電鍍行業(yè)屬于高污染行業(yè)。電鍍廢水成分復(fù)雜，其水質(zhì)與電鍍工藝密切相關(guān)，除含有氰化物和酸堿廢水外，其所含的重金屬毒性巨大，包括銅、鋅、鉻、鎳、鉛、鉑、金、銀等。這些金屬一經(jīng)排放，進(jìn)入環(huán)境中不能被生物降解，往往是參與食物鏈循環(huán)，并最終在生物體內(nèi)積累，破壞生物體正常生理代謝活動，危害人類健康，與其他污染相比，電鍍廢水的危害程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其他污染。因此，需要采取科學(xué)有效的處理工藝來降低污染。本文主要對電鍍污水的處理工藝進(jìn)行分析和研究，以期提高污水處理的效果。
一、 電鍍廢水處理過程中的問題
1、 廢水處理成本太高，設(shè)備投資較大
污水處理企業(yè)需要投入很多錢來引進(jìn)污水處理設(shè)備。在投入使用時，如果發(fā)現(xiàn)實(shí)際處理效果與預(yù)期不相符，廢水處理不是很徹底，很多指標(biāo)都不能符合國家規(guī)范的要求，但是企業(yè)已經(jīng)在原材料等方面做了很大的投入。所以，如果能夠提供人力、物力、財(cái)力去開發(fā)新型的廢水處理設(shè)備，控制好施工過程的投資成本也是非常有意義的，另外也要盡可能簡化流程，拓廣其使用范圍，從根本上完全消除出現(xiàn)的負(fù)面現(xiàn)象，自主學(xué)習(xí)開發(fā)新的廢水處理技術(shù)才是最實(shí)用最根本最有效的方法。
2、 處理效果不能達(dá)到預(yù)期效果，工藝不夠成熟
電鍍廢水處理行業(yè)中廣泛使用的辦法有電解法，硫酸亞鐵法，物理法，離子交換法，焦亞硫酸鈉法，鐵焦法等。在廢水處理過程中，很多廢水處理工廠都采用亞硫酸鈉法，焦亞硫酸鈉法，鐵焦炭法方法來處理電鍍廢水；因?yàn)榱蛩醽嗚F法和離子交換法以及電解法的處理效果不是很好，同時管理過程較為繁瑣，操作要求較為高，所以這些方法在實(shí)踐中應(yīng)用較少，因?yàn)樗鼈冊谑┕す芾砗筒僮髦械男Ч催_(dá)到預(yù)期水平。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，如硫酸亞鐵法，焦亞硫酸鈉法，亞硫酸鈉法等實(shí)施方案，難以將pH值和進(jìn)料量穩(wěn)定地控制在允許的范圍內(nèi)。如果投入量超過了標(biāo)準(zhǔn)的要求量，這大大浪費(fèi)了材料資源，還會增加很多處理成本，百害無一利。同時，它還會增加污水中的COD值，造成二次污染。進(jìn)料投放過多時，會在溶液中產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)從而產(chǎn)生復(fù)雜的離子，難以以簡單的方式除去。但是，如果投料不足，雜質(zhì)不能得到充分降解，雜質(zhì)含量不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，同樣也會達(dá)不到預(yù)期的處理效果。因此，在控制原料的投放量方面應(yīng)提高相關(guān)的研究和技術(shù)革新。
二、電鍍廢水處理的方法和工藝
1、化學(xué)沉淀法
化學(xué)沉淀法是使廢水中呈溶解狀態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒闹亟饘倩衔?，使其從廢水中沉淀分離的方法，包括氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、鋇鹽沉淀法等?；恋矸ň哂型顿Y較少、處理成本較低、操作較簡單等優(yōu)點(diǎn)，適用于各類重金屬廢水的處理。化學(xué)沉淀法是重金屬廢水處理的基本方法之一。
a.氫氧化物沉淀法 氫氧化物沉淀法是一種比較常用的處理方法，它是在含有重金屬的廢水中加入堿進(jìn)行中和，使金屬離子生成不溶于水的氫氧化物并以沉淀形式分離。金屬離子與OH-能否生成難溶的氫氧化物沉淀物，取決于廢水中金屬離子濃度和OH－濃度，對金屬離子濃度一定的廢水來說，廢水的pH是形成金屬氫氧化物沉淀物最主要的條件。在實(shí)際水處理中，共存離子體系復(fù)雜，影響氫氧化物沉淀的因素很多，其中，最主要的是沉淀反應(yīng)的pH。某些金屬氫氧化物沉淀析出的最佳pH范圍如下表所示。
表 金屬氫氧化物沉淀析出的最佳pH
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金屬離子 |
Fe3+ |
Al3+ |
Cr3+ |
Cu2+ |
