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电镀废水怎样处理,电镀废水处理方法

文章出处:澳门十大网上博网址/ 人气:发表时间:2019-06-04 21:45
       电镀废水的处理和回用对节约水资源和保护环境起着至关重要的作用。综述了各种电镀废水处理技术的特点以及一些新材料在电镀废水处理中的应用。
 
 化学沉淀法
 
化学沉淀法( chemical deposition method )是通过向废水中加入化学物质,将溶解的重金属转化为水不溶性化合物进行沉淀,然后将它们从水中分离出来,从而去除重金属。
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化学沉淀法具有操作简单、工艺成熟、成本低廉等特点,可同时去除废水中的多种重金属,在电镀废水处理中得到广泛应用。
 
1 .碱性沉淀法
 
碱性沉淀法是在废水中加入氢氧化钠、石灰、碳酸钠等碱性物质,形成重金属溶解度低的氢氧化物或碳酸盐并去除它们。该方法成本低,操作简单,目前应用广泛。
 
然而,碱性沉淀法产生的污泥量大,会造成二次污染。此外,流出物的酸碱值太高,需要调整回酸碱值。氢氧化钠因其相对少量的污泥和易于回收利用而被广泛应用于工程中。
 
2 .硫化物沉淀
 
硫化物沉淀法是添加硫化物(如Na2S、NariS等)。)使废水中的重金属形成溶度积小于氢氧化物的沉淀物。出水的酸碱度为7 - 9,无需调节酸碱度即可排放。
 
然而,硫化物沉淀颗粒很细,需要絮凝剂来辅助沉淀,因此增加了处理成本。硫化物在酸性溶液中也会产生有毒的硫化氢气体,这在实际操作中受到限制。
 
3 .铁氧体法
 
铁氧体法是根据铁氧体的生产原理发展起来的,它使废水中的各种重金属离子形成铁氧体晶体并沉淀在一起,从而净化废水。该方法主要是在废水中加入硫酸亚铁,通过还原、沉淀和絮凝终生成铁氧体。由于其设备简单、成本低、沉降速度快、处理效果好等特点,得到了广泛的应用。
 
测定了酸碱度和硫酸亚铁用量对铁氧体法去除重金属离子的影响。镍、锌和铜离子的絮凝酸碱度分别为8.00 - 9.80、8.00 - 10.50和10.00。亚铁离子与它们的摩尔比为2 - 8,六价铬的还原pH为4.00 - 5.50,絮凝pH为8.00 - 10.50,投料比为20。出水镍含量小于0.5毫克/升,总铬含量小于1.0毫克/升,锌含量小于1.0毫克/升,铜含量小于0.5毫克/升,符合《电镀污染物排放标准》( GB21900—2008 )表2的要求。
 
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化学沉淀法的局限性
 
随着废水排放标准的提高,传统的单一化学沉淀法难以经济有效地处理电镀废水,常与其他工艺结合使用。
 
采用铁氧体-碳碳酸盐(一种具有物理吸附和离子交换功能的材料)组合工艺处理含镍量约4000毫克/升的高浓度含镍电镀废水:***先用铁氧体法将酸碱度控制在11.0,然后降低铁/铁中镍的浓度。摩尔比为0.55,硫酸亚铁7H2O /镍质量比为21,在35℃搅拌反应15分钟,出水镍的平均浓度由4212.5毫克/升降至6.8毫克/升,去除率达到99.84,然后采用碳化处理,碳化加入量为1.5克/升,酸碱度为6.5,在35℃反应6小时后,镍的去除率可达96.48,水中镍的浓度为0.24毫克/升,达到GB21900-2008中的“表2”标准。
 
 
 
采用芬顿化学沉淀法处理含螯合重金属废水。零价铁和过氧化氢用于降解螯合物,然后加入碱沉淀重金属离子。不仅可以去除镍离子(去除率高达98.4 ),而且可以降低化学需氧量。
 
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氧化还原法
 
一.化学氧化法
 
化学氧化在处理含氰电镀废水中特别有效。该方法通过将废水中的氰离子氧化成氰酸盐,再将氰酸盐氧化成二氧化碳和氮气,可以彻底解决氰化物污染的问题。
常用氧化剂包括氯基氧化剂、氧气、臭氧、过氧化氢等。其中碱性氯化是广泛使用的。采用芬顿法处理初始总氰化物浓度为2.0 mg / L的低浓度含氰电镀废水,在初始pH为3.5、H202 /硫酸亚铁摩尔比为3.5∶1、H2O 2用量为5.0g/L、反应时间为60min的条件下,氰化物去除率可达93,氰化物浓度可降至0.3 mg / L
 
