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請問一下氰廢水含鎳如何處理

發布時間:2022-04-08 20:14:58

A. 工業電鍍含鎳廢水怎麼處理

電鍍廢水一般按廢水所含的主要污染物進行分類。如含氰廢水、含鉻廢水、含酸廢水等。當廢水中含有一種以上的主要污染物時,如氰化鍍鎘,既有氰化物又有鎘,一般仍按其中一種污染物分類,當同一鍍種有幾種工藝方法時,也有按不同鍍種工藝再分成小類,如把含銅廢水再分成焦磷酸鍍銅廢水、硫酸銅鍍銅廢水等,當幾種不同鍍種廢水都合同一種主要污染物時,如鍍鉻、鈍化廢水混合在一起時就統稱為含鉻廢水。

1、生產工藝:電鍍是將金屬通過電解方法鍍到製品表面的過程,常用的鍍種有鍍鎳、鍍銅、鍍鉻、鍍鋅等,其電鍍工藝大體相同,在電鍍過程中,除油、酸洗和電鍍等操作之後,都用水清洗;電鍍廢水來源,於電鍍生產過程中的鍍件清洗、鍍液過濾、廢鍍液、滲漏及地面沖洗等,其中鍍件清洗水佔80%以上。

2、廢水來源與分類:來自氰化電鍍的鍍件清洗廢水及更換鍍液時少量高濃度廢液,其它電鍍鍍件清洗廢水及更換鍍液時少量高濃度廢液,車間地坪沖洗廢水。

3、廢水性質與水質狀況:含氰廢水:氰化電鍍鍍種有:鍍鋅、鍍銅、鍍銀、鍍金等。含氰廢水含有劇毒的游離氰化物,CN-~20mg/L,尚有銅氰、銀氰、鋅氰等絡合離子,其它重金屬廢水,主要含銅、鎳廢水。

4、排放標准:經處理後出水執行《污水綜合排放標准》一級標准,即:pH=6~9、COD=100mg/L、SS=70mg/L、TCN=0.5mg/L、TCu=0.5mg/L、TNi=1mg/L。

5、設計依據:(一)建設單位提供廢水量及水質數據;(二)環保部門對污染治理的指示與要求;(三)《室外排水設計規范》(GBJ14-87)有關規定;(四)《污水綜合排放標准》(GB8978-1996)表4中的一級標准;(五)環境工程手冊《水污染防治卷》,相關設計參數與技術要求。

B. 含鎳廢水怎麼處理

一般調ph大於10即可沉澱鎳。
如果調PH無法將其處理達標,很可能是鎳離子與水中的專絡合劑生產了配位化合屬物,難以直接將金屬離子沉澱。
可考慮加重金屬去除劑(RECY-DAM-02),可達到國家表三標准(0.1 mg/L)

C. 電鍍含氰廢水中銅,鎳如何去除

先完全破氰,然後調PH值,就可以沉澱銅鎳。但是你的含氰廢水含鎳,傳統的漂水破氰可能有問題,考慮使用雙氧水破氰。

D. 污水中含鎳離子怎麼處理

廢水中含有鎳的處理方法:
1、對於電鍍鎳廢水,濃度不高,可直接投加片鹼,把pH調節至鹼性條件11左右,氫氧根會與鎳離子結合生成氫氧化鎳沉澱,把鎳去除。
2、大多數電鍍鎳廢水,在加鹼條件下很難處理到0.1mg/L以下,主要有兩點原因,第一是廢水中混進了前處理廢水,前處理廢水中含有一部分絡合劑,絡合劑 會與鎳離子結合生成小分子,從而阻止氫氧根與鎳離子結合生成沉澱;第二是果鎳離子含量過高,氫氧根與鎳離子首先形成沉澱,但是沉澱過多會阻止廢水中剩餘 的鎳離子與氫氧根結合反應。兩種情況下都會導致鎳離子超標。

E. 廢水中含有鎳怎麼處理

工具/原料

高效除來鎳劑HMC-M2

H2SO4/HCl

PAC、PAM

1、測量自含鎳廢水中鎳離子的濃度,例如Cni=40ppm(mg/L)

F. 如何正確處理含鎳廢水

重金來屬廢水為你解答,可自以戳戳我的名字裡面有網路經驗和文庫,或許會有你想要的答案哦~現在市面上的液體捕集劑只能對銅有比較好的處理效果,對於鎳的處理效果有使用過的人都知道很普通,清華大學的研究生團隊研發新的重捕劑,常溫下為白色粉末,其溶液為無色透明液體,能夠與重金屬離子(Cu2+ 、Ni2+ 、Hg2+ 、Pb2+ 、Cr3+ 、Cd2+ 等)強力結合,生成不溶於水的無害污泥。即使對於絡合態的重金屬離子,RS100也具有相同的處理效果,確保廢水的重金屬含量低於國家排放標准。

