電鍍重金屬廢水的處理技術概況與展望
摘要:本文介紹了電鍍重金屬廢水的各種常用處理技術,及今后的此項技術的發展趨勢。
關鍵詞:電鍍;重金屬廢水;處理技術
電鍍廢水的治理在國內外普遍受到重視,研制出許多治理技術、隨著電鍍工業的快速發展,和環保要求的日益提高,目前,電鍍廢水治理已開始進入清潔生產工藝、總量控制和循環經濟整合階段。
一 重金屬廢水常用處理技術的現狀
(一)化學法
從近幾十年的國內外電鍍廢水處理技術發展趨勢來看,電鍍廢水有80%采用化學法處理,化學法處理電鍍廢水,是目前國內外應用最廣泛的電鍍廢水處理技術,技術上較為成熟、化學法包括沉淀法,氧化還原法,鐵氧體法等,是一種傳統和應用廣泛的處理電鍍廢水方法,具有投資少,處理成本低,操作簡單等特點,適用于各類電鍍金屬廢水處理、但化學法的最大不足之處,是生產用水不能回收利用,浪費水資源且占用場地較大。
1.化學沉淀法
化學沉淀法是使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變為不溶于水的重金屬化合物的方法,包括中和沉淀和硫化物沉淀等、該法是一種較為成熟實用的電鍍廢水處理技術,且處理成本低,便于管理,處理后廢水可達標排放。
(1)中和沉淀法、在含重金屬的廢水中加入堿進行中和反應,使重金屬生成不溶于水的氫氧化物沉淀形式加以分離、中和沉淀法操作簡單,是常用的處理廢水方法。
(2)硫化物沉淀法、加入硫化物使廢水中重金屬離子生成硫化物沉淀而除去的方法、與中和沉淀法相比,硫化物沉淀法的優點是:重金屬硫化物溶解度比其氫氧化物的溶解度更低,反應PH值在7-9之間,處理后的廢水一般不用中和,處理效果更好、但硫化物沉淀法的缺點是:硫化物沉淀顆粒小,易形成膠體,硫化物沉淀在水中殘留,遇酸生成氣體,可能造成二次污染。
2.氧化還原法
向廢水中投加還原劑將高價重金屬離子還原成微毒的低價重金屬離子后,再使其堿化成沉淀而分離去除的方法、該法原理簡單,操作易于掌握,但存在處理出水水質差,不能回用,處理混合廢水時,易造成二次污染,而且通用氧化劑還有供貨和毒性的問題尚待解決。
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處理方法、該法處理重金屬廢水,能一次脫除多種金屬離子,尤其適用于混合重金屬電鍍廢水的一次性處理,具有設備簡單,投資少,操作方便等特點,同時形成的污泥有較高的化學穩定性,容易進行微分離和脫水處理、此法在國內電鍍業中應用較廣,但在形成鐵氧體過程中需要加熱(約70℃),能耗高,存在著處理后鹽度高,而且不能處理含Hg和絡合物廢水的缺點。
(二)蒸發濃縮法
蒸發濃縮法是對電鍍廢水進行蒸發、使重金屬廢水得以濃縮,并加以回收利用的一種處理方法,一般適用于處理含鉻、銅、銀、鎳等重金屬廢水,對含重金屬離子濃度低的廢水,直接應用蒸發濃縮回收法能耗大,成本高、蒸發濃縮處理重金屬廢水一般是與其它方法并用,如常壓蒸發器與逆流漂洗系統的聯合使用處理電鍍廢水,可實現閉路循環,效果很好、蒸發濃縮法處理電鍍重金屬廢水,工藝成熟簡單,不需要化學試劑,無二次污染,可回用水或有價值的重金屬,有良好的環境效益和經濟效益,但因能耗大,操作費用高,雜質干擾資源回收問題還待研究,使應用受到限制、目前,一般將其作為其它方法的輔助處理手段。
(三)電解法
電解法是利用金屬的電化學性質,在直流電作用下而除去廢水中的金屬離子,是處理含有高濃度電沉積金屬廢水的一種有效方法,處理效率高,便于回收利用、但該法缺點是不適用于處理含較低濃度的金屬廢水,并且電耗大,成本高,一般經濃縮后再電解經濟效益較好。
(四)離子交換法
離子交換法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質的方法,含重金屬廢水通過交換劑時,交換器上的離子同水中的金屬離子進行交換,達到去除水中金屬離子的目的、此法操作簡單,便捷,殘渣穩定,無二次污染,但由于離子交換劑選擇性強,制造復雜,成本高,再生劑耗量大,因此在應用上受到很大限制。
(五)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
一種方法、傳統吸附劑有活性炭,腐植酸、聚糖樹脂、碴藻土等、實踐證明,使用不同吸附劑的吸附法,不同程度地存在投資大,運行費用高,污泥產生量大等問題,處理后的水難于達標排放。
(六)膜分離法
膜分離法是利用高分子所具有的選擇性進行物質分離的技術,包括電滲析、反滲透、膜萃取等、利用膜分離技術一方面可以回收利用電鍍原料,大大降低成本,另一方面可以實現電鍍廢水零排放或微排放,具有很好的經濟和環境效益。
(七)生物處理技術
生物處理技術是通過生物有機物或其代謝產物與重金屬離子的相互作用達到凈化廢水的目的,具有成本低,環境效益好等優點、由于傳統處理方法有成本高、對大流量含低濃度重金屬的廢水難于處理等缺點,隨著重金屬毒性微生物的研究進展,生物處理技術日益受到人們的重視,采用生物技術處理電鍍金屬廢水呈發展勢頭。
1.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
進行絮凝沉淀的一種除污方法、所用的微生物絮凝劑是由微生物產生并分泌到細胞外,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淀、目前,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淀下來、微生物絮凝法處理廢水具有安全方便、易于實現工業化等特點、具有廣泛應用前景。
2.生物吸附法
生物吸附法指利用生物體的化學結構及成分特
性來吸附溶于水中的金屬離子,再通過固液分離而去除金屬離子的方法、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淀物而去除、該法具有原料易得、處理成本低等特點。
3.生物化學法
生物化學法是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。
例如:有人利用脫硫腸桿菌(SRV)去除電鍍廢水中的銅離子,在含銅質量濃度為246.8mg/L的溶液,當PH為4.0時,去除率達99.12%。
二、重金屬廢水處理技術的展望
隨著電鍍工業的快速發展和環保要求的日益提高,電鍍重金屬廢水治理已開始進入清潔生產工藝,總量控制和循環經濟整合階段,未來電鍍重金屬廢水處理將突出以下幾個方面:
(1)實施循環經濟、推行清潔生產,提高電鍍物質、資源的轉化率和循環利用率,從源頭上削減重金屬污染物的產生量,同時采用全過程控制，結合廢水綜合治理，最終實現廢水零排放。
(2)重金屬廢水的處理技術很多,其中生物技術是具有較大發展潛力的技術,具有成本低、效益高、不造成二次污染等優點,未來將廣泛應用于電鍍廢水的治理工藝。
(3)綜合一體化技術是未來重金屬廢水處理技術的熱點、各種重金屬也因其行業和工藝的差異,僅使用一種廢水處理方法往往有其局限性,達不到理想的效果、只有綜合多種處理技術特點的一體化技術應用,才能達到理想效果。
參考文獻
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