電鍍廢水處理綜述

1、電鍍廢水的成分非常復(fù)雜，除含氰（CN）-廢水和酸堿廢水外，重金屬廢水 是電鍍業(yè)潛在危害性極大的廢水類別。多數(shù)廢水為含鉻（Cr）（ Ni）、含鎘（Cd）、銅（Cu）、鋅（Zn）廢水，而含金（Au）和銀（Ag）貴重金屬廢水直接 回收。隨著電鍍工業(yè)的快速發(fā)展和環(huán)保要求的日益提高，目前，電鍍廢水治 理 已開始進(jìn)入清潔生產(chǎn)工藝 清潔生產(chǎn)工藝、總量控制階段，但是進(jìn)步的資源回收 利用和閉路循環(huán)將是發(fā)展的主要方向。所以現(xiàn)所提出的微濾+反滲透處理回收電鍍廢水技術(shù)，將會(huì)被更多企業(yè)采用。1. 概述電鍍是利用化學(xué)和電化學(xué)方法在金屬或在其它材料表面鍍上各種金屬。廣 泛應(yīng)用于機(jī)器制造、輕工、電子等行業(yè)。為提高鍍件的質(zhì)量

2、,電鍍生產(chǎn)中使用的 電鍍添加劑種類和數(shù)量越來越多 ,成分也越來越復(fù)雜 ,這些添加劑含有與重金屬離 子絡(luò)合作用較強(qiáng)的成分，如:酒石酸、EDTA焦磷酸鹽、檸檬酸和氨 等，在采用傳 統(tǒng)化學(xué)沉淀法處理電鍍廢水過程中 ,重金屬離子就不能完全形成氫氧化物沉淀 ,其 中的重金屬離子含量極容易超過國家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。以本公司設(shè)計(jì)施工的上海世界知名拉鏈電鍍廠，電鍍廢水采用雙膜法深度處理里回用實(shí)現(xiàn)零排放，取得經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益的雙重收益為案例，論證雙膜法工藝的優(yōu)異。2. 工藝流程3. 前段傳統(tǒng)工藝說明3.1 化學(xué)沉淀對(duì)高濃金屬處理本案例工藝前段處理采用傳統(tǒng)電鍍重金屬廢水基本治理技術(shù)?；瘜W(xué)沉淀法， 是使廢水中呈溶解狀態(tài)的

3、金屬離子，轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒蛘呷芙舛群艿偷慕饘?化 合物，包括堿性條件下氫氧化物沉淀法和硫化物沉淀法等。此法可以處理高 濃 金屬離子，但是不能夠?qū)ξ⒘侩x子進(jìn)行去除。隨著環(huán)保要求標(biāo)準(zhǔn)不斷提高， 僅 靠化學(xué)沉淀不能夠讓廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，尤其是銅離子和磷經(jīng)常超標(biāo)，考慮 到 經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益所以增設(shè)了后續(xù)雙膜深度處理工藝，全部廢水分質(zhì)回用 實(shí) 現(xiàn)零排放。3.1.1中和沉 淀法在含重金屬的廢水中加入堿提高廢水的 PH 值，使重金屬生成不溶于水的 氫 氧化物絮凝體沉淀加以分離。中和沉淀法操作中需要注意以下幾點(diǎn)：（1）根 據(jù)廢水中含有的金屬離子情況，控制合適的 pH 值 。（2）當(dāng)廢水中含有兩性金 屬時(shí)，

4、pH 值高會(huì)出現(xiàn)再溶解，因此要嚴(yán)格控制 pH 值，實(shí)行分段沉淀；（ 3）廢 水中有 些陰離子如：鹵素、氰根、腐植酸等，可與重金屬形成絡(luò)合物，因此要 在中和之前需經(jīng)過預(yù)處理；（ 4） 有些顆粒小，不易沉淀，則需加入絮凝劑輔助沉淀生成。通過大量試驗(yàn)與實(shí)際運(yùn)行，此工藝在車間廢水排放變化較大情況時(shí)， 處理水銅離子經(jīng)常超過 0.5mg/l 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重時(shí)候會(huì)接近 5mg/l 。3.1.2硫化物 沉淀法為了強(qiáng)化銅處理效果，也試驗(yàn)加入硫化物藥劑，使廢水中重金屬離子生成 硫化物更好的沉淀除去。與中和沉淀法相比，S2與Cu2+形成CuS具備更低的溶度積，難溶于水不溶于稀鹽酸。但是形成金屬硫化物單質(zhì)細(xì)小不容易沉

