢電鍍浴,各種清洗、運行、滴水和排水等。
7. 工業廢水含什麼有毒物質
工業生產過程中排出的廢水,包括工藝過程用水、機器設備冷卻水、煙氣洗
滌水、設備和場地清洗水等。
工業廢水造成的污染主要有:有機需氧物質污染,化學毒物污染,無機固體懸
浮物污染,重金屬污染,酸污染,鹼污染,植物營養物質污染,熱污染,病原體污染等
。許多污染物有顏色、臭味或易生泡沫,因此工業廢水常呈現使人厭惡的外觀。
各種工業廢水的污染特徵和廢水中的主要污染物列表如下。
工業廢水按所含的主要污染物性質,通常分為:有機廢水、無機廢水、兼含有
機物和無機物的混合廢水、重金屬廢水、含放射性物質的廢水和僅受熱污染的冷
卻水。按產生廢水的工業部門,可分為造紙廢水、製革廢水、農葯廢水、電鍍廢水等。
工業廢水的特點是水質的水量因生產工藝和生產方式的不同而差別很大。如電力、礦山等部門的廢水主要含
無機污染物
,而造紙和食
品等工業部門的廢水,有機物含量很高,bod
5
(五日生化需氧量
)常超過2
000毫克/升,有的達30
000毫克/升。即使同一生產工序,生產過程中水
質也會有很大變化,如氧氣頂吹轉爐煉鋼,同一爐鋼的不同冶煉階段,廢水的ph值
可在4~13之間,懸浮物可在250~25
000毫克/升之間變化。工業廢水的另一特點
是:除間接冷卻水外,都含有多種同原材料有關的物質,而且在廢水中的存在形態
往往各不相同,如氟在玻璃工業廢水和電鍍廢水中一般呈氟化氫或氟離子(f
—
)形態,而在磷肥廠廢水中是以四氟化硅(sif
4
)的
形態存在;鎳在廢水中可呈離子態或絡合態。這些特點增加了廢水凈化的困難。
工業廢水的水量取決於用水情況。冶金、造紙、石油化工、電力等工業用水
量大,廢水量也大,如有的煉鋼廠煉1噸鋼出廢水200~250噸。但各工廠的實際外
排廢水量還同水的循環使用率有關。例如循環率高的鋼鐵廠,煉1噸鋼外排廢水量
只有2噸左右。
8. 電鍍廢水都有哪些來源
(1)包括整平表面、化學或電化學除油污,酸洗或電化學方法除銹以及鍍件的活化處理等。油污特別嚴重的零件有時先用汽油、丙酮、甲苯、四氯化碳等有機溶劑除油;再進行化學鹼性除油,加NaOH、Na2CO3、Na3PO4 等。因此,該過程產生的廢水是鹼性廢水,並有油類及其它有機化台物。酸洗除銹常用HCl、H2SO4 等。為了防止鍍件基體的腐蝕,常加入某些緩蝕劑,如硫脲、磺化煤焦油、烏洛托品、聯苯胺等。過程產生的廢水酸度較高,且含有重金屬離子及少量有機添加劑。(2)廢電鍍液:電鍍工藝中,電鍍母液經多次使用後,引起重金屬或其它雜質的積蓄,超過一定含量會影響電鍍質量,需要倒槽過濾,或凈化處理以恢復電鍍母液的正常工作能力。許多工廠為了控制槽液中的雜質在工藝允許范圍之內,將槽液廢棄一部分,補充新溶液;也有的工廠將失效的槽液全部棄去。(3)鍍件漂洗水:水量較大,濃度較低,經常排放。電鍍生產線包括電鍍槽和多級漂洗槽。通常使新水從最後的漂洗槽進入,與電鍍部件成相反的方向流動,經過2~5 段漂洗後在鄰近電鍍槽的漂洗槽排出,產生了大量漂洗廢水。這部分廢水的水質成分較復雜,含有毒物質以及重金屬離子,是進行處理與回收利用的主要對象。
9. 什麼是電鍍銅廢水
電鍍銅廢水處理方法:1.1中和沉澱法
目前國內常採用化學中和法、混凝沉澱法處理含銅綜合電鍍廢水,在對廢水中的酸、鹼進行中和的同時,銅離子形成氫氧化銅沉澱,然後再經固液分離裝置去除沉。單一含銅廢水在pH值6.92時,就能使銅離子沉澱去除而達標,一般電鍍廢水中的銅與鐵共存時,控制pH值在8~9,也能使其達到排放標准。然而對既含銅又含其它重金屬及絡合物的混合電鍍廢水,銅的去除效果不好,往往達不到排放標准,主要是因為此方法的處理實質是調節廢水pH值,而各種金屬最佳沉澱的pH值不同,使得去除效果不好;再者如果廢水中含有氰、銨等絡合離子,與銅離子形成絡合物,銅離子不易離解,使得銅離子不能達標排放。特別是對含有氰的含銅混合廢水經處理後,銅離子的濃度和CN-的濃度幾乎成正比,只要廢水中的CN-存在,出水中的銅離子濃度就不會達標。這就使得利用中和沉澱法處理含銅混合廢水的出水效果不好,特別是對於銅的去除效果不佳。