二.化学还原法
 
化学还原法主要应用于电镀废水处理中含六价铬的废水。该方法是在废水中加入还原剂(如硫酸亚铁、亚硫酸氢钠、Na2SO3、SO2、铁粉等)将六价铬还原为三价铬,然后加入石灰或氢氧化钠进行沉淀分离。上述铁氧体法也可分为化学还原法。
 
该方法的主要特点是工艺成熟、操作简单、处理量大、投资少、工程应用效果好,但大量污泥会造成二次污染。以硫酸亚铁为还原剂处理80t/d含总铬70 ~ 80 mg / L的电镀废水,出水总铬小于1.5mg/L,处理成本为3.1元/t,具有较高的经济效益。
 
焦亚硫酸钠作为还原剂处理含80毫克/升六价铬、pH 6 ~ 7的电镀废水。流出物中六价铬的浓度小于0.2毫克/升
 
三、 电化学法
 
电化学法是指在电流的作用下,通过氧化还原、分解、沉淀、气浮等一系列反应去除废水中的重金属离子和有机污染物。
 
该方法的主要特点是去除速度快,匹配状态下金属链完全断裂,重金属易于回收利用,占地面积小,污泥少,但极板消耗快,耗电量大,对低浓度电镀废水的去除效果差,仅适用于中小型电镀废水处理。
 
电化学方法主要包括电凝法、磁电法和内电解法。
 
电凝法使用铁板或铝板作为阳极,在电解过程中产生Fe2、Fe或Al。随着电解的进行,溶液的碱度增加,形成铁( OH)2、铁( OH)3或铝( OH)3,污染物通过絮凝沉淀去除。
 
由于传统电凝法可以在长时间运行后钝化电极板,近年来,高压脉冲电凝法逐渐取代传统电凝法,不仅克服了极板钝化的问题,而且电流效率提高了200倍溶液时间,缩短了300次节电,减少了300次污泥产量,去除了969种重金属。
 
采用高压脉冲电凝技术处理某电镀厂电镀废水,Cu210、Ni2、Cn1和COD去除率达到百分之99.80、百分之99.70、百分之99.68和百分之67.45。
 
电凝法也通常与其他方法结合使用。电镀废水采用电凝法和臭氧氧化法处理。铁和铝被用作极板。废水中六价铬、铁、镍、铜、锌、铅、总有机碳和化学需氧量的去除率分别为百分之99.94、百分之100、百分之95.86、百分之98.66、百分之99.97、百分之96.81、百分之93.24和百分之93.43。
 
近年来,内电解受到广泛关注。内电解法利用原电池原理,通常在废水中加入铁粉和碳颗粒,以废水为电解质介质,通过氧化还原、置换、絮凝、吸附、共沉淀等反应的综合作用,一次去除多种重金属离子。
 
该方法不需要电能,处理成本低,污泥量少。通过静态实验研究铁炭微电解对模拟电镀废水中化学需氧量和铜离子的去除效果。去除率达到59。015。分别是49。微电解反应塔连续流动操作结果表明,14天后微电解废水中化学需氧量的去除率仅为105,降低到450。可以看出,填料需要定期更换或再生。
 
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四、膜分离技术
 
膜分离技术主要包括微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析、液膜等。膜的选择性渗透性用于分离和去除污染物。
 
该方法去除效果好,可实现重金属循环利用和废水循环利用,占地面积小,无二次污染,是一项极具发展前景的技术,但膜成本高,易污染。
 
分析了膜技术在电镀废水处理中的应用及效果。结果表明,常规废水处理工艺与膜生物反应器相结合,处理后的电镀废水质量达到排放标准。经过超滤净化和反渗透、纳滤膜一体化工艺,电镀综合废水达到回用水标准。反渗透产水和纳滤膜产水的电导率分别低于100克/厘米和1000克/厘米,化学需氧量分别约为5毫克/升和10毫克/升。镀镍漂洗废水通过反渗透膜后,镍浓度高达25倍,实现镍回收,反渗透产水水质达到回用标准。
 
投资和运行成本分析表明,反渗透浓镍的设备成本可在运行一年以上后回收。
 
液膜不是传统的固体膜,而是悬浮在液体中的一薄层乳液颗粒。它是一种类似于溶剂萃取的新型分离技术,包括膜的制备、分离、纯化和破乳。
 
诺曼博士。美籍华人李( Li )发明了乳状液膜分离技术,该技术兼具萃取和渗透的特点,将萃取和反萃取两个步骤结合起来。乳状液膜还具有传质效率高、选择性好、二次污染小、节能和投资少的特点,对电镀废水中重金属的处理和回收利用具有良好的效果。

