電鍍是在工件表面鍍覆一層金屬,以增強(qiáng)工件表面的耐腐蝕性和美觀性,常用的鍍層金屬有鎳、鋅 、鉻 、銅 、銀等,對(duì)鍍層要求的處理效果不同,選用的金屬也不同。電鍍工藝應(yīng)用廣泛,涵蓋了幾乎所有的工業(yè)部門。
由于要求的鍍件功能各異,選用的電鍍液、操作方法等不同,帶人電鍍廢水中的污染物種類多樣,使得電鍍廢水的成分差異很大。這些金屬污染可能會(huì)導(dǎo)致癌癥、畸形、基因突變等問題,其廢水若未經(jīng)處理而直接環(huán)境,會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境及人類的健康造成嚴(yán)重危害。
目前,對(duì)于含重金屬的電鍍廢水的處理有很多種方法,例如化學(xué)沉淀法、離子交換法、蒸發(fā)濃縮法 、吸附法、膜分離法、生物法等,但是這些方法各有其優(yōu)勢(shì)以及不足之處。
目前,對(duì)于含重金屬的電鍍廢水的處理有很多種方法,例如化學(xué)沉淀法、離子交換法、蒸發(fā)濃縮法 、吸附法、膜分離法、生物法等,但是這些方法各有其優(yōu)勢(shì)以及不足之處。
2 . 1 化學(xué)沉淀法
化學(xué)沉淀法簡(jiǎn)便、、適 應(yīng) 性 強(qiáng) ,典型的就是中和法,即通過堿性試劑的添加,使廢水中的重金屬形成氫氧化物沉淀,再通過固液分離的方法去除沉淀物。
對(duì)于多數(shù)陽(yáng)離子型的重金屬,當(dāng)廢液 pH 調(diào)節(jié)到10以上時(shí),重金屬才能被較*地脫除。
在實(shí)際的操作過程中,單純地通過加堿調(diào)節(jié) pH使重金屬離子沉淀,其形成的固體不溶物顆粒往往呈現(xiàn)膠體狀、粒度很細(xì)小,不容易沉降,雖然常常添加聚丙烯酰胺類有機(jī)絮凝劑(PAM) ,但是要實(shí)現(xiàn)*的固液分離仍會(huì)較為困難 。
常見選用石灰類堿性試劑,主要是由于石灰價(jià)格低廉,沉淀顆粒較粗大,過濾性較好,且處理后水中鹽度較低,但是其渣量卻很大;
隨著環(huán)保要求更嚴(yán)格以及全流程系統(tǒng)監(jiān)控觀念的推廣,近年來大多廠家都改用氫氧化鈉作沉淀劑,渣量顯著減少,但是由于鈉離子易溶于水,不容易形成結(jié)實(shí)大顆粒沉淀物脫除,因此凈化后的水中鹽度較高,限制了凈化水的別回用。
為了改進(jìn)重金屬離子乃至相關(guān)其他有毒有害成分的脫除效果,常伴隨添加無機(jī)絮凝劑如聚鋁 、聚鐵等,以通過高價(jià)態(tài)鋁、鐵離子的水解形成的膠體粒子發(fā)達(dá)的表面吸附能 力 ,增強(qiáng)脫除效果 ,此法也被稱為混凝法 ,即將化學(xué)沉淀和膠體表面吸附等多種化學(xué)作用交織在一起使用的凈化方法。
近年來出現(xiàn)的一類新型水處理試劑—— 生物制劑 ,利用其中的鐵組分、微生物組分一起,在調(diào)高PH 的情況下,實(shí)現(xiàn)鐵的水解及微生物組分功能團(tuán)的組合吸附、沉 淀 ,從而更地脫除水中的重金屬等有毒元素 ,該法也可歸類到混凝法中。
此外也有采用硫化物沉淀法,由于硫化物的溶度積常數(shù)往往更低,形成的硫化沉淀物比氫氧化物更難溶于水,故其對(duì)水中可溶性重金屬離子的固化能力更強(qiáng),但是其膠體粒度更細(xì)小、穩(wěn)定性也更好 ,使 得 PAM助凝固液分離效果更難,直接導(dǎo)致其處理費(fèi)用偏高,而且硫化試劑的保管和添加過程中,可能會(huì)產(chǎn)生劇毒硫化氫氣體,以及沉淀出的硫化物后續(xù)處理困難,所以在實(shí)際選用上一定要慎重。