1.2硫化物沉澱法
硫化物沉澱法處理重金屬廢水具有很大的優勢,可以解決一些弱絡合態重金屬不達標的問題,硫化銅的溶解度比氫氧化銅的溶解度低得多,而且反應的pH值范圍較寬,硫化物還能沉澱部分銅離子絡合物,所以不需要分流處理。然而,由於硫化物沉澱細小,不易沉降,限制了它的應用,另外氰根離子的存在影響硫化物的沉澱,會溶解部分硫化物沉澱。沉澱法處理電鍍廢水應用最為廣泛,除了以上兩種常見的方法之外,很多研究者把研究的重點放到了重金屬沉澱劑的開發上。用澱粉黃原酸酯(ISX)處理含銅電鍍廢水,銅脫除率大於99%。YijiuLi等利用二乙基氨基二硫代甲酸鈉(DDTC)作為重金屬捕獲劑,當DDTC與銅的質量比為0.8~1.2時,銅的去除率可以達到99.6%,該捕獲劑已經工業應用。重金屬沉澱劑的研究將更有利於化學沉澱法的發展。
1.3電化學法
電化學方法處理重金屬廢水具有高效、可自動控制、污泥量少等優點,且處理含銅電鍍廢水能直接回收金屬銅,處理時對廢水含銅濃度的范圍適應較廣,尤其對濃度較高(銅的質量濃度大於1g/L時)的廢水有一定的經濟效益,但低濃度時電流效率較低。該方法主要用於硫酸銅鍍銅廢水等酸性介質的含銅廢水,是較為成熟的處理含銅電鍍廢水的方法之一,國內有商品設備供應。目前,常用的除平板電極電解槽外,還有含非導體顆粒的平板電極電解槽和流化床電解槽等多種形式的電解槽。近年來的試驗研究該方法也能用於氰化銅、焦磷酸鍍銅等電鍍廢水處理。L.Szpyrkowicz等利用不銹鋼電極在pH值為13時直接氧化氰化銅廢水,在1.5h 內使得含銅廢水中銅的質量濃度由470mg/L降到0.25mg/L,回收金屬銅335.3mg,同時指出不銹鋼電極的表面狀態對氧化銅氰化合物具有重要的影響,特別是水力條件對電化學反應器破銅氰絡合物的影響,並提出了新的反應器的動力和電流效率的精確數值。研究者又不斷地改進電極,大大提高了電流效率和回收能力,然而由於電極很容易污染,耗能、處理費用高等缺點限制了電化學法處理含銅電鍍廢水的應用。2離子交換法處理含銅電鍍廢水離子交換法是處理重金屬廢水的主要方法之一。而各種離子交換劑不斷推陳出新。離子交換劑種類很多。近年來,纖維素物質開始受到青睞;絡合劑對該方法處理含銅電鍍廢水的影響較小。
2.1離子交換樹脂
離子交換樹脂除銅效果頗佳,樹脂法處理含高濃度氨銅漂洗液已見報道;也有工廠採用弱
酸性陽離子交換樹脂處理酸性硫酸鹽鍍銅漂洗廢水;有些企業用強鹼性陰離子交換樹脂處
理焦磷酸鹽鍍銅廢水,使部分水循環利用。另外鰲合樹脂具有選擇性好、吸附容量
大、快速等優點受到水處理專家的青睞,許多研究者合成了多種多樣的鰲合樹脂用於銅的
去除和回收,宋吉明等利用鈉型氨基磷酸鰲合樹脂使得處理後的出水Cu2+的質量濃度不大於0.015mg/L,M.R.Lutfor等通過將聚丙烯晴嫁接在澱粉上制備含氨基功能團的鰲合樹脂,在pH值為6時對銅的吸附能力高達3.0mmol/g,並且交換速度快。然而由於這些鰲合樹脂價格昂貴,大多停留在試驗階段,較少在工業中大規模應用。
2.2離子交換纖維
離子交換纖維是近年來發展較快的一種離子交換新材料,在重金屬廢水處理領域也有較大的發展。改性聚丙烯腈纖維對電鍍廢水中銅的吸附研究表明,含銅電鍍廢水經改性聚丙烯腈纖維吸附後,銅離子的含量顯著低於國家排放標准。近年來天然纖維研究成為熱點,天然纖維價格低廉,來源廣泛,是一種很有前途的離子交換劑,利用椰子外殼,棕櫚纖維和稻米外殼等天然纖維去除重金屬離子的研究效果很好。
