金屬表面處理廢水的處理技術(shù)發(fā)展探究獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

金屬表面處理廢水的處理技術(shù)發(fā)展探究獲獎(jiǎng)科研報(bào)告關(guān)鍵詞：金屬;表面處理;廢水處理;環(huán)境保護(hù)

1金屬表面處理廢水的種類(lèi)及危害

1.1種類(lèi)

根據(jù)金屬表面處理的類(lèi)型不同，金屬表面處理產(chǎn)生的廢水主要包括：

（1）涂裝前的處理廢水

金屬工件表面涂裝前預(yù)處理廢水，包括除油漬、酸性洗滌、除銹、表面調(diào)整、轉(zhuǎn)化膜形成等。

（2）無(wú)鉻處理的處理廢水

為了確保金屬工件在存儲(chǔ)和運(yùn)輸過(guò)程中不會(huì)生銹，通常需要對(duì)金屬表面進(jìn)行鈍化處理而產(chǎn)生廢水。

（3）陽(yáng)極氧化產(chǎn)生的廢水

由鋁及其鋁合金的各種陽(yáng)極氧化工藝產(chǎn)生的廢水，如除油污、堿蝕、氧化、著色、封閉、電解等工序都會(huì)產(chǎn)生大量的廢水。

（4）電泳涂裝廢水

電泳涂裝過(guò)程沖洗鍍件表面會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，此外還會(huì)有少量的電泳廢液。廢水中含有大量的有機(jī)物，例如環(huán)氧樹(shù)脂，氨基酸酯和有機(jī)酸等，這些有機(jī)物大都是水溶性的[1]。

（5）電鍍廢水

電鍍過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，如預(yù)處理廢水、漂洗廢水、鈍化廢水和電鍍廢水等[2]。

1.2危害

金屬表面處理產(chǎn)生的廢水中含有大量重金屬以及酸和堿性物質(zhì)等。其中的重金屬在進(jìn)入到生態(tài)系統(tǒng)后并不會(huì)被分解，而是會(huì)逐漸殘留和富集，最終造成嚴(yán)重危害。排入海洋中的重金屬會(huì)逐漸在藻類(lèi)以及底泥中富集，并吸附在魚(yú)和貝類(lèi)表面，這些魚(yú)和貝類(lèi)被人類(lèi)捕獲使用后，導(dǎo)致重金屬在人體內(nèi)逐步富集，達(dá)到一定量后就會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重危害[3]。

2常規(guī)處理工藝

2.1物化處理

物化法通常應(yīng)用于涂裝廢水的預(yù)處理或深處理。作為一種預(yù)處理方法，物化法可有效去除大部分膠體及懸浮物，同時(shí)還是降低廢水中重金屬的含量，減輕后續(xù)生物處理的負(fù)擔(dān)，這有助于降低廢水處理成本。目前，常用的涂裝廢水物化處理方法有垃圾焚燒飛灰法、吸附法、氣浮法、混凝沉淀法以及膜過(guò)濾法。

2.1.1垃圾焚燒飛灰法

垃圾焚燒飛灰法的機(jī)理是化學(xué)沉淀法，該法的優(yōu)點(diǎn)是能用廢物處理廢水，可有效去除廢水中的重金屬及磷酸鹽。該法的缺點(diǎn)是垃圾焚燒飛灰的來(lái)源會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。

2.1.2吸附法

吸附法可廢水進(jìn)行脫色、脫鹽，同時(shí)對(duì)有用物質(zhì)進(jìn)行回收。該法對(duì)操作過(guò)程中的pH有較高的要求，且吸附材料在使用一段時(shí)間后會(huì)達(dá)到飽和。因此需要定期更換吸附材料，這會(huì)大大增加處理成本，此外吸附材料中吸附的雜質(zhì)還會(huì)對(duì)廢水造成二次污染。

2.1.3氣浮法

氣浮法能夠有效去除廢水中的油類(lèi)，但該法對(duì)操作條件要求很高嚴(yán)格，僅適用于污染物為懸浮態(tài)，且水中有較多微小氣泡的廢水處理。

2.1.4混凝沉淀法

混凝沉淀法能夠有效去除廢水中的懸浮物、膠體、磷酸鹽以及重金屬等，但經(jīng)該法處理后的廢水還需進(jìn)一步處理使COD達(dá)標(biāo)才能排放。