 
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五、离子交换法
 
离子交换法利用离子交换器交换和分离废水中的有害物质。常见的离子交换剂包括腐植酸类物质、沸石、离子交换树脂、离子交换纤维等。离子交换的操作包括四个步骤:交换、反洗、再生和清洗。
 
该方法具有操作简单、重金属可回收、二次污染小等特点,但离子交换器成本高、再生剂消耗大。
 
研究了强酸性离子交换树脂处理含镍废水的工艺条件和镍回收方法。结果表明,pH 6 ~ 7有利于强酸性阳离子交换树脂去除镍离子。离子交换除镍的适宜温度为30℃,适宜流速为15BV/h (即每小时树脂床体积的l5倍)。合适的解吸剂为10,解吸液流速为2 BV / h,一批4.6BV解吸液可重复使用,制备平均镍离子质量浓度为18.8 g / L的电镀液
 
mei . 1 ingkong等人研究了CHS - L树脂对铬(ⅵ)的吸附能力。发现在低浓度铬(ⅵ)下,树脂的交换吸附速率受液膜扩散和化学反应的控制。CHS - 1树脂对六价铬的吸附pH值为2 ~ 3,在298K时饱和吸附量为347.22 mg / g。CHS - 1树脂可以用5 -钠溶液和5 -钠溶液洗脱,再生后吸附量没有明显下降。
 
采用钛酸酯偶联剂将1 - Fe203与丙烯酸甲酯共聚,在碱性条件下水解,制备磁性弱酸阳离子交换树脂NDMC - 1。
 
重金属铜的吸附研究表明,NDMC - L树脂具有相对较小的粒径和较大的外表面积,因此具有较快的动力学性能。
 
六、蒸发浓缩法
 
蒸发浓缩法( Evaporation concentration method )是通过加热蒸发电镀废水,使液体能够被浓缩和再利用。它通常适用于处理含有高浓度重金属如铬、铜、银和镍的废水。处理含低浓度重金属的废水既费时又不经济。
 
在电镀废水处理中,蒸发浓缩法常与其他方法结合使用,可以实现闭路循环,效果良好。例如,常压蒸发器与逆流冲洗系统结合使用。蒸发浓缩法操作简单,技术成熟,可循环使用。然而,处理浓缩干燥固体的高成本限制了其应用,目前仅用作辅助处理方法。
 
七、生物处理技术
 
生物处理方法使用微生物或植物来净化污染物。该方法运行成本低,污泥少,无二次污染,是大水量低浓度电镀废水的选择。生物方法主要包括生物絮凝、生物吸附、生物化学和植物修复。
 
1 .生物絮凝法
 
生物絮凝是一种通过絮凝和沉淀微生物或微生物产生的代谢物来净化水质的方法。微生物絮凝剂是微生物产生并分泌到细胞外的代谢产物,具有絮凝活性,能使水中的胶体悬浮液相互凝聚沉淀。
 
与无机絮凝剂和合成有机絮凝剂相比,生物絮凝剂具有废水处理安全无毒、絮凝效果好、无二次污染的特点。然而,其实际应用受到生物絮凝剂难以保存和生产成本高等问题的限制。目前,大多数生物絮凝剂仍处于探索和研究阶段。
 
生物絮凝剂可分为以下三类:
 
( 1 )直接使用微生物细胞作为絮凝剂,如一些细菌、放线菌、真菌、酵母等。
 
( 2 )微生物细胞壁提取物用作絮凝剂。微生物产生的絮凝物质是高分子物质,如糖蛋白、粘多糖、蛋白质等。如酵母细胞壁葡聚糖、ⅳ-乙酰氨基葡萄糖、丝状真菌细胞壁多糖等。可用作良好的生物絮凝剂。
 
( 3 )利用微生物细胞代谢物的絮凝剂。代谢物主要包括多糖、蛋白质、脂类及其复合物。
 
近年来报道的生物絮凝剂主要是多糖和蛋白质,其中ZS - 7、ZL - P、H12和DP是前者。152等。后者包括MBF - W6、NOC - L等。等人。用假单胞菌GX4 - 1胞外聚合物制备的絮凝剂对Cr (ⅳ)进行絮凝和吸附研究。
 
