電鍍廢水處理有幾種技術(shù)和優(yōu)勢

【資料簡介】

電鍍技術(shù)是非常重要的現(xiàn)代表面加工技術(shù)，廣泛應(yīng)用于金屬表面防護(hù)、裝飾加工、電子工業(yè)、通信和軍工、航天等領(lǐng)域，是制造產(chǎn)業(yè)鏈中*的一個(gè)環(huán)節(jié)。作為全球三大污染行業(yè)之一，電鍍行業(yè)是重金屬廢水（包括鎳、銅、鉻、鋅等重金屬）的主要產(chǎn)出行業(yè)。目前，我國已有近2萬家電鍍廠，主要分布于珠三角和長三角一帶，電鍍廢水的年排放量達(dá)到8×1010噸，并且每年仍在以5%的速度增加。2008年，環(huán)境保護(hù)部出臺新的《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 21900-2008），對電鍍廢水中各類污染物質(zhì)排放濃度制定了新的更高標(biāo)準(zhǔn)的要求，要求新建和已建企業(yè)必須按照新的標(biāo)準(zhǔn)處理廢水后達(dá)標(biāo)排放。新形勢下，傳統(tǒng)的電鍍廢水處理方法包括化學(xué)沉淀法、吸附法、離子交換法、生物法等迎來極大的挑戰(zhàn)，新的處理方式如膜分離法、高級氧化技術(shù)等競相出世。下文對幾種主要技術(shù)的優(yōu)勢及其存在的問題進(jìn)行簡要介紹，為電鍍廢水處理技術(shù)的研究和實(shí)際應(yīng)用提供參考。

       1.傳統(tǒng)處理方法

       傳統(tǒng)的電鍍廢水處理方式有化學(xué)沉淀法、吸附法、離子交換法、生物法等。

       1.1 化學(xué)沉淀法

       化學(xué)沉淀法主要包括氫氧化物沉淀法和硫化物沉淀法，即向電鍍廢水中投放強(qiáng)堿氫氧化物或硫化物，使之與重金屬生成氫氧化物或硫化物沉淀。但是對于電鍍廢水來說，為了保證鍍層均勻有亮澤，鍍液中常常加入EDTA、qing檸檬酸等強(qiáng)絡(luò)合劑，以及一些一元、二元和多元配體酸[3]，重金屬與這些物質(zhì)絡(luò)合后不易與氫氧化物和硫化物發(fā)生沉淀反應(yīng)，該方法去除效果有限。例如李萌[4]發(fā)現(xiàn)在化學(xué)鍍鎳廢水中直接投入適量的NaOH，當(dāng)pH值達(dá)到9.2時(shí)，Ni濃度仍有殘存1.2mg•L-1。但是當(dāng)廢液中含有電鍍鎳工藝中普遍使用的EDTA、蘋果酸、檸檬酸等絡(luò)合物時(shí)，加堿也不會(huì)產(chǎn)生Ni（OH）2沉淀，此時(shí)Ni沒有去除。目前，化學(xué)沉淀法也衍生出一些更加有效的沉淀技術(shù)，如鐵氧體沉淀法、螯合物沉淀法，但處理結(jié)果仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 21900-2008）中規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)?；瘜W(xué)沉淀法操作簡單、不受溫度和金屬種類、濃度影響、對游離態(tài)金屬離子去除效果好，但藥劑投入大、產(chǎn)泥量大，對于絡(luò)合電鍍廢水處理效果差。

       1.2 吸附法

       吸附劑由于其多孔性表面擁有巨大的比表面積和大量的活性基團(tuán)，可用來吸附廢水中 的污染物。較為常見的吸附劑有沸石、顆粒和粉末活性炭、氧化鋁、粉煤灰等[5]。根據(jù)吸附劑的原理可將吸附劑分為物理吸附劑和化學(xué)吸附劑。吸附法操作簡單，直接去除不需要任何絮凝劑，成本低，有選擇性，并且一定情況下吸附劑可再生。但也存在吸附劑投加量巨大、吸附飽和后吸附容量急劇下降等缺點(diǎn)。