G. 電鍍廢水中含氰廢水的處理方法有哪些

1·各種處理方法簡述
國內含氰廢水處理方法比較多[3,4],但應用哪一種工藝主要決定於含氰廢水的質量濃度、性質以及實際處理的效果。廢水中氰的質量濃度可粗略分為高、中、低3種。一般情況下,成分復雜的高質量濃度廢水CN>800 mg/L,也有多種廢水氰的質量濃度在(1-10)×103 mg/L之間,可先採用酸化法回收氰化物,殘液再繼續氧化處理。中質量濃度含氰廢水一般在200 mg/L~800 mg/L之間,根據廢水成分的復雜程度選擇處理工藝;廢水成分簡單、回收氰化物有經濟效益的,適合先採用酸化法,殘液再繼續採用二次處理;酸化回收無經濟效益的廢水,可直接採用氧化法進行破壞。在國內實際生產時,高、中質量濃度(接近800 mg/L)含氰廢水一般根據成分復雜程度而決定採用的工藝方法;有些成分簡單的廢水,也可以先回收氰化物,回收後殘液再直接進行氧化破壞CN-,中、低質量濃度的廢水均採用直接氧化處理工藝。近些年,回收氰化物的方法較多,如酸化揮發-鹼吸收法、萃取法、酸沉澱-中和法(兩步沉澱法)、三步沉澱法等。目前,廠礦企業實際採用單一處理工藝的較少,因單一工藝處理很難達到國家排放標准,大部分企業均採用多種組合的工藝進行處理。主要組合處理工藝是酸化回收與直接氧化的技術結合,另一種組合是直接氧化、自然凈化[5]與活性炭吸附工藝[6]的技術組合,許多新的廢水全循環技術組合工藝也是主要發展趨勢之一。含氰廢水處理方法的選擇主要根據廢水的來源、性質及水量來決定。其中包括化學法、物理化學法、物理法及生化法,但是運用最多的是採用化學法來處理含氰廢水。以下主要對幾種常用的物理、化學法處理含氰廢水進行介紹。
2·常用處理技術
2.1加酸曝氣法
這是已進入實用化階段的方法,在美國等一些國家中正在興建一定規模的設施。最初試驗室在中性液中利用曝氣來把氰排除到大氣中去,以後改進為先加酸使污水最大限度地酸化,然後進行曝氣,這樣可以更有效地去除氰。所使用的酸通常是硫酸。雖然也有利用煙氣來進行酸性化的建議,但尚未到成熟階段,所以沒有普及。此法的效果受曝氣程度和酸性化程度的支配,按照實例來看,當pH為2.8時,對含氰濃度達500 mg/L的污水進行曝氣,可以獲得含氰濃度為0.09 mg/L~0.14 mg/L的處理水。因為在實施此法以後,氰仍保持原有狀態,作為有毒氣體而被排放到大氣中,既要有利的廠址條件,又必須具備高煙囪,因而只有在極有限的地區,才有採用此法的可能。如用液鹼來捕集已氣化的氰,這樣既可彌補上述缺點,還可回收氰。
2.2絡鹽法
20世紀70年代,國內企業有的曾經採用該方法,但現在均不採用。從環境安全防範的觀點出發,這種方法可以作為氰化物產生突發性污染事故時而採用快速補救的方法之一,硫酸亞鐵溶液投入水中可以迅速降低水中含氰污染物所造成的危害程度,減小對環境的危害,特別是對水生生物的傷害。廢水中CN-質量濃度很低時,該方法處理效果不好。可以使用的葯品雖多種多樣,但最廣泛使用的是硫酸亞鐵。該法利用硫酸亞鐵與氰形成絡鹽,然後使絡鹽沉澱並加以除去。硫酸亞鐵法將氰化物轉化為鐵的亞鐵氰化物,再轉化成普魯士藍型不溶性化合物[7],然後傾析或過濾出來。

其特點是操作簡單,處理費用低,且可回收普魯士藍沉澱作顏料。缺點是處理效果差,淤渣很多,分離出不溶物後的廢水呈藍色,濃度超過一定限度,就不能被去除。從反應的平衡來看,上述濃度過高,去除率下降是難以避免的問題,按一般情況來說,用石灰等使水的pH值保持在7.5~10.5之間,這樣就使沉澱生成處於最佳狀態。但即使採用上述措施,因為含氰量在一定數值以下,就不再降低,在處理含氰濃度低的污水時,其效果是微小的。如改用鎳做處理劑,其效果雖比鐵有利,但價格昂貴。熊正為[8]對硫酸亞鐵法處理電鍍含氰廢水進行了試驗研究,探討了硫酸亞鐵除氰的原理及其去除效果。試驗結果表明:硫酸亞鐵法處理電鍍含氰廢水,硫酸亞鐵加入量為理論值的1.69倍,0.1%PAM絮凝劑用量為1 mg/L時,氰化物的去除率可達98%,同時還可去除部分重金屬污染物和COD,COD可去除約59%;pH值對除氰效果的影響較大,CN-與硫酸亞鐵絡合成亞鐵氰化物時pH值控制在9.50~10.50,生成的亞鐵氰化物再轉化成較穩定的普魯士藍型不溶性化合物須將pH值反調控制在7.00~8.00時,除氰效果較好。
2.3臭氧處理法
近年來,用臭氧處理氰化物方法的研究,開展得相當普遍,但由於電力費用高昂的缺點,所以還沒達到一般性的實用化階段
O3+KCN→KCNO+O2
KCNO+O3+H2O→KHCO3+N2+O2
臭氧在水溶液中可釋放出原子氧參加反應,表現出很強的氧化性,能徹底氧化游離狀態的氰化物。銅離子對氰離子和氰根離子的氧化分解有觸媒作用,添加10 mg/L左右的硫酸銅能促進氰的分解反應。
臭氧法的突出特點是在整個過程中不增加其他污染物質,污泥量少,且因增加了水中的溶解氧而使出水不易發臭。採用臭氧氧化法處理廢水中的氰化物,只需臭氧發生設備,無需葯劑購置和運輸,而且工藝簡單、方便,處理後廢水總氰化物質量濃度可以達到國家污水綜合排放標准,處理廢液中不增加其它有害物質,無二次污染,不需要進一步處理。但是,由於臭氧發生器產生臭氧的成本高、設備維修困難,工業應用受到了一定限制。只要臭氧發生器能突破產生臭氧的瓶頸,工業應用前景非常廣闊。臭氧氧化法要消耗大量的電能[9],在缺少電力的地方難以應用。我國已有臭氧發生裝置成品出售,一些工廠目前正在使用這種處理技術。應該指出的是目前的臭氧發生器能耗很大,生產1 kg O3耗電12 kW·h~15 kW·h,處理費用較高。除個別地方外,一般難以達到廢水處理的經濟要求。另外,單獨使用臭氧不能使絡合狀態存在的氰化物徹底氧化。顏海波[10]等採用臭氧技術對電鍍含氰廢水進行處理,電鍍含氰廢水中的CN-濃度在30 mg/L~36 mg/L之間,採用以臭氧為氧化劑的活性炭催化氧化技術處理後,CN-的出口濃度<0.5 mg/L,去除率在97.7%以上。該處理系統實現了廢水處理自動化,具有投資省、效果好、成本低、運行穩定等優點,且不會產生二次污染,值得推廣應用。
2.4過氧化氫法
2.4.1鹼性條件
在常溫、鹼性(pH=9.5~11)、有Cu2+作催化劑的條件下,H2O2能使游離氰化物及其金屬絡合物(但不能使鐵氰化物)氧化成氰酸鹽,以金屬氰絡合物形式存在的銅、鎳和鋅等金屬,一旦氰化物被氧化除去後,他們就會生成氫氧化物沉澱。那些過量的過氧化氫也能迅速分解成水和氧氣。污水中亞鐵氰化物被銅沉澱而除去。其反應方程式如下。游離氰化物與過氧化氫反應的方程式:

上述反應中生成的氰酸鹽水解生成銨離子和碳酸鹽離子或碳酸氫鹽離子,水解速度取決於pH值。一般情況下,硫氰酸鹽不會或很少被氧化。污水處理過程中,含氰絡合物的反應順序如下:

2.4.2酸性條件
一般將廢水加熱至40℃,在不斷攪拌條件下加入含有少量金屬離子作催化劑的H2O2和37%甲醛的混合溶液,再攪拌1 h左右完成反應。反應在酸性條件下分兩步進行:

此法適用於濃度波動較大的含氰廢水的處理,整個過程無HCN氣體產生,操作安全,但所需試劑費用較高。山東黃金集團有限公司三山島金礦採用過氧化氫對含氰污水酸化回收後尾液進行二次處理[11]。
近1 a的生產應用情況表明,該法具有工藝操作簡單、投資省、成本低等優點,能容易地將含氰(CN)-5 mg/L~50 mg/L的酸化回收尾液處理到<0.5 mg/L,葯劑費用為7.56元/m3。
2.5鹼性氯化處理法
目前處理含氰廢水比較成熟的技術是採用鹼性氯化法處理,必須注意含氰廢水要與其它廢水嚴格分流,避免混入鎳、鐵等金屬離子,否則處理困難。
通過氯處理來分解氰化物的可能性,早已肯定,可是在初期氯處理是在酸性溶液中進行,因而有濃度相當大的氯化氫有毒氣體產生,操作也很不安全。但如果在鹼性條件下進行氯處理,中間產物氯化氫幾乎在一剎那間都轉化為氰酸鹽,於是此法在氰化物處理方面已成為實際的而且安全的方法。該法的原理是廢水在鹼性條件下,採用氯系氧化劑將氰化物破壞而除去的方法,處理過程分為兩個階段,第一階段是將氰氧化為氰酸鹽,對氰破壞不徹底,叫做不完全氧化階段,該工藝的原理是在鹼性條件下(一般pH≥10),用次氯酸鹽將氰化物氧化成氰酸鹽。
CN-+ClO-+H2O→CNCl+2OHCNCl+2OH-→
CNO-+Cl-+H2O
將兩式合並,得
CN-+ClO-→CNO-+Cl-
CNO-+2H2O→CO2+NH3+OH-
局部氧化法破氰反應生成的氰酸根的毒性是CN-的1/1 000,所以有的廠在廢水濃度比較低時,廢水經局部破氰處理後就排入後續的處理金屬離子的處理設施。但是,CNO-畢竟是有毒物質,在酸性條件下極易水解生成氨(NH)3。pH反應條件控制:一級氧化破氰:值10~11;理論投葯量:簡單氰化物CN-:Cl2=1:2.73,復合氰化物CN-:Cl2=1:3.42。用ORP儀控制反應終點為300 mv~350 mv,反應時間10 min~15 min。
第二階段是將氰酸鹽進一步氧化分解成二氧化碳和水,叫完全氧化階段。在局部氧化處理的基礎上,調節廢水的pH(一般pH≥8.5),再投加一定量的氧化劑,經攪拌使CNO-完全氧化為N2和CO2。

