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电镀废水处理的常用十种方法介绍

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电镀废水处理的常用十种方法介绍

发布日期:2019-02-15 作者: 点击:

电镀废水的处理与回用对于节约水资源、保护环境具有重要意义。综述了各种电镀废水处理技术的优缺点,以及几种新材料在电镀废水处理中的应用。

01 化学沉淀法

化学沉淀的方法是将溶解的重金属转化为不溶性化合物,使其与水中沉淀分离,从而去除重金属。

化学沉淀法因其操作简单,工艺成熟,成本低,同时去除废水中的各种重金属而被广泛用于电镀废水的处理。

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,使重金属形成低溶解性的氢氧化物或碳酸盐沉淀并被去除。该方法具有成本低、操作简单等优点,目前已得到广泛应用。

但碱法沉淀过程产生的污泥量大,会产生二次污染,出水pH值较高,需要回溯到pH值。氢氧化钠因其污泥产量小、易于回收利用而在工程中得到了广泛的应用。

2.硫化物沉淀法

硫化物沉淀法是通过添加硫化物(如Na2S、NaIS等)来沉淀废水中的重金属。废水中重金属的溶解产物小于氢氧化物。出水pH值为7~9,不需pH值回调即可排放。

但是,硫化物沉淀颗粒是细小的,并且需要添加絮凝剂以辅助沉淀,从而提高了处理成本。硫化物还在酸性溶液中产生有毒的HS气体,这在实际操作中具有局限性。

3.铁氧体法

铁素体法是在铁素体生产原理的基础上发展起来的,它使废水中的各种重金属离子形成铁素体晶体,并共同沉淀,以净化废水。该方法主要是在废水中加入硫酸亚铁,经过还原、沉淀、絮凝,最终形成铁素体。由于设备简单、成本低、沉降快、处理效果好,被广泛应用。

研究了pH值和硫酸亚铁投加量对铁氧体法去除重金属离子的影响。镍、锌、铜离子的最佳絮凝pH分别为8.009.80、8.00和10.50。Fe2+与Fe2+的摩尔比为2~8,六价铬的最佳还原pH为4.00~5.50,最佳絮凝pH为8.00~10.50,最佳投料比为20。废水中镍含量小于0.5mg/L,总铬含量小于1.0mg/L,锌含量小于1.0mg/L,铜含量小于0.5mg/L。符合“电镀污染物排放标准”(GB 21900-2008)“表2”的要求。

化学沉淀法的局限性

随着污水排放标准的增加,传统的单一化学沉淀方法难以经济地处理电镀废水,往往与其他工艺相结合。

采用碳酸铁氧体(一种具有物理吸附和离子交换功能的材料)工艺处理镍含量约为4000mg/L的高浓度含镍电镀废水,首先采用铁氧体法在11.0和铁/铁中控制其pH值。在摩尔比为0.55、FeSO4.7H_2o/Ni21质量比和反应温度为35C的条件下,废水中镍的平均浓度由4212.5mg/L下降到6.8mg/L,持续15分钟,去除率达99.84%。在加入1.5g/L碳酸盐,pH=6.5,反应温度35C,处理6小时的条件下,出水中镍的去除率为96.48%,出水中镍的浓度为0.24mg/L,达到GB21900-2008“表2”标准。

采用先进的Fenton化学沉淀法处理含重金属螯合废水。用零价铁和过氧化氢降解螯合物,用碱沉淀重金属离子。不仅去除了镍离子(去除率达98.4%)。可降低COD的化学需氧量。

02 氧化还原法

1.化学氧化法

化学氧化对含氰电镀废水的处理效果尤为明显。该方法将氰化物离子(CN-)氧化为氰酸盐(CNO-),氰化物(CNO-)氧化为二氧化碳和氮气,彻底解决了氰化物污染问题。

常用的氧化剂包括氯基氧化剂,氧气,臭氧,过氧化氢等,其中碱性氯化是最广泛使用的。采用Fenton法处理含氰化物的低浓度电镀废水,初始氰化物总浓度为2.0 mg / L.反应初始pH为3.5,H 2 O 2 / FeSO 4摩尔比为3.5:1,H 2 O 2用量为5.0g / L,反应时间为60分钟。在最佳条件下,氰化物的去除率可达93%,总氰化物浓度可降至0_3mg / L.