3膜分離技術處理含銅電鍍廢水
膜法處理工業廢水一般選用反滲透、超濾及二者的結合技術,膜法處理工業廢水的關鍵是根據分離條件選擇合適的膜。利用反滲透膜分離技術對含銅電鍍廢水的處理已見報道很多,該方法對含銅絡合物的電鍍廢水處理效果也不錯,有的已應用於工業,並與其它水處理技術連用取得很好的效果。另外液膜法處理重金屬廢水在美國、日本、德國均有報道,有的已獲得經驗性規律,F.valenzuela等利用Span-80-水楊醛肟液膜體系對酸性采礦廢水中的銅進行處理,並建立了攪拌條件下去除銅的動力模型。
4吸附法處理含銅電鍍廢水
吸附法處理重金屬廢水具有很多優點,成為水處理研究的重點,開發了許多性能良好的吸附劑,特別是利用工業廢棄物和農作物余物作吸附劑,並且對現有的吸附劑改性提高其吸附性能,成為近年來研究的熱點。沸石和麥飯石價格低廉,應用較廣泛,麥飯石對銅離子的吸附可以達到95%以上;藍晶石在適當的條件下對銅離子可以達到100%的吸附效果;煙煤灰、爐渣等可以用作吸附劑處理含銅電鍍廢水, 而且從煙煤灰中合成4A沸石可以吸附多種重金屬,對銅離子的吸附效果很好。另外對現有的吸附劑進行改性可以大大提高交換容量和效率。李愛陽對斜發沸石改性,提高了吸附性能,有效去除銅,並同時去除鋅、隔、鉛等重金屬離子,工業運行效果良好;SelvaajRengaraj等對多空滲水性釩土進行氨化和質子化改性,實現了對含銅的質量濃度為100mg/L的廢水去除達到95%,為低濃度的含銅廢水的處理開辟了道路。目前研究重點轉向了一些植物和動物的廢棄物作為吸附劑,為了增大吸附量和吸附選擇性,進行改性,改性後的吸附劑對銅離子的吸附效果顯著提高。經酒石酸改性後的谷殼大大提高對銅離子的吸附效果,通過鹼液處理後的雞羽毛吸附銅離子的容量大大提高,吸附效果很好。利用木屑吸附混合電鍍廢水中的銅離子,效果優於單一廢水中銅的處理。
5生物法處理含銅電鍍廢水
生物法處理重金屬廢水最大的特點是在運行過程中微生物能不斷地增殖,生物質去除金屬離子的量隨生物質量的增加而增加。生物法在應用上具有很多優點,如綜合處理能力較強,使廢水中的銅、六價鉻、鎳、鋅、隔、鉛等有害金屬離子得到有效的去除;處理方法簡便實用;過程式控制制簡單;污泥量少,二次污染明顯減少。然而生物法處理重金屬廢水存在著功能菌繁殖速度和反應速率慢,處理水難以回用的缺點。目前一些微生物已經應用於含銅電鍍廢水的凈化,生物吸附是利用一定種類的生物群積聚廢水中的重金屬,生物群可以被認為是生物吸附的離子交換劑。微生物有機體屬於不同的種屬,如細菌、真菌、酵母菌、藻類等,這些天然的、豐富的、價廉的微生物可以用作有效的生物吸附劑選擇性地去除廢水中的銅離子,有關利用微生物去除銅離子的報道很多。雖然活性微生物的吸附量和吸附效率高於非活性微生物,通常仍選用非活性微生物,主要是非活性微生物不受環境毒性、營養物、生長介質的限制,解吸容易,微生物可以再利用,過程式控制制簡單,生物體停留時間較長,生物吸附迅速。採用微生物處理重金屬廢水的研究已成為熱點。
10. 電鍍所產生的污染物都有哪些
環保嚴格控制的五種有毒污染物氰、砷、汞、鎘、酚電鍍佔了三種--氰、鎘、汞。
除氰之外,後兩種除非特殊電鍍,一般很少使用。
鉻屬於劇毒物,但其毒性表現於六價鉻,三價鉻和金屬鉻相對較安全。鉻對人體傷害主要鍍鉻產生的鉻霧最為嚴重.
鎳屬於有毒物,鎳溶液比金屬鎳毒性大。
電鍍基本要用到硫酸、鹽酸、硝酸,多以酸霧腐蝕環境、傷害人體,尤以硝酸最甚。
鹼性鍍鋅容易產生鹼霧,對呼吸系統有一定傷害。
因為氰的劇毒作用為多數人熟知,歸功於謹慎使用和有效防範,因此電鍍界氰中毒事件很少發生,但對鉻霧、酸鹼霧以及重金屬污染,很多人疏於防範,容易給身體造成傷害。