研究结果表明,在合适的条件下,氧化还原铁的去除率可达51。研究了枯草芽孢杆菌NX - 2制备的生物絮凝剂V -聚谷氨酸对电镀废水的处理效果。实验证明,丁-聚谷氨酸能有效去除Cr3、Ni等重金属离子。
 
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2 .生物吸附
 
生物吸附法利用生物的化学结构或组成特征吸附水中的重金属,然后通过固液分离将重金属从水中分离出来。
 
能够从溶液及其衍生物中分离重金属的生物称为生物吸附剂。生物吸附剂主要含有生物质、细菌、酵母、霉菌、藻类等。该方法成本低,吸附解吸速度快,重金属易于回收,选择性好,前景广阔。
 
研究了各种因素对枯草芽孢杆菌吸附电镀废水中镉的影响。结果表明,废水中镉的去除率达到93。pH 8,吸附剂用量10g/L (湿重),搅拌速度800转/分钟,吸附时间10分钟。
 
镉吸附后,枯草芽孢杆菌细胞膨胀、增亮并相互粘附。Cd2与细胞表面的钠离子交换。
 
壳聚糖是一种碱性天然高分子多糖,是从海洋生物甲壳类动物中提取的甲壳素脱乙酰得到的。它能有效去除电镀废水中的重金属离子。
 
采用乳液交联法制备磁性二氧化硅纳米粒子组成的壳聚糖微球,然后通过乙二胺季铵盐基团和缩水甘油基氯化反应进行改性。获得的生物吸附剂具有高耐酸性和磁响应性。
 
它用于去除酸性废水中的六价铬。在pH 2.5、温度25℃条件下,吸附量为233.1毫克/克,平衡时间为40 ~ 120分钟,取决于铬(ⅵ)的初始浓度。用0.3mol/LNaOH和0.3mol/LNaC1的混合溶液进行吸附剂再生,解吸率达到百分之95.6 。这种生物吸附剂具有很高的重复使用性。
 
3 .生物化学
 
生物化学( Biochemistry )是指废水中微生物与重金属之间的直接化学反应,将重金属离子转化为不溶性物质并去除它们。
 
r . s . laxman等人发现灰色链霉菌能在24 ~ 48h内将Cr (ⅵ)还原为Cr (ⅲ),并能显著吸取和去除Cr (ⅲ)。从电镀污泥、废水和下水道铁管中分离出35株菌株,获得SR系列复合功能菌。功能菌对六价铬和其他重金属的去除效率高。在此基础上,将其应用于工程中,取得了良好的效果。
 
4 .植物修复
 
植物修复是通过植物的吸取、沉淀和富集来处理电镀废水中的重金属和有机物,从而达到处理废水和恢复生态的目的。
 
该方法对环境的干扰小,有利于环境的改善,加工成本低。人工湿地在这方面发挥着重要作用,是一种具有广阔发展前景的处理方法。
 
李氏禾是一种富含金属的水生植物,具有去除水中重金属的巨大潜力。人工湿地种植李氏颗粒处理含铬、铜和镍的电镀废水,使其含量分别降低84 . 47 . 14 _ 3。当水力负荷小于0.3m / ( m2·D1 )时,出水重金属浓度满足电镀污染物排放标准的要求。当进水中铬、铜和镍的浓度分别为5、10和8毫克/升时,出水仍能达标。
 
可见,李氏液处理中低浓度电镀废水是可行的。质量平衡表明,铬、铜和镍主要保留在人工湿地系统的沉积物中。
 
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八、吸附法
 
吸附法利用大比表面积的多孔材料吸附电镀废水中的重金属和有机污染物,从而达到污水处理的效果。
 
活性炭是应用早、广泛的吸附剂,能吸附多种重金属,吸附容量大。然而,活性炭价格昂贵,使用寿命短,需要再生,再生成本低。一些天然低价材料,如沸石、橄榄石、高岭土、硅藻土等。,也具有良好的吸附能力,但由于各种原因,它们很难在工程中应用。
 
沸石作为吸附剂处理电镀废水。在静态条件下,沸石对镍、铜和锌的吸附量分别达到5.9、4.8和2.7毫克/克。磁性生物炭***先去除电镀废水中的Cr(vI )。
 
外加磁场分离对铬的去除率为百分之97.11 。经过10雨磁分离后,浊度从4075NTU降至21.8NTU,研究还证实磁性生物炭在吸附过程后仍保持其原有的磁分离性能。近年来,一些新的吸附材料得到了发展,如本文提到的生物吸附剂和纳米材料吸附剂。
 