2.化学还原法

化学还原法主要应用于含六价铬废水的处理。本方法是在废水中加入还原剂(如FeSO、NaHSO 3、Na2SO3、SO2、铁粉等)将六价铬还原成三价铬,然后加入石灰或氢氧化钠沉淀分离。上述铁素体法也可分为化学还原法。

该方法具有工艺成熟、操作简单、处理量大、投资少、工程应用效果好等优点,但大量的污泥会产生二次污染。以硫酸亚铁为还原剂,对80t/d含总铬7O~80 mg/L的电镀废水进行了处理。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。

以偏硫酸氢钠为还原剂,对含80 mg/L六价铬、pH值为6~7的电镀废水进行了还原剂处理,出水铬浓度小于0。2mg

03 电化学法

电化学方法是指在电流作用下,废水中的重金属离子和有机污染物通过氧化还原,分解,沉淀和气浮等一系列反应被去除。

该方法的主要优点是去除速度快,金属连接完全中断,重金属易于回收利用,占地面积小,污泥少,但板耗快,电耗大,低浓度电镀废水去除效果不好,仅适用于SMA。中小型电镀废水处理。

电化学方法主要有电凝聚法、磁电解法、内电解法等。

在电凝聚过程中,以铁板或铝板为阳极电解生成Fe_2,Fe或Al随电解而增加,溶液碱度增加形成Fe(OH)_2 Fe(OH)_3或Al(OH)_3。絮凝沉淀去除污染物。

由于传统电凝法的长期操作,电极板被钝化。近年来,高压脉冲电凝法逐渐取代了传统的电凝法,不仅克服了板钝化的问题,而且克服了电流效率。增加20%~30%,电解时间缩短30%~40%,节能30%~40%,污泥产量小,重金属去除率可达96%~99%。

采用高压脉冲电凝技术处理某电镀厂的电镀废水。Cu20、Ni2、CN1和COD的去除率分别为99.80%、99.70%、99.68%和67.45%。

采用电混凝和臭氧氧化相结合的方法处理电镀废水,以铁、铝为板,六价铬、铁、镍、铜、锌、铅、TOC和COD的去除率分别为99.94%、100.00%、95.86%、98.66%、99.97%。分别为96.81%、93.24%和93.43%。

近年来,电解得到了广泛的关注。内电解法利用一次电池原理,一般向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、共沉淀等多种反应,综合作用于氧化还原、置换、絮凝、吸附、共沉淀等多种反应。一次可以去除多种重金属离子。

该方法不需要电能,加工成本低,并且污泥量少。通过静态实验研究了铁 - 碳微电解去除模拟电镀废水中的COD和铜离子。去除率分别达到59.01%和95.49%。然而,使用微电解反应塔的连续流动操作的结果表明,14天后微电解流出物的COD去除率仅为10%至15%,并且铜去除率降低至45%之间。和50%。填充或再生填料。

04 膜分离技术

膜分离技术主要包括微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)、电渗析(ED)、液膜(LV)等。膜的选择性渗透用于污染物的分离和去除。

该方法具有较好的去除效果,可实现重金属循环利用和废水回用。面积小,无二次污染。这是一种很有前途的技术,但膜成本高,易受污染。

分析了膜技术在电镀废水处理中的应用及效果。结果表明,与常规废水处理工艺和膜生物反应器工艺相结合,电镀废水质量达到排放标准。电镀废水经超滤膜净化后,采用RO和NF一体化工艺处理,水质达到回用水标准。RO和NF的电导率分别低于100 g/cm和1000 g/cm~(-1),分别为5mg/L和10 mg/L。镀镍废水经反渗透膜后,镍浓度可达25倍以上,实现了镍的回收,出水水质达到回用标准。

投资和运营成本分析表明,1年多的工程运行可以回收RO浓镍的设备成本。

液膜法不是传统的固相膜,而是将一薄层乳状颗粒悬浮在液体中。它是一种类似于溶剂萃取的新型分离技术,包括膜制备、分离、纯化和破乳工艺。

博士。美国“诺曼·李”(NormanN.Li)发明了乳状液膜分离技术,它兼具萃取和渗透的优点,将萃取和去萃取两步结合起来。乳化液膜工艺具有传质效率高、选择性好、二次污染小、节能、基建投资少等特点。对电镀废水中重金属的处理和回收具有良好的效果。