pH反應條件控制:二級氧化破氰:pH值7-8(用H2SO4回調);理論投葯量:簡單氰化物CN-:Cl2=1:4.09,復合氰化物CN-:Cl2=1:4.09。用ORP儀控制反應終點為600mv~700mv;反應時間10min~30min。反應出水余氯濃度控制在3 mg/L~5 mg/L。
滕華妹[12]等採用兩級鹼性氯化法處理工藝對杭州西爾靈鍾廠含氰廢水進行處理,間隙法操作,手工控制投葯量,原廢水含氰濃度59.8 mg/L~141.1 mg/L,平均為84.6 mg/L,分段調節pH,採用自製的機械攪拌器攪拌,根據在實驗室測得的氰化物濃度,分段計算投葯量,廢水處理取得很好的效果,排放廢水中氰化物濃度均小於國家排放標准0.5 mg/L。另有採用次氯酸鈉、亞氯酸鈉、漂粉等替代氯氣的方法,其原理和方法與通氯氣相同,而類似加氯器的特殊裝置卻不再需要,而且可以避免氯氣泄露的危險,它適用於小規模的污水處理。在已決定採用這種處理法的場合,必須考慮到殘存的氯在放流目的地所發生的影響。
2.6食鹽電解法
通過食鹽水電解同時生成氯氣和強鹼,把他們使用於氰的分解。以電鍍廠而言,因為容易獲得電力供應,所以操作方便,處理葯品費用非常低廉。尤其在分批操作時,能夠在夜間空閑時間,充分利用原來供電鍍操作用的整流器,因而設備費用也可以降低。此法的缺點是電解陽極用的碳極的使用壽命較短。它適用於較小規模的工廠。
(1)隔膜電解法:這是在食鹽電解法中使用隔膜的方法,其原理是鹼性氯化處理法。食鹽中如有很多雜質,隔膜所用的石棉就容易發生間隙堵塞的缺點。在連續運轉的場合,使用飽和食鹽水,如管理不善,容易發生食鹽補充不足的情況,因而分解反應不能繼續進行,所以必須經常注意。
(2)無隔膜電解法:進行食鹽水的無隔膜電解時,在陽極上有氯氣發生,它與陰極上生成的鹼反應後,即生成次氯酸鹽。
Cl2+2NaOH→NaOCl+NaCl+H2O
如把生成的此氯酸鹽加註在含氰污水中,氰就被氧化而生成氰酸鹽。
NaCN+NaOCl→NaCNO+NaCl
並且進一步分解為碳酸氣和氮氣。
2NaCNO+3NaOCl+H2O→2CO2+N2+NaOH+3NaCl
3·含氰廢水生物處理方法的應用進展
有學者[13]採用BOD5/COD比值法和好氧呼吸曲線法在國內外首次針對高濃度有機氰廢水及其污染物進行了全面的好氧可生化性研究,結果表明,低濃度氰工藝含氰廢水在低濃度下,可生化性較好,在高濃度下,可生化性較差,濃度過高的甚至無法被好氧生物降解;肖敏[14]等在30℃條件下,採用血清瓶液體置換系統,撒氣厭氧水化反應設備條件,測定了丙烯腈、腈綸生產過程廢水等各種高濃度有機氰廢水的厭氧生物可降解性及廢水中丙烯腈、乙腈和氰化物等主要污染物對產甲烷菌的毒性。結果表明,丙烯腈在低質量濃度下為代謝毒素,厭氧菌產甲烷活性在恢復試驗中得到恢復,在高質量濃度(>120 mg/L)為生理毒素,毒性引起的產甲烷活性受抑制,但在短時期內得到恢復;氰化物在低質量濃度下為生理毒;較高質量濃度下(25 mg/L)為殺菌性毒素,厭氧菌細胞已遭受嚴重破壞,無法修復;乙腈始終為代謝毒素;張力等[15]採用膜分離技術處理丙烯晴含氰廢水,處理後外排氰根離子濃度CN-<0.0005%,COD<1 500 mg/L,表明了使用超濾膜對原水能有效的凈化,並在一定程度上能降低原水的COD含量。

H. 請問如何正確處理含鎳廢水

首先要進行破氰處理,這要看您的要求,破氰分一級破氰和二級破氰,一級破氰是專把屬氰化物用次氯酸鈉氧化為HCNO,二級破氰則把氰化物氧化為二氧化碳和氮氣,徹底無害化。破氰後則進行鎳的去除處理。現在可以有兩種辦法,一種是單純的用鹼調節pH值,但是水中含有絡合劑的話鎳是去除不幹凈的,並且後續要pH值回調裝置。還可以加入重金屬去除劑,這種方法可以保證處理水鎳達標,且不需要pH值回調,但是葯劑成本可能有所增加。
採用化學沉澱調節PH在10以上,然後來個夢幻組合(PAC+PAM)
一般可以達到排放要求

I. 電鍍生產廢水中的鉻.鎳.銅.鋅.氰處理方法


先投加H2SO4及 Na2S2O5進行還原(實際運行中,H2SO4極少加),當PH值為2.5~3.0時,還原反應時間為20min~30min其還原反應為:
2H2Cr2O7+3NaS2O5+3H2SO4-→2Cr2(SO4)3+2Na2SO4+5H2O
還原後的廢水再投加片鹼溶液進行中和,因氫氧化鉻曾兩性,PH值過高時,氫氧化鉻會再度溶解,而PH值過低時,又不能生成沉澱,一般實際運行時,廢水經酸化、還原反應後,加鹼調整PH值,使氫氧化鉻沉澱。一般控制PH值7~8,反應時間為15~20min。並投加有機高分子絮凝劑進行絮凝。形成氫氧化鉻反應為:
Cr2(SO4)3+6NaOH-→2Cr(OH)3↓+3Na2SO4
由於Cr3+的最佳沉澱PH值為7~8,而Cu2+、Ni2+的最佳沉澱PH值為10.5左右,兩者存在沖突,故還原後的含鉻廢水單獨加鹼中和,並進行固液分離。


鎳為貴重金屬具有回收利用價值,在含鎳廢水中加入混凝劑(石灰、鐵鹽、鋁鹽),在pH=10.5~11的鹼性條件下,形成氫氧化物絮凝體,對鎳離子有絮凝作用,而共沉澱析出。當然現在膜法在線回收鎳工藝也非常成熟。