纳米技术是指研究和应用1 ~ 100纳米尺度的原子和分子现象,从而发展跨学科、基础研究和应用紧密相连的科学技术。纳米粒子具有传统粒子所没有的纳米效应,因此具有更高的催化活性。
 
纳米材料的表面效应使其具有高表面活性、高表面能和高比表面积,因此纳米材料在制备高性能吸附剂方面显示出巨大的潜力。等人。l采用温和水热法一步合成钛酸盐纳米管( TNTs ),并将其用于吸附水中重金属离子Pb (ⅱ)、CD (ⅱ)和Cr (ⅲ)。
 
结果表明,当酸碱度为5时,初始浓度分别为200、100和50毫克/升的铅、镉和铬在三硝基甲苯上的平衡吸附量分别为513.04、212.46和66.35毫克/升,吸附性能于传统吸附材料。纳米技术作为一种高效、节能、环保的新型加工技术,已经得到人们的广泛认可,具有巨大的发展潜力。
 
九、光催化技术
 
光催化处理技术具有选择性低、处理效率高、降解产物完全、无二次污染等特点。
 
光催化的核心是光催化剂,常用的有二氧化钛、氧化锌、WO3、氧化钛、氧化锡和氧化铁。其中,二氧化钛具有化学稳定性好、无毒、氧化还原等特点。二氧化钛:当暴露在一定能量下时,会发生电子跃迁,导致电子空穴对。
 
光生电子可以直接还原电镀废水中的金属离子,空穴可以将水分子氧化成具有强氧化性能的羟基自由基,从而将许多难降解的有机物质氧化成CO2和H: 0等无机物。它被认为是有前途和有效的水处理方法之一。
以悬浮二氧化钛为催化剂,在紫外光的作用下,对铜络合废水进行光催化反应。结果表明,当二氧化钛用量为2g/L,废水的酸碱度为4时,在300瓦高压汞灯的照射下,60毫升/分钟的空气与40分钟的雨水反应,120毫克/莱达复合铜废水中铜(ⅱ)和化学需氧量的去除率达到96。567。分别是67个。应用“物化-光催化-膜”处理电镀废水的工程实例,出水化学需氧量去除率达到百分之70 ,二氧化钛光催化剂可重复使用。
 
膜法的引入可以大大改善水质,使处理后的水质达到中水回用的标准,提高电镀废水的资源利用率,回用率达到百分之85 ,从而大大节约了成本。然而,光催化技术在实际应用中受到限制,如光催化剂表面对重金属离子的吸附率低、催化剂载体不成熟、遇到色度大的废水时处理效果大大降低等。然而,光催化技术作为一种高效、节能、清洁的处理技术,将有很大的应用前景。
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十、重金属捕集剂
 
重金属捕集剂也叫重金属螯合剂,它能与废水中的大多数重金属离子产生强螯合。生成的聚合物螯合盐不溶于水,废水中的重金属离子可以通过分离去除。
 
重金属捕集剂处理后的重金属废水中剩余重金属离子的浓度大部分能够达到guo家排放标准。用二硫代氨基甲酸盐重金属离子捕集剂XMT探讨了不同因素对铜的捕集效果。铜的去除率为99,出水铜浓度小于0.05毫克/升,远低于GB21900-2008《表3》标准。
 
选择三种市售重金属捕集剂对实际电镀废水中的Cu2、Zn2和Ni进行同步深度处理。结果表明,硫氰酸三钠对铜的去除效果显著,用量少,效果稳定,但对镍的去除效果较差。甲基取代的二硫代氨基甲酸钠(以Me2DTC为代表)适用性强,对三种重金属离子具有良好的去除效果,可达到GB21900-2008中的“表3”排放标准,当DH=9.70时处理效果好。对于乙基取代的二硫代氨基甲酸钠,镍的去除效果不好。
重金属捕集剂效率高、能耗低、处理成本相对较低,具有很大的实用性。
 
电镀废水成分复杂,应尽可能分开处理。在选择处理方法时,应充分考虑各种方法的特点,加强各种水处理技术的综合应用,形成合力,扬长避短。
 
重金属具有很大的回收价值和毒性,因此在电镀废水处理过程中应更多地采用重金属回收技术,尽可能减少排放。
 
针对化学沉淀法污泥产量大、电化学法能耗高、膜分离技术膜组件成本高、易污染等问题,现有电镀废水处理技术应朝着节能、高效、无二次污染的方向发展。
 
同时,它可以与计算机技术相结合,实现智能控制。它还可以与材料科学、生物学等学科相结合,开发更适合处理电镀废水的新材料。


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