2.1.5膜濾法

膜過(guò)濾技術(shù)由于具有眾多優(yōu)點(diǎn)在涂料廢水的處理中得到了廣泛的應(yīng)用。張進(jìn)等[4]的研究應(yīng)用混凝-微濾法處理陰極電泳廢水，結(jié)果顯示該法能去除廢水中的大部分污染物，而處理后的廢水又可以用于循環(huán)沖洗水。該法的缺點(diǎn)是濾膜的維護(hù)及更換成本較高。

2.2生物處理

生物處理法是通過(guò)微生物代謝的方法來(lái)分解處理有機(jī)物的。該法的優(yōu)點(diǎn)是成本較低，缺點(diǎn)是處理不夠徹底。經(jīng)過(guò)生物處理的廢水可能還殘留較多的油脂、重金屬等。

2.3物化—生物處理

物化-生物處理技術(shù)目前在處理金屬表面處理廢水中得到了廣泛的應(yīng)用[5]，經(jīng)該法處理過(guò)的廢水出水水質(zhì)較好，缺點(diǎn)是處理的流程較長(zhǎng)，占用空間較大，基建成本較高，且其處理效果會(huì)受到廢水的溫度和pH值的影響。

3新型處理工藝

傳統(tǒng)的涂層廢水處理方法大都存在處理周期長(zhǎng)，運(yùn)行成本高，以及易發(fā)生二次污染等問(wèn)題。近年來(lái)出現(xiàn)了一些廢水處理新技術(shù)如高級(jí)氧化技術(shù)、鐵碳微電解技術(shù)和酶處理法等，下面分別進(jìn)行介紹。

3.1高級(jí)氧化技術(shù)

高級(jí)氧化技術(shù)是指在一定條件下，使廢水中產(chǎn)生羥基自由基，該物質(zhì)具有極強(qiáng)的氧化性，能夠有效降解各類(lèi)有機(jī)物。根據(jù)產(chǎn)生羥基自由基的方法不同，可將高級(jí)氧化技術(shù)分為電化學(xué)氧化法、臭氧氧化法和Fenton氧化法。

3.1.1電化學(xué)氧化

電化學(xué)氧化方法是水電解產(chǎn)生的·OH來(lái)氧化有機(jī)物，降低其毒性，使其容易被生物降解，該法的缺點(diǎn)是電解水分子需要極高的能耗。

3.1.2臭氧氧化

臭氧氧化法主要是利用臭氧以及其分解產(chǎn)生的·OH來(lái)氧化有機(jī)物的，研究顯示該法具有極強(qiáng)的有機(jī)污染物去除能力，但在處理涂料廢水時(shí)效果并不理想。

3.1.3Fenton氧化

Fenton氧化法的原理是利用Fe2+和過(guò)氧化氫反應(yīng)生成·OH，進(jìn)而達(dá)到氧化有機(jī)污染物的目的。該法在處理過(guò)程中需要加入過(guò)量Fe2+，會(huì)使出水偏綠色。

3.2鐵碳微電解技術(shù)

鐵碳微電解技術(shù)能夠利用廢棄物來(lái)治理廢水，該法處理廢水效果顯著，且成本低廉，在富含重金屬的廢水處理中得到了廣泛地應(yīng)用。但該法的缺點(diǎn)是處理時(shí)間較長(zhǎng)。

3.3酶處理法

酶處理法有機(jī)廢水具有綠色環(huán)保、無(wú)毒無(wú)害等優(yōu)點(diǎn)。添加極少量的酶就能顯著提高廢水的處理效率，且無(wú)二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。但目前關(guān)于酶法在涂裝廢水處理中的應(yīng)用報(bào)道較少，相關(guān)研究還不深入，有待進(jìn)一步深入研究。

4結(jié)論

我國(guó)作為世界第二大經(jīng)濟(jì)體，每年需要消耗大量的化學(xué)用品，為了保護(hù)環(huán)境，我們有必要重視化學(xué)用品造成的污染。金屬表面處理過(guò)程需要使用大量的化學(xué)用品，會(huì)產(chǎn)生大量的有機(jī)廢水。因此我們的目標(biāo)研究新的金屬表面處理技術(shù)外，還需要考慮廢水的處理及回收再利用。筆者認(rèn)為根據(jù)金屬涂裝