05 离子交换法

离子交换法是利用离子交换剂等交换和分离废水中的有害物质。离子交换操作包括交换、反冲洗、再生和清洗四个步骤。

该方法具有操作简单,可回收重金属,二次污染少的特点,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的回收方法。结果表明,在pH6-7条件下,强酸性阳离子交换树脂有利于镍离子的去除。离子交换除镍的最佳温度和流量分别为30C和15bv/h(即树脂床体积为每小时的l5倍)。最佳解吸剂为10%盐酸,解吸液流速为2bv/h,前4.6bv解吸液可用于制备平均镍离子浓度为18.8g/L的电镀液。

研究了CHS-1树脂对Cr(VI)的吸附性能。发现Cr(VI)树脂在低浓度下的交换吸附速率受液膜扩散和化学反应的控制。在298 K条件下,CHS-1树脂对Cr(VI)的最佳吸附量为2~3 pH,饱和吸附量为347.22mg/g,用5%氢氧化钠溶液和5%氯化钠溶液洗脱。

1-Fe203用钛酸酯偶联剂与丙烯酸甲酯共聚,在碱性条件下进行水解,制备磁性弱酸阳离子交换树脂NDMC1。

通过重金属Cu的吸附,发现NDMC-1树脂具有小的粒径和大的外表面积,因此具有相对快的动力学性能。

06 蒸发浓缩法

蒸发浓缩法是将电镀废水加热蒸发,使其浓缩再利用。一般适用于铬、铜、银、镍等重金属高浓度废水的处理。低浓度重金属废水处理能耗大,经济性差。

在电镀废水处理中,常采用蒸发浓缩法和其他实现闭路循环的方法,如大气蒸发器、逆流冲洗系统等。蒸发浓缩工艺简单,工艺成熟,可回收利用,但浓缩后的干固处理成本很高,限制了其应用。目前,它只是作为一种辅助治疗手段。

07 生物处理技术

本发明的生物处理方法是利用微生物或植物净化污染物,具有运行成本低、污泥量少、无二次污染等优点,不适用于大水量的低浓度电镀废水。生物法主要包括生物絮凝法、生物吸附法、生化法和植物修复法。

1.生物絮凝法

生物絮凝是使用由微生物或微生物产生的代谢物通过絮凝和沉淀来净化水的方法。微生物絮凝剂是一类由微生物产生并在细胞外分泌并具有絮凝活性的代谢产物,可使水中的胶体悬浮液凝固沉淀。

与无机絮凝剂和合成有机絮凝剂相比,生物絮凝剂具有安全、无毒、絮凝效果好、无二次污染等优点。然而,生物絮凝剂存在保存困难、生产成本高的问题,限制了其实际应用。目前,大多数生物絮凝剂仍处于探索性研究阶段。

生物絮凝剂可分为以下三类:

(1)以微生物细胞为絮凝剂,如细菌、放线菌、真菌、酵母等。

(2)用微生物细胞壁提取物作为絮凝剂。微生物产生的絮凝物质是糖蛋白,粘多糖和蛋白质等高分子物质,如酵母细胞壁葡聚糖,IV-乙酰葡糖胺,丝状真菌细胞壁多糖等,可用作良好的生物絮凝剂。

(3)使用微生物细胞代谢产物的絮凝剂。代谢产物包括多糖、蛋白质、脂类及其复合物。

近年来报道的生物絮凝剂主要为多糖和蛋白质,前者为ZS-7、ZL-P、H12、DP。MBF-W6,NOC-L等采用假单胞菌GX4-1胞外聚合物制备絮凝剂,研究了絮凝剂对Cr(Ⅳ)的絮凝吸附作用。

结果表明,在适当的条件下,或(Ⅳ)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(T-PGA)对电镀废水处理的影响。结果表明,T-PGA能有效地去除Cr_3和Ni等重金属离子.