近年來,出現(xiàn)了高分子長(zhǎng)鏈型硫化物試劑,利用其加長(zhǎng)的高分子鏈來增大硫化物沉淀顆粒的粒度 ,顯著改善其固液分離的效果和便捷性,使得該法得到了較多廠家的采用,但是收集到的重金屬硫化物的安全處置仍是一個(gè)挑戰(zhàn)。
有采用焚燒法進(jìn)行處理的,產(chǎn)生的二氧化硫氣體如何安全處置也是一個(gè)問題。
總的來說,化學(xué)沉淀法作為一種效果穩(wěn)定可靠 ,工藝相對(duì)成熟的處理方法,其適用性還是很廣的,但是其缺點(diǎn)在于藥劑的消耗量大,處理的費(fèi)用高,產(chǎn)生大量的重金屬?gòu)U渣屬于危險(xiǎn)固體廢棄物,處理不當(dāng)會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染,要實(shí)現(xiàn)金屬資源的回收利用需要新添提取工藝,會(huì)導(dǎo)致整個(gè)工藝流程拉長(zhǎng),總體成本顯著增加。
2 . 2 離子交換法
采用離子交換樹脂材料,選擇性地回收廢水中有價(jià)值的金屬,既凈化了水,又可以提取了有價(jià)金屬 ,而且樹脂材料還可以循環(huán)使用,還特別適合于處理低濃度的電鍍廢水,可謂一舉多得的好技術(shù)。但是在實(shí)際的處理含重金屬的電鍍廢水過程中,也會(huì)遇到一些突出的難題:
1) 處理效率相對(duì)偏低。常用的吸附柱,由于填充床層的滲液阻力,會(huì)顯著限制滲流速度,乃至凈化處理能力。對(duì)于大體積量的電鍍廢水廠家,處理能力方面是個(gè)瓶頸,增加設(shè)備則會(huì)顯著增加成本。
2 ) 電鍍廢水中有機(jī)、無機(jī)雜質(zhì)成分會(huì)顯著劣化樹脂的處理能力。如常見的鈣、鎂 、鈉等金屬離子以及高分子有機(jī)添加劑會(huì)對(duì)吸附產(chǎn)生干擾。
3 ) 解吸回收得到的強(qiáng)酸性金屬離子溶液,要實(shí)現(xiàn)無害化、資 源 化 、經(jīng)濟(jì)性提取處理也是一個(gè)挑戰(zhàn)。
4 ) 樹脂材料的價(jià)格成本較高。選用凝膠樹脂的再生性較好,選擇性更強(qiáng),但是機(jī)械性差,樹脂的膨脹率高,價(jià)格昂貴,不適用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn) ,而選用大孔型樹脂,其強(qiáng)度高,顆粒均勻,阻力小 ,價(jià)格更低 ,但是其吸附容量受到限制 ,再生性差 。
總體而言,離子交換樹脂對(duì)于清液的凈化處理是個(gè)好技術(shù),但是在實(shí)際的操作應(yīng)用過程中 ,受到得限制的因素也較多,比如容易受污染,即樹脂“中毒”現(xiàn)象,多次使用后的報(bào)廢樹脂的安全無害化處理也是一個(gè)被人們忽視但是不可避免的環(huán)境難題,實(shí)際運(yùn)行中對(duì)樹脂填充床層的廢液前處理和預(yù)凈化要求高,因此 ,樹脂凈化操作過程對(duì)技術(shù)要求很高,投人成本也較高 ,在工業(yè)實(shí)際運(yùn)行中需要綜合考慮諸方面的限制性要素。
2 . 3 蒸發(fā)濃縮法
蒸發(fā)濃縮法是通過加熱方法,使廢水的水分蒸發(fā)而得以濃縮。經(jīng)過濃縮的廢水可再次返回電鍍槽中使用,蒸發(fā)的水蒸氣冷凝后可以用于生產(chǎn)中的其他過程。
由于電鍍廢水水量大,通過蒸發(fā)的方式 ,需消耗大量的能源,往往得不償失 。
對(duì)于電鍍漂洗廢水,由于其水量大、金屬濃度低,故該法是難以適用的;
而對(duì)于電鍍廢液,則因其體積小、濃度高,則可以考慮采用蒸發(fā)濃縮法來處理。
具體操作時(shí)的設(shè)備組合多以減壓蒸餾與膜式蒸發(fā)器為主,可顯著強(qiáng)化熱能利用效率。