同鎳處理方法



鋅是一種兩性元素,它的氫氧化物不溶於水,並具有弱鹼性和弱酸性,故其化學式可寫作:鹼式:Zn(OH)2,酸式:H2ZnO2。由於它呈兩性、故在強酸或強鹼中能溶解。在鋅酸鹽溶液中加適量的鹼可折出Zn(0H)2 白色沉澱,再加過量的鹼,沉澱又復溶解;但反之,在鋅酸鹽溶液中,加適量酸也可析出Zn(0H)2 白色沉澱,再加過量的酸、沉澱又復溶解。鋅的氫氧化合物為兩性化合物,pH 值過高或過低,均能使沉澱返溶而使出水超標。所以在用化學沉澱法處理含鋅廢水的過程中,要注意pH 值的控制。
混凝沉澱法其原理是在含鋅廢水中加入混凝劑(石灰、鐵鹽、鋁鹽),在pH=8~9的弱鹼性條件下,形成氫氧化物絮凝體,對鋅離子有絮凝作用,而共沉澱析出。



廢水在鹼性條件下,次氯酸鹽將氰根氧化分解為無毒的物質,反應式如下:
2NaOCl+2H2O=NaCl+NaOH+HOCl+2OH-
NaCN+2HOCl+NaOH=NaCNO+NaCl+H2O
2NaCNO+2HOCl=2NaCl+N2↑+2CO2↑+H2↑
氧化反應分兩步進行:
①通過PH控制系統自動控制鹼的加入量,調節廢水的PH值至10~11,同時通過ORP自動控制系統控制氧化劑的加入量,使廢水的ORP值在300~350mV之間;
②通過PH控制系統自動控制酸的加入量,調節廢水的PH值為7~8,同時通過ORP自動控制系統控制氧化劑的加入量,使廢水的ORP值為600~700mV。破氰後的廢水匯入綜合廢水調節池以進行後續處理。