2.生物吸附法

生物吸附方法利用生物体本身的化学结构或组成特征来吸附水中的重金属,然后通过固液分离从水中分离重金属。

生物体及其衍生物可以将重金属从溶液中分离出来,称为生物吸附剂。生物吸附剂主要包括生物量、细菌、酵母、真菌、藻类等。该方法具有成本低、吸附分析速度快、重金属易回收、选择性好、应用前景广阔等优点。

研究了不同因素对枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)吸附电镀废水中镉的影响。结果表明:pH=8,吸附剂用量10g/L(湿重),搅拌次数800 r/min,吸附时间10 min。废水中镉的去除率在93%以上。

吸附镉后,枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)细胞膨胀,颜色变亮,细胞相互粘附。用离子交换法将Cd2吸附到细胞表面的钠上。

壳聚糖是一种碱性天然高分子多糖,通过甲壳类动物从海洋生物中提取的几丁质脱乙酰化而得到,可有效去除电镀废水中的重金属离子。

采用乳化交联法制备了磁性二氧化硅纳米粒子壳聚糖微球,然后在乙二胺和缩水甘油三甲基氯化物反应中,用季铵基团对其进行改性。所得生物吸附剂具有很高的耐酸性和磁响应性。

在pH为2.5、温度为25℃的酸性废水中,最大吸附量为233.1 mg/g,平衡时间为40~120 min(取决于初始Cr(VI)浓度)。用0.3mol/LNaOH和0.3mol/LNaC 1混合溶液再生吸附剂,解吸率可达95.6%,生物吸附剂具有较高的可重用性。

3.生物化学法

生化是指微生物直接与废水中的重金属反应,使重金属离子转化为不溶性物质并除去。

从电镀废水中分离出三种能有效降解游离氰化物的菌株。在最佳条件下,80 mg / L CN可以去除到0.22 mg / L.研究发现,除了大肠杆菌外,还有许多微生物能够将cr(VI)还原为低毒性cr(III),如无色杆菌,土壤细菌,芽孢杆菌,脱硫弧菌,肠杆菌,微球菌,硫杆菌,假单胞菌等,芽孢杆菌,硫杆菌,假单胞菌等在有氧条件下可以减少Cr(VI),大多数其他物种只能在厌氧条件下减少cr(VI)。

R.S.Laxman等人结果表明,灰色链霉菌能在24-48小时内将Cr(VI)还原为Cr(III),并能显著吸收和去除Cr(III)。中科院成都生物研究所的李福、吴乾菁等从电镀污泥、废水及下水道铁管内分手筛选出35株菌种,并获得了SR系列复合性能菌,该性能菌拥有高效去除Cr(VI)和其余重金属的功能,并在此基础上进行了工程使用,获得较好的结果。

4.植物修复法

植物修复是通过植物吸收、沉淀和富集处理电镀废水中的重金属和有机物,以达到污水处理和生态恢复的目的。

该方法对环境的干扰较小,有利于环境的改善,且处理成本低。人工湿地在这一领域发挥着重要作用,是一种很有前途的处理方法。

Lee's Wo是一种富含金属的水生植物,具有从水中去除重金属的巨大潜力。利什河种植在人工湿地中,处理含有铬,铜和镍的电镀废水,其含量分别降低了84.4%,97.1%和94_3%。当水力负荷小于0.3m /(m2·d1时,出水中的重金属浓度符合电镀污染物排放标准的要求;当进水中铬,铜和镍浓度分别为5,10和8 mg / L时,标准仍然可以实现。

因此,用立石河处理中、低浓度电镀废水是可行的。质量平衡表明,人工湿地系统沉积物中的铬、铜和镍大部分残留在沉积物中。

08 吸附法

吸附法是利用比表面积大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。

活性炭是最早使用最广泛的吸附剂之一,它能吸附大量具有较大吸附能力的重金属。但活性炭价格昂贵,使用寿命短,需要再生,再生成本不低。一些天然廉价材料,如沸石、橄榄石、高岭土、硅藻土等,也具有良好的吸附性能,但由于各种原因,在工程中应用较少。

用沸石作为吸附剂处理电镀废水。发现在静态条件下,沸石对镍,铜和锌的吸附容量分别达到5.9,4.8和2.7mg / g。首先采用磁性生物炭去除电镀废水中的Cr(vI)。 ,

分离外磁场后,铬(vi)的去除率为97.11%。经过10次雨磁分离后,浑浊度由4075NTU下降到21.8NTU。研究还证实了磁性生物炭吸附后仍保持原有的磁选性能。近年来,研究开发了生物吸附剂、纳米材料吸附剂等新型吸附剂。