       1.3 離子交換法

       離子交換法就是將廢水中的各種離子和交換劑中的交換基團(tuán)進(jìn)行交換，達(dá)到去除廢水中污染物的目的。離子交換法常用到離子交換樹脂，主要分為四種：陰離子交換樹脂、陽離子交換樹脂、腐殖酸交換樹脂和螯合交換樹脂。

       離子交換法去除率高，操作設(shè)備易控，再生清洗頻率低，但是設(shè)備復(fù)雜，投資成本很高。

       1.4 生物法

       生物法是利用生物自身的生理特性，如微生物和植物的絮凝、吸收、積累和富集，將廢水中的重金屬吸入到生物體內(nèi)，從而達(dá)到去除水中金屬的目的。利用生物的特性，創(chuàng)造出適合微生物生長的環(huán)境，可培育出高選擇性、高吸附性、高降解能力的復(fù)合功能菌，用于吸附降解廢水中的污染物。生物法具有適應(yīng)性強(qiáng)、來源廣泛、操作成本低、污泥量少、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)[6]，但同時(shí)也存在菌種篩選繁殖慢、處理效率不高、重金屬對微生物有毒理作用等缺點(diǎn)。

       2 新興處理方式

       新興處理方式主要包括膜分離法、高級氧化技術(shù)等。

       2.1 膜分離法

       膜分離法是指利用外部能量或者化學(xué)位差在膜兩側(cè)形成壓力差，電鍍廢水中的金屬離子選擇性透過膜以達(dá)到與廢水分離的技術(shù)。目前，膜分離法主要有電滲析、微濾（MF）、超濾（UF）、納濾（NF）和反滲透（RO）等。膜分離法去除效率高，操作簡單，但是膜的更新速率快，成本高。

       2.2 高級氧化技術(shù)

由于電鍍廢水中主要難去除的為與重金屬絡(luò)合在一起的有機(jī)物，因此高級氧化技術(shù)可以用來破除這種絡(luò)合反應(yīng)，然后輔助傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀技術(shù)即可使污染物濃度降到排放標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，并且可回收利用貴重金屬，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。高級氧化技術(shù)zui顯著的特點(diǎn)是以羥基自由基為主要氧化劑與有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)中生成的有機(jī)自由基可以繼續(xù)參加•HO的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，或者通過生成有機(jī)過氧化自由基后，進(jìn)一步發(fā)生氧化分解反應(yīng)直至降解為最終產(chǎn)物CO2和H2O，從而達(dá)到氧化分解有機(jī)物、將重金屬從絡(luò)合物中解離的目的。高級氧化技術(shù)反應(yīng)速度快、去除效率高、對反應(yīng)環(huán)境要求低、反應(yīng)*，既可作為單獨(dú)處理，也可與其他處理技術(shù)聯(lián)合（如可作為生化處理技術(shù)的預(yù)處理），可降低處理成本。

       3 結(jié)論與展望

       隨著人們對生態(tài)環(huán)境的要求越來越高，傳統(tǒng)的電鍍廢水處理方式單獨(dú)作用已經(jīng)不能達(dá)到嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，新興處理技術(shù)處理效果好但處理成本較高，各種處理方式各有優(yōu)劣。因此，單一的處理方式已經(jīng)不適合當(dāng)前的環(huán)保要求和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，在實(shí)際生產(chǎn)過程中需根據(jù)電鍍廢水的性質(zhì)（濃度、酸堿性、各成分比例等）、產(chǎn)量、環(huán)境條件和經(jīng)濟(jì)條件綜合考慮，選擇合適的處理技術(shù)。同時(shí)更多采用多種方式共同作用，既滿足達(dá)標(biāo)排放要求，又可節(jié)省成本，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。