J. 關於電鍍含鎳廢水處理

電鍍廢水的處理與回用對節約水資源以及保護環境起著至關重要的作用。本文綜述了各種電鍍廢水處理技術的優缺點,以及一些新材料在電鍍廢水處理上的應用。
01 化學沉澱法
化學沉澱法是通過向廢水中投入葯劑,使溶解態的重金屬轉化成不溶於水的化合物沉澱,再將其從水中分離出來,從而達到去除重金屬的目的。
化學沉澱法因為操作簡單,技術成熟,成本低,可以同時去除廢水中的多種重金屬等優點,在電鍍廢水處理中得到廣泛應用。
1.鹼性沉澱法
鹼性沉澱法是向廢水中投加NaOH、石灰、碳酸鈉等鹼性物質,使重金屬形成溶解度較小的氫氧化物或碳酸鹽沉澱而被去除。該法具有成本低、操作簡單等優點,目前被廣泛使用。
但是鹼性沉澱法的污泥產量大,會產生二次污染,而且出水pH偏高,需要回調pH。NaOH由於產生污泥量相對較少且易回收利用,在工程上得到廣泛應用。
2.硫化物沉澱法
硫化物沉澱法是通過投加硫化物(如Na2S、NariS等)使廢水中的重金屬形成溶度積比氫氧化物更小的沉澱,出水pH在7~9,無需回調pH即可排放。
但是硫化物沉澱顆粒細小,需要添加絮凝劑輔助沉澱,使處理費用增大。硫化物在酸性溶液中還會產生有毒的HS氣體,實際操作起來存在局限性。
3.鐵氧體法
鐵氧體法是根據生產鐵氧體的原理發展起來的,令廢水中的各種重金屬離子形成鐵氧體晶體一起沉澱析出,從而凈化廢水。該法主要是通過向廢水中投加硫酸亞鐵,經過還原、沉澱絮凝,最終生成鐵氧體,因其設備簡單、成本低、沉降快、處理效果好等特點而被廣泛應用。
pH和硫酸亞鐵投加量對鐵氧體法去除重金屬離子的影響,確定鎳、鋅、銅離子的最佳絮凝pH分別為8.00~9.80、8.00~10.50和10.00,投加的亞鐵離子與它們摩爾比均為2~8,而六價鉻的最佳還原pH為4.00~5.50,最佳絮凝pH則為8.00~10.50,最佳投料比為20。出水的鎳含量小於0.5mg/L,總鉻含量小於1.0mg/L,鋅含量小於1.0mg/L,銅含量小於0.5mg/L,達到《電鍍污染物排放標准》(GB21900—2008)中「表2」的要求。
化學沉澱法的局限性
隨著污水排放標準的提高,傳統單一的化學沉澱法很難經濟有效地處理電鍍廢水,常常與其他工藝組合使用。
採用鐵氧體-CARBONITE(一種具有物理吸附與離子交換功能的材料)聯合工藝處理Ni含量約為4000mg/L的高濃度含鎳電鍍廢水:先以鐵氧體法控制pH為11.0,在Fe/Fe。摩爾比O.55,FeSO4·7H2O/Ni質量比21,反應溫度35℃的條件下攪拌反應15min,出水Ni平均濃度從4212.5mg/L降至6.8mg/L,去除率達99.84%;然後採用CARBONITE處理,在CARBONITE投加量1.5g/L,pH=6.5,溫度35℃的條件下反應6h,Ni去除率可達96.48%,出水Ni濃度為0.24mg/L,達到GB21900-2008中的「表2」標准。
採用高級Fenton一化學沉澱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,然後加鹼沉澱重金屬離子,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廢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,其中鹼性氯化法應用最廣。採用Fenton法處理初始總氰濃度為2.0mg/L的低濃度含氰電鍍廢水,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
化學還原法在電鍍廢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澱分離。上述鐵氧體法也可歸為化學還原法。
該方法的主要優點是技術成熟,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,會產生二次污染。採用硫酸亞鐵作為還原劑,處理80t/d的含總鉻7O~80mg/L的電鍍廢水,出水總鉻小於1.5mg/L,處理費用為3.1元/t,具有很高的經濟效益。
以焦亞硫酸鈉為還原劑處理含80mg/L六價鉻、pH為6~7的電鍍廢水,出水六價鉻濃度小於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過氧化還原、分解、沉澱、氣浮等一系列反應而得到去除。
該方法的主要優點是去除速率快,可以完全打斷配合態金屬鏈接,易於回收利用重金屬,佔地面積小,污泥量少,但是其極板消耗快,耗電量大,對低濃度電鍍廢水的去除效果不佳,只適合中小規模的電鍍廢水處理。
電化學法主要有電凝聚法、磁電解法、內電解法等。
電凝聚法是通過鐵板或者鋁板作為陽極,電解時產生Fe2+、Fe或Al,隨著電解的進行,溶液鹼性增大,形成Fe(OH)2、Fe(OH)3或AI(OH)3,通過絮凝沉澱去除污染物。
由於傳統的電凝聚法經過長時間的操作,會使電極板發生鈍化,近年來高壓脈沖電凝聚法逐漸替代傳統的電混凝法,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%,節省電能30%~40%,污泥產生量少,對重金屬的去除率可達96%~99%。
採用高壓脈沖電絮凝技術處理某電鍍廠的電鍍廢水,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合使用,利用電凝聚法和臭氧氧化法聯合處理電鍍廢水,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%。
近年來內電解法受到廣泛關注。內電解法利用了原電池原理,一般向廢水中投加鐵粉和炭粒,以廢水作為電解質媒介,通過氧化還原、置換、絮凝、吸附、共沉澱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。通過靜態試驗研究了鐵碳微電解法對模擬電鍍廢水的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,採用微電解反應柱研究連續流的運行結果顯示,14d後微電解出水的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對填料進行再生。
04 膜分離技術
膜分離技術主要包括微濾(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,可實現重金屬回收利用和出水回用,佔地面積小,無二次污染,是一種很有發展前景的技術,但是膜的造價高,易受污染。