5、淀，需要投加絮凝劑或者助凝劑。并且硫化物投加不能過量，否則遇酸生成硫化氫氣體，產(chǎn)生二次污染。3.2 氧化還原處理3.2.1化學(xué)還 原法電鍍廢水中的Cr主要以Cr6+離子形態(tài)存在，因此向廢水中投加還原劑 將 Cr6+還原成微毒的Cr3+后，投加石灰或NaOH產(chǎn)生Cr （OH） 3沉淀分離去除。 其治理原理簡(jiǎn)單、操作易于掌握、能承受大水量和高濃度廢水沖擊。根據(jù)投 加 還原劑的不同，可分為FeSO4法、NaHSO3法、鐵屑法、SO2法等。3.2.2化學(xué)氧化法氧化法是投加強(qiáng)氧化劑對(duì)污染物氧化處理，例如破氰、投加漂水降低 COD 方法。3.3 吸附 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

6、、海泡石、聚 糖樹脂等?；钚蕴垦b備簡(jiǎn)單，在廢水治理中應(yīng)用最廣泛，但活性炭再生效率 低， 運(yùn)行時(shí)間短極容易失效，更換成本更是昂貴，且活性炭處理水質(zhì)很難達(dá)到回 用 要求，穩(wěn)定達(dá)標(biāo)都困難?；钚蕴繉?duì)有機(jī)物的吸附能力很強(qiáng)，但是對(duì)金屬吸附 效率低、速度慢、飽和容積小。以本拉鏈廠電鍍廢水工程為例，原工藝進(jìn)水銅 離 子小于1mg/l，水量700立方米/天，出水0.2mg/l,吸附量490g,如此僅能有 效 運(yùn)行一個(gè)月，現(xiàn)場(chǎng)沒有設(shè)計(jì)再生裝置失效后更換?；钚蕴抗?2 個(gè)塔、每個(gè) 8 噸， 這樣更換一次費(fèi)用就是 16 萬，如此之高很少有工廠能夠接受，同時(shí)因環(huán)保 指 標(biāo)提高及政策要求很快更換為雙膜，實(shí)現(xiàn)零排放。3.4

7、 生物處理技術(shù)根據(jù)生物去除重金屬離子的機(jī)理不同可分為生物絮凝法、生物吸附法、生 物化學(xué)法以及植物修復(fù)法。此工程案例采用接觸酸化槽處理電鍍沉淀池調(diào)節(jié) 水， 主要針對(duì)不達(dá)標(biāo)的銅離子。接觸酸化槽中能夠培養(yǎng)出幾百種菌群，使水中膠 體 懸浮物相互凝聚沉淀。對(duì)重金屬有絮凝作用的約有十幾個(gè)品種，生物絮凝劑 不 僅氨基和羥基可與Cu2+等重金屬離子形成穩(wěn)定 的鰲合物而沉淀下來。同時(shí)接觸 酸化槽中采用了兼氧式工藝，使好氧與厭氧交替運(yùn)行。在厭氧條件下產(chǎn)生 H2S 可 與廢水中的重金屬離子，生成溶解度很低的金屬硫化物沉淀而被去除。同 理 接 觸氧化槽能處理微量未除去 Cr6+,去除率可達(dá)99.7%。4. 膜分離技術(shù)

8、4.1 微濾膜技術(shù)特點(diǎn)微濾英文縮寫：MF,它的過濾孔徑在：0.1um以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)夠不上脫鹽的那 種精度，所以它的脫鹽率為 0。微濾過程操作分死端 過濾和錯(cuò)流過濾兩種方式。 在死端過濾時(shí)，小于膜孔的溶質(zhì)粒子在壓力的推動(dòng)下可以隨水一同透過膜，大于膜孔的溶質(zhì)粒子被截留，通常堆積在膜面上。隨著時(shí)間的增加，膜面上堆積的顆粒越來越多，膜的滲透性將下降，這時(shí)必須停下來清洗膜表面或更換膜。錯(cuò)流過濾是在壓力推動(dòng)下料液平行于膜面流動(dòng)，把膜面上的滯留物帶走，從而使膜污染保持一個(gè)較低的水平。微濾膜使用方式分為在實(shí)際運(yùn)行過程中有很多差異，液中膜把膜片浸在生物處理池中，這樣可以強(qiáng)化生物處理效果，減少修建生物二沉池。也可以使

