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電鍍廢水處理物化法處理技術(shù)

      電鍍車間有鍍前表面處理、電鍍處理和鍍后處理三個(gè)工藝環(huán)節(jié)。每個(gè)環(huán)節(jié)又包括若干工序，每個(gè)環(huán)節(jié)、工序中均可產(chǎn)生含有大量金屬離子、金屬絡(luò)合離子及清洗液的廢水。具體說，電鍍廢水主要來源有：前處理除油酸洗工序，鍍件的清洗水，廢電鍍液，跑、冒、滴、漏的各種槽液和排水，沖洗水及設(shè)備冷卻水。

此外，由于電鍍的種類繁多，常用的鍍種有鍍鎳、鍍銅、鍍鉻、鍍鋅、鍍鎘、鍍鉛、鍍銀、鍍金和鍍錫。而且，氰根（CN-）具有很好的絡(luò)合性、表面活性，在某些電鍍生產(chǎn)中被大量使用。電鍍廢水的成分常常同時(shí)含有多種污染物。電鍍廠在生產(chǎn)過程中，排出的廢水廢液中含有酸、堿、CN-及Cr（Ⅵ）、Cr3+、Cd2+、Cu2+、Ni2+、Sn2+等金屬離子和有毒物質(zhì)，還有苯類、硝基、胺基類等有毒有害的有機(jī)物。

      由于電鍍的種類繁多，電鍍廢水的成分常常也是同時(shí)含有多種污染物。上述所提及的有毒有害的物質(zhì)如鎘、鉻、鎳、鉛、氰化物、銅、鋅、堿、酸、懸浮物、含氮化合物、表面活性劑及磷酸鹽等，含有這些有毒有害物質(zhì)的廢水進(jìn)入水體，就會(huì)危及水生動(dòng)植物生長(zhǎng)，影響水產(chǎn)養(yǎng)殖，造成大幅度減產(chǎn)甚至魚蝦絕跡；或是破壞農(nóng)田土壤，毀壞莊稼，并通過食物鏈危害人類健康；或是進(jìn)入飲用水源，在人體內(nèi)積累，輕者引起慢性中毒，重者導(dǎo)致死亡。

1、吸附法

      吸附法是利用吸附劑的獨(dú)特結(jié)構(gòu)去除重金屬離子的一種方法。傳統(tǒng)吸附劑有活性炭，腐植酸、聚糖樹脂、碴藻土等?；钚蕴垦b備簡(jiǎn)單，在廢水治理中應(yīng)用廣泛?；钚蕴渴怯赡静?、煤、果殼等含炭物質(zhì)，在高溫和缺氧的條件下活化制成的。

      在活性炭的晶格間，形成了各種形狀、大小不同的微孔結(jié)構(gòu)與巨大的比表面積，因而具有很強(qiáng)的吸附性能，可有效的吸附廢水中的有機(jī)污染物和金屬離子?；钚蕴刻幚黼婂儚U水，目前主要用于含鉻、含氰廢水。用活性炭處理含鉻廢水，根據(jù)處理水的條件和要求，一般認(rèn)為是利用它的吸附作用和還原作用。除此之外，還有沸石吸附、麥飯石吸附法。

      活性炭法處理電鍍廢水的優(yōu)點(diǎn)：活性炭耐酸、耐堿，在高溫下不易破碎，有穩(wěn)定的化學(xué)性能；節(jié)省用水，清洗零件的廢水用活性炭處理后不排放，可重復(fù)做清洗水；投資省，設(shè)備簡(jiǎn)單，占地面積小，可直接在鍍槽旁工作，操作維護(hù)方便；處理費(fèi)用低，活性炭來源廣，并可再生反復(fù)使用；不直接產(chǎn)生污泥，不易產(chǎn)生二次污染。盡管有以上優(yōu)點(diǎn)但還是有不足之處，如廢水中污染物容度較高時(shí)，活性炭再生比較頻繁；長(zhǎng)期反復(fù)使用活性炭處理含鉻廢水后，處理后水用來做清洗水時(shí)，Cr3+含量會(huì)增加，影響純化膜，以及在洗脫液的利用等方面尚需進(jìn)一步探索。

2、膜分離法

      膜分離法是利用高分子所具有的選擇性進(jìn)行物質(zhì)分離的技術(shù)，包括電滲析、反滲透、膜萃取等。利用膜分離技術(shù)一方面可以回收利用電鍍?cè)?，大大降低成本，另一方面可以?shí)現(xiàn)電鍍廢水零排放或微排放，具有很好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

      用電滲析法處理電鍍工業(yè)廢水，處理后廢水組成不變，有利于回槽使用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr（Ⅵ）等金屬離子廢水都適宜用電滲析處理，已有成套設(shè)備。反滲透法已大規(guī)模用于鍍Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金屬?gòu)U水處理。

      采用反滲透法處理電鍍廢水，已處理水可以回用，實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)。液膜法治理電鍍廢水的研究報(bào)道很多，有些領(lǐng)域液膜法已由基礎(chǔ)理論研究進(jìn)入到初步工業(yè)應(yīng)用階段。膜萃取技術(shù)是一種高效、無二次污染的分離技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)在金屬萃取方面有很大進(jìn)展。