對膜技術在電鍍廢水處理中的應用和效果進行了分析,結果表明:結合常規廢水處理工藝與膜生物反應器(MBR)組合工藝,電鍍廢水被處理後的水質達到排放標准;電鍍綜合廢水經UF凈化、RO和NF兩段脫鹽膜的集成工藝處理後,水質達到回用水標准,RO和NF產水的電導率分別低於100gS/cm和1000gS/cm,COD分別約為5mg/L和10mg/L;鍍鎳漂洗廢水通過RO膜後,鎳的濃縮高達25倍以上,實現了鎳的回收,RO產水水質達到回用標准。
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。
液膜法並不是採用傳統的固相膜,而是懸浮於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,包括制膜、分離、凈化及破乳過程。
美籍華人黎念之(NormanN.Li)博士發明了乳狀液膜分離技術,該技術同時具有萃取和滲透的優點,把萃取和反萃取兩個步驟結合在一起。乳化液膜法還具有傳質效率高、選擇性好、二次污染小、節約能源和基建投資少的特點,對電鍍廢水中重金屬的處理及回收利用有著良好的效果。
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進行交換分離,常用的離子交換劑有腐殖酸物質、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。
研究強酸性離子交換樹脂對含鎳廢水的處理工藝條件及鎳回收方法。結果表明:pH為6~7有利於強酸性陽離子交換樹脂對鎳離子的去除。離子交換除鎳的適宜溫度為30℃,適宜流速為15BV/h(即每小時l5倍樹脂床體積)。適宜的脫附劑為10%鹽酸,脫附液流速為2BV/h。前4.6BV脫附液可回用於配製電鍍槽液,平均鎳離子質量濃度達18.8g/L。
Mei.1ingKong等研究了CHS—l樹脂對cr(VI)的吸附能力,發現Cr(VI)在低濃度時,樹脂的交換吸附率是由液膜擴散和化學反應控制的。CHS一1樹脂對Cr(VI)的最佳吸附pH為2~3,在298K下其飽和吸附能力為347.22mg/g。CHS一1樹脂可以用5%的氫氧化鈉溶液和5%氯化鈉溶液來洗脫,再生後吸附能力沒有明顯的下降。
使用鈦酸酯偶聯劑將1一Fe203與丙烯酸甲酯共聚,在鹼性條件下進行水解,制備出磁性弱酸陽離子交換樹脂NDMC一1。
通過對重金屬Cu的吸附研究發現,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。具體聯系污水寶或參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。
06 蒸發濃縮法
蒸發濃縮法是通過加熱對電鍍廢水進行蒸發,使液體濃縮達到回用的效果。一般適用於處理含鉻、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,不經濟。
在處理電鍍廢水中,蒸發濃縮法常常與其他方法一起使用,可實現閉路循環,效果不錯,比如常壓蒸發器與逆流漂洗系統聯合使用。蒸發濃縮法操作簡單,技術成熟,可實現循環利用,但是濃縮後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。
07 生物處理技術
生物處理法是利用微生物或者植物對污染物進行凈化,該方法運行成本低,污泥量少,無二次污染,對於水量大的低濃度電鍍廢水來說是不二之選。生物法主要包括生物絮凝法、生物吸附法、生物化學法和植物修復法。
1.生物絮凝法
生物絮凝法是一種利用微生物或微生物產生的代謝物進行絮凝沉澱來凈化水質的方法。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,能使水中膠體懸浮物相互凝聚、沉澱。
生物絮凝劑與無機絮凝劑和合成有機絮凝劑相比,具有處理廢水安全無毒、絮凝效果好、不產生二次污染等優點,但其存在活體生物絮凝劑不易保存,生產成本高等問題,限制了它的實際應用。目前大部分生物絮凝劑還處在探索研究階段。
生物絮凝劑可以分為以下三類:
(1) 直接利用微生物細胞作為絮凝劑,如一些細菌、放線菌、真菌、酵母等。
(2) 利用微生物細胞壁提取物作為絮凝劑。微生物產生的絮凝物質為糖蛋白、黏多糖、蛋白質等高分子物質,如酵母細胞壁的葡聚糖、Ⅳ-乙醯葡萄糖胺、絲狀真菌細胞壁多糖等都可作為良好的生物絮凝劑。
(3) 利用微生物細胞代謝產物的絮凝劑。代謝產物主要有多糖、蛋白質、脂類及其復合物等。
近年來報道的生物絮凝劑主要為多糖類和蛋白質類,前者有ZS一7、ZL—P、H12、DP。152等,後者有MBF—W6、NOC—l等。陶穎等]利用假單胞菌Gx4—1胞外高聚物製得的絮凝劑對cr(Ⅳ)進行了絮凝吸附研究。
其研究結果表明,在適宜條件下Or(Ⅳ)的去除率可達51%。研究枯草芽孢桿菌NX一2制備的生物絮凝劑v一聚谷氨酸(T-PGA)對電鍍廢水的處理效果,實驗證明,T-PGA能有效地去除Cr3+、Ni等重金屬離子。
2.生物吸附法
生物吸附法是利用生物體自身的化學結構或成分特性來吸附水中的重金屬,然後通過固液分離,從水中分離出重金屬。
可以從溶液中分離出重金屬的生物體及其衍生物都叫做生物吸附劑。生物吸附劑主要有生物質、細菌、酵母、黴菌、藻類等。該方法成本低,吸附和解析速率快,易於回收重金屬,具有選擇性,前景廣闊。
研究各種因素對枯草芽胞桿菌吸附電鍍廢水中Cd效果的影響,結果表明:pH為8、吸附劑用量為10g/L(濕重)、攪拌轉數為800r/min、吸附時間為10min的條件下,廢水中鎘的去除率達93%以上。
吸附鎘後的枯草芽胞桿菌細胞膨大,色澤變亮,細胞之間相互粘連。Cd2+與細胞表面的鈉進行了離子交換吸附。
殼聚糖是一種鹼性天然高分子多糖,由海洋生物中甲殼動物提取的甲殼素經過脫乙醯基處理而得到,可以有效地去除電鍍廢水中的重金屬離子。
通過乳化交聯法制備了磁性二氧化硅納米顆粒組成的殼聚糖微球,然後用乙二胺和縮水甘油基三甲基氯化反應的季銨基團改性,所得生物吸附劑具有很高的耐酸性和磁響應。
用它來去除酸性廢水中的cr(VI),在pH為2.5、溫度為25℃的條件下,最大吸附能力為233.1mg/g,平衡時間為40~120min[取決於初始Cr(VI)的濃度。使用0.3mol/LNaOH和0.3mol/LNaC1的混合液進行吸附劑再生,解吸率達到95.6%,因此該生物吸附劑具有很高的重復使用性。
3.生物化學法
生物化學法是指微生物直接與廢水中的重金屬進行化學反應,使重金屬離子轉化為不溶性的物質而被去除。