纳米技术是在1~100 nm尺度上研究和应用原子和分子现象的一种科学技术。纳米晶由于其纳米效应而具有较高的催化活性。

纳米材料的表面效应使其具有高的表面活性、高的表面能和高的比表面积。因此,纳米材料在制备高性能吸附剂方面具有巨大的潜力。雷立等人采用温和的水热法快速合成了钛酸盐纳米管(TNTs),并将其应用于水中重金属离子Pb(II)。Cd(II)和Cr(III)的吸附

结果表明,Pb(II),Cd(II)和Cr(III)对pH值为5时初始浓度为200,100和50 mg / L的TNTs的平衡吸附容量分别为513.04,212.46和66.35 mg / L. 。 L,吸附性能优于传统吸附材料。纳米技术作为一种高效,节能,环保的新型加工技术,得到了人们的广泛认可,具有很大的发展潜力。

09 光催化技术

光催化处理技术具有选择性低、效率高、降解产物完整、无二次污染等特点。

光催化的核心是光催化剂,主要用于TiO 2、ZnO、WO3、SrTiO 3、SnO 2和Fe2O3。其中TiO 2具有化学稳定性好、无毒、氧化还原、还原性好等特点。当TiO:受到一定能量的照射时,会发生电子跃迁,形成电子空穴对。

光生电子能直接还原电镀废水中的金属离子,而空穴则能将水分子氧化成强氧化的OH自由基,从而将许多难降解的有机化合物氧化成无机化合物,如COZ,H:0。它被认为是最有前途和最有效的水处理方法之一。

复合铜废水的光催化反应在紫外光作用下以悬浮TiO2为催化剂进行。结果表明,当TiO2用量为2g / L,废水pH为4时,在300W高压汞灯照射下,60mL / min空气注入40rain,Cu(II)注入120mg / LEDTA使用复杂的铜废水。 COD去除率分别达到96.56%和57.67%。实施了“物理化学 - 光催化膜”处理电镀废水的工程实例。出水COD去除率达到70%以上,TiO2光催化剂可重复使用。

采用膜法可大大提高水质,使处理后的水达到中水回用标准,提高电镀废水资源利用率,回用率达85%以上,大大节约了成本。然而,光催化技术在实际应用中受到限制,如重金属离子在光催化剂表面吸附率低、催化剂载体不成熟、高色度废水处理效果差等,而光催化技术作为一种高效、节能、清洁的处理技术具有广阔的应用前景。

10 重金属捕集剂

重金属捕收剂又称重金属螯合剂,可与废水中的大部分重金属离子进行强螯合,产生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。

重金属捕收剂处理的重金属废水中残留重金属离子浓度达到国家排放标准。采用二硫代氨基甲酸盐重金属离子诱捕剂XMT,探讨了不同因素对Cu的捕集作用。Cu去除率大于99%,出水Cu<0.05 mg/L,出水水质远低于GB21900-2008“表3”标准。

选择三种市售重金属捕收剂同时深度处理实际电镀废水中的Cu2 +,Zn2 +和Ni。发现硫氰酸三钠(TMT)在去除Cu方面效果最好,剂量很小。效果稳定,但对Ni的去除效果差。甲基取代的二硫代氨基甲酸钠(以Me2DTC表示)具有最强的适用性,对所有三种重金属离子具有良好的去除效果,可达到GB21900-2008中“表3”排放标准,DH = 9.70小时处理最好。对于乙基取代的二硫代氨基甲酸酯(Et2DTC),对Ni的去除效果不好。

重金属捕集剂具有效率高、能耗低、处理成本低等优点,具有很强的实用性。

结语

电镀废水成分复杂,有必要对处理段进行尽可能的划分。在选择处理方法时,应充分考虑各种处理方法的优缺点,加强各种水处理技术的综合应用,形成组合工艺,避免优缺点。

重金属具有很大的回收价值和毒性。在电镀废水处理过程中,应尽量采用重金属回收利用的工艺来减少废水排放。

基于化学污泥沉淀法,污泥产量大,电化学能耗高,膜分离技术的膜组件价格昂贵,易受污染等,现有的电镀废水处理技术应该是能量 - 节约,高效,二次污染的方向得到改善。

同时,可与计算机技术相结合,实现智能控制。同时,将材料科学与生物学相结合,开发出适合电镀废水处理的新材料。


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关键词:成都工业废水处理,成都生活废水处理,成都废水处理

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