3、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(jìn)行交換而將其除去，使廢水得到凈化的方法。

      國(guó)內(nèi)用離子交換技術(shù)處理電鍍廢水是從20世紀(jì)60年代開始進(jìn)行試驗(yàn)研究的，到70年代末，因?yàn)槠惹行枰鉀Q環(huán)境污染問題，這一技術(shù)得到了很大發(fā)展，目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(dá)到閉路循環(huán)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。但是采用離子交換法的投資費(fèi)用很高，系統(tǒng)設(shè)計(jì)和操作管理較為復(fù)雜，一般的中小型企業(yè)難以適應(yīng)，往往由于維修、管理等不善而達(dá)不到預(yù)期的效果，因此，在推廣應(yīng)用上受到了一定的限制。

      離子交換法中最常用的交換劑是離子交換樹脂，柱子飽和后可用酸堿再生后反復(fù)使用。對(duì)含鉻、含鎳等電鍍廢水采用離子交換法處理較為普遍，在設(shè)計(jì)、運(yùn)行和管理上已有較為成熟的經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)處理后水能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，且出水水質(zhì)較好，一般能循環(huán)使用。樹脂交換吸附飽和后的再生洗脫液經(jīng)電鍍工藝成分調(diào)整和凈化后能回用于鍍槽，基本實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)。對(duì)于含氰廢水，可先將自由氰離子變成金屬離子的絡(luò)離子，然后使廢水通過陽(yáng)離子和陰離子交換樹脂的混合柱，用無機(jī)酸使之再生，再生液用堿中和。另外，離子交換法也可用于處理含銅、含鋅、含金等廢水。

4、電解法

      電解法主要是使廢水中的有害物質(zhì)通過電解過程在陽(yáng)、陰兩極上分別發(fā)生氧化和還原反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì)；或利用電極氧化和還原產(chǎn)物與廢水中的有害物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成不溶于水的沉淀物，然后分離除去或通過電解反應(yīng)回收金屬。國(guó)內(nèi)在20世紀(jì)60年代開始用電解法處理電鍍含鉻廢水，70年代末對(duì)含銀、銅等廢水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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于中、小型廠，其主要特點(diǎn)是不需投加處理藥劑，流程簡(jiǎn)單，操作方便，占生產(chǎn)場(chǎng)地少，同時(shí)由于回收的金屬純度高，用于回收貴重金屬有很好的經(jīng)濟(jì)效益。但當(dāng)處理水量較大時(shí)，電解法的耗電較大，消耗的鐵極板量也較大，同時(shí)分離出來的污泥與化學(xué)處理法一樣不易處置，所以現(xiàn)在已較少采用。

      近年來，電解法迅速發(fā)展，并對(duì)鐵屑內(nèi)電解進(jìn)行了深入研究，利用鐵屑內(nèi)電解原理研制的動(dòng)態(tài)廢水處理裝置對(duì)重金屬離子有很好的去除效果。另外，高壓脈沖電凝系統(tǒng)為當(dāng)今世界新一代電化學(xué)水處理設(shè)備，對(duì)表面處理、涂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(tǒng)電解法電流效率提高20%-30%；電解時(shí)間縮短30%-40%；節(jié)省電能達(dá)到30%-40%；污泥產(chǎn)生量少；對(duì)重金屬去除率可達(dá)96%-99%。

5、氣浮法

      氣浮法是一種高效、快速的固液分離技術(shù)，其中的溶氣氣浮法，是使空氣在一定壓力下溶于水中并達(dá)到飽和狀態(tài)再進(jìn)行氣浮的廢水處理方法；由賈金平等人研究可知，當(dāng)處理廢水中的懸浮物濃度為600mg/dm3以下時(shí)可采用溶氣氣浮法。

      氣浮法是向水中通入空氣，產(chǎn)生微小氣泡，由于氣泡與細(xì)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(zhì)得以分離。按照氣泡產(chǎn)生方式的不同，可分為充氣氣浮、溶氣氣浮和電解氣浮三類。

      氣浮法是代替沉淀法的新型固液分離手段，1978年上海同濟(jì)大學(xué)首次應(yīng)用氣浮法處理電鍍重金屬?gòu)U水處理獲得成功。隨后，因處理過程連續(xù)化，設(shè)備緊湊，占地少，便于自動(dòng)化而得到了廣泛的應(yīng)用。

      氣浮法固液分離技術(shù)適應(yīng)性強(qiáng)，可處理鍍鉻廢水、含鉻鈍化廢水以及混合廢水。氣浮法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。氣浮法用于處理鍍鉻廢水的原理是：在酸性的條件下硫酸亞鐵和六價(jià)鉻進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，然后在堿性條件下產(chǎn)生絮凝體，在無數(shù)微細(xì)氣泡作用下使絮凝體浮出水面，使水質(zhì)變清。

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