從電鍍廢水中篩選分離出3株可以高效降解自由氰根的菌種,在最佳條件下可以將80mg/L的CN一去除到0.22mg/L。研究發現,有許多可以將cr(VI)還原成低毒cr(III)的微生物,如無色桿菌、土壤細菌、芽孢桿菌、脫硫弧菌、腸桿菌、微球菌、硫桿菌、假單胞菌等,其中除了大腸桿菌、芽孢桿菌、硫桿菌、假單胞菌等可以在好氧條件下還原Cr(VI),其餘大部分菌種只能在厭氧條件下還原cr(VI)。
R.S.Laxman等發現灰色鏈黴菌能在24~48h內把cr(VI)還原成cr(III),並能夠將cr(III)顯著地吸收去除。中科院成都生物研究所的李福、吳乾菁等從電鍍污泥、廢水及下水道鐵管內分離篩選出35株菌種,並獲得了SR系列復合功能菌,該功能菌具有高效去除Cr(VI)和其他重金屬的功效,並在此基礎上進行了工程應用,取得較好的效果。
4.植物修復法
植物修復法是利用植物的吸收、沉澱、富集等作用來處理電鍍廢水中的重金屬和有機物,達到治理污水、修復生態的目的。
該方法對環境的擾動較少,有利於環境的改善,而且處理成本低。人工濕地在這方面起著重要的作用,是一種發展前景廣闊的處理方法。
李氏禾是一種可富集金屬的水生植物,在去除水中重金屬方面具有很大的潛力。在人工濕地種植了李氏禾,用以處理含鉻、銅、鎳的電鍍廢水,使它們的含量分別降低了84.4%、97.1%和94_3%。當水力負荷小於0.3m/(m2·d1時,出水中的重金屬濃度符合電鍍污染物排放標準的要求;當進水鉻、銅和鎳的濃度為5、10和8mg/L時,仍能達標排放。
可見用李氏禾處理中低濃度的電鍍廢水是可行的。質量平衡表明,鉻、銅和鎳大部分保留在人工濕地系統的沉積物中。
08 吸附法
吸附法是利用比表面積大的多孔性材料來吸附電鍍廢水中的重金屬和有機污染物,從而達到污水處理的效果。
活性炭是使用最早、最廣的吸附劑,可以吸附多種重金屬,吸附容量大,但是活性炭價格昂貴,使用壽命短,需要再生且再生費用不低。一些天然廉價材料,如沸石、橄欖石、高嶺土、硅藻土等,也具有較好的吸附能力,但由於各種原因,幾乎沒有得到工程應用。
以沸石作為吸附劑處理電鍍廢水,發現在靜態條件下,沸石對鎳、銅和鋅的吸附容量分別達到5.9、4.8和2.7mg/g.先以磁性生物炭去除電鍍廢水中的Cr(vI),
然後通過外部磁場分離,使得cr(VI)的去除率達到97.11%。而在10rain的磁選後,濁度由4075NTU降至21.8NTU。其研究還證實了吸附過程後,磁性生物炭仍保留原來的磁分離性能。近年來又研製開發了一些新型吸附材料,如文中提到的生物吸附劑以及納米材料吸附劑。
納米技術是指在1~100nm尺度上研究和應用原子、分子現象,由此發展起來的多學科交叉、基礎研究與應用緊密聯系的科學技術。納米顆粒由於具有常規顆粒所不具備的納米效應,因而具有更高的催化活性。
納米材料的表面效應使其具有高的表面活性、高表面能和高的比表面積,所以納米材料在制備高性能吸附劑方面表現出巨大的潛力。雷立等l採用溫和水熱法一步快速合成了鈦酸鹽納米管(TNTs),並應用於對水中重金屬離子Pb(II)、cd(II)和Cr(III)的吸附。
結果表明:pH=5時,初始濃度分別為200、100和50mg/L的Pb(II)、Cd(II)和Cr(III)在TNTs上的平衡吸附量分別為513.04、212.46和66.35mg/L,吸附性能優於傳統吸附材料。納米技術作為一種高效、節能環保的新型處理技術,得到人們的廣泛認同,具有很大的發展潛力。
09 光催化技術
光催化處理技術具有選擇性小、處理效率高、降解產物徹底、無二次污染等特點。
光催化的核心是光催化劑,常用的有TiO2、ZnO、WO3、SrTiO3、SnO2和Fe2O3。其中TiO2具有化學穩定性好、無毒、兼具氧化和還原作用等諸多特點。TiO:在受到一定能量的光照時會發生電子躍遷,產生電子一空穴對。
光生電子可以直接還原電鍍廢水中的金屬離子,而空穴能將水分子氧化成具有強氧化性的OH自由基,從而把很多難降解的有機物氧化成為COz、H:0等無機物,被認為是最有前途、最有效的水處理方法之一。
以懸浮態的TiO2為催化劑,在紫外光的作用下對絡合銅廢水進行光催化反應。結果表明:當TiO2投加量為2g/L,廢水pH=4時,在300W高壓汞燈照射下,載入60mL/min的空氣反應40rain,對120mg/LEDTA絡合銅廢水中Cu(II)與COD的去除率分別達到96.56%和57.67%。實施了「物化一光催化一膜」處理電鍍廢水的工程實例,出水COD去除率達到70%以上,同時TiO2光催化劑可重復使用。
膜法的引入可大大提高水質,使處理後水質達到中水回用標准,提高了電鍍廢水的資源化利用率,回用率達到85%以上,大大節約了成本。然而光催化技術在實際應用中受到了很多的限制,如重金屬離子在光催化劑表面的吸附率低,催化劑的載體不成熟,遇到色度大的廢水時處理效果大幅下降,等等。不過光催化技術作為高效、節能、清潔的處理技術,將會有很大的應用前景。
10 重金屬捕集劑
重金屬捕集劑又叫重金屬螯合劑,它能與廢水中的絕大部分重金屬離子產生強烈的螯合作用,生成的高分子螯合鹽不溶於水,通過分離就可以去除廢水中的重金屬離子。
重金屬捕集劑處理後的重金屬廢水中剩餘的重金屬離子濃度大部分都能達到國家排放標准。以二硫代氨基甲酸鹽重金屬離子捕集劑XMT探討了不同因素對Cu的捕集效果,對Cu去除率在99%以上,出水Cu濃度小於0.05mg/L,出水遠低於GB21900-2008的「表3」標准。
選取3種市售重金屬捕集劑對實際電鍍廢水中的Cu2+、Zn2+、Ni進行同步深度處理,發現三聚硫氰酸三鈉(簡稱TMT)對Cu的去除效果最為顯著,投加量少且效果穩定,但對Ni的去除效果較差。甲基取代的二硫代氨基甲酸鈉(以Me2DTC表示)的適用性最強,對3種重金屬離子均具有良好的去除效果,可達到GB21900-2008中的「表3」排放標准,且在DH=9.70時處理效果最佳。至於乙基取代的二硫代氨基甲酸鈉(Et2DTC),對Ni的去除效果不佳。
重金屬捕集劑因高效、低能、處理費用相對較低等特點而有很大的實用性。
結語
電鍍廢水成分復雜,應盡量分工段處理。在選擇處理方法時,應充分考慮各種方法的優缺點,加強各種水處理技術的綜合應用,形成組合工藝,揚長避短。
重金屬具有很大的回收價值且毒性大,在電鍍廢水處理過程中應多使用重金屬回收利用的工藝,盡可能地減少排放。
基於化學沉澱法污泥產量大,電化學法能耗高,膜分離技術的膜組件造價高且易受污染等諸多問題,就現有電鍍廢水處理技術而言,應向著節能、高效、無二次污染的方向改進。
同時可與計算機技術相結合,實現智能化控制。還可結合材料學、生物學等學科,開發出更適合處理電鍍廢水的新型材料。

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