9、用管式微濾膜，如同反滲透一樣運(yùn)行，這樣在膜的清洗過程中比較方便運(yùn)行管理，可以使用高濃度清洗液在線清洗，每次清洗后運(yùn)行時(shí)間久同時(shí)膜片容易更換。這兩種都屬于 MBR 工藝，考慮到間歇運(yùn)行特點(diǎn)， 采用后種方式管式膜處理沉淀池出來接觸酸化槽廢水。4.2 超濾膜超濾膜是一種具有超級(jí)“篩分”分離功能的多孔膜。它的孔徑只有幾納米 到幾十納米，只有一根頭發(fā)絲的 1 %。，在膜的一側(cè)施 以適當(dāng)壓力，就能篩出大 于孔徑的溶質(zhì)分子，以分離分子量大于 500道爾頓、粒徑大于220納米的顆 粒。超濾膜屬于深層過濾，后者具有較致密的表層和以指狀結(jié)構(gòu)為主的底層，表層厚度為 0.1 微米或更小，并具有排列有序的微孔。超濾也可

10、以說介于微濾 和反滲透之間的性能，產(chǎn)水水質(zhì)達(dá)到生活雜用水標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)反滲透的保護(hù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于微濾膜，有條件的工程可以優(yōu)先考慮采用超濾 +反滲透工藝。4.3 反滲透目前，反滲透膜如以其膜材料化學(xué)組成來分，主要有纖維素膜和非纖維素 膜兩大類。如按膜材料的物理結(jié)構(gòu)來分，大致可分為非對(duì)稱膜和復(fù)合膜等。在纖維素類膜中最廣泛使用的是醋酸纖維素膜。該膜總厚度約為 100卩m，全表皮 層的厚度約為0. 25卩m，表皮層中布滿微孔，孔徑約 510埃，故可以濾除極 細(xì)的粒子，而多孔支撐層中的孔徑很大，約有幾千埃。非纖維素類膜以芳香聚酷胺為主要品種，其他還有聚酰胺膜，殼聚糖膜，聚砜酰胺膜，聚四氟乙烯接枝膜，聚乙烯亞胺膜等等

11、。近年來發(fā)展起來的聚酰胺復(fù)合膜，高交聯(lián)度芳香聚酷胺由苯三酰氯和苯二胺聚合而成。由于這種膜是由三層不同材料復(fù)合而成故稱為復(fù)合膜。反滲透膜的品牌 :海德能膜、陶氏膜、通用流體膜、東麗膜、世韓 膜等。由于反滲透脫鹽能力極強(qiáng)，在污水處理回用中，對(duì)溶解固形物仍然可以穩(wěn) 定達(dá)到95%以上，COD和BOD的去除率在97%左右，因此其處理出水指標(biāo)高于 自來水，部回用水不需要軟化即可作為鍋爐補(bǔ)給水，省去軟化設(shè)備和軟化藥 劑。 本工程每天不但減少 700 噸自來水消耗量，同時(shí)不再向附近水體排放 700 噸污 水，在一定程度上節(jié)約成本，有很高點(diǎn)的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。反滲透出水電導(dǎo)大的原因 :反滲透清洗條件在正常操作

12、過程中 ,反滲透元件內(nèi) 的膜片會(huì)受到無機(jī)鹽垢、微生物、膠體顆粒和不溶性的有機(jī)物質(zhì)的污染，這些污染物沉積在膜表面，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)水流量和系統(tǒng)脫鹽率分別下降或同時(shí)惡化，需要及時(shí)清洗。5. 電鍍重金屬廢水治理技術(shù)展望隨著全球可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，循環(huán)經(jīng)濟(jì)和清潔生產(chǎn)技術(shù)越來越受到人 們關(guān)注。電鍍重金屬廢水治理已向清潔生產(chǎn)工藝、物質(zhì)循環(huán)利用、廢水回用 等 綜合防治階段發(fā)展。未來電鍍重金屬廢水治理將貫徹循環(huán)經(jīng)濟(jì)、重視清潔生 產(chǎn) 技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用；采用全過程控制、結(jié)合廢水綜合治理、最終實(shí)現(xiàn)廢水零 排 放。電鍍廢水種類繁多，各種電鍍工藝差異很大，僅使用傳統(tǒng)廢水治理方法 往 往有其局限性，達(dá)不到嚴(yán)格的環(huán)境要求，同時(shí)不穩(wěn)定。綜合多種治理技術(shù)特 點(diǎn) 的膜技術(shù)，因其穩(wěn)定優(yōu)異的性能，無可替代的深度處理技術(shù)，處理后水可以 直 接回用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)保價(jià)值必將逐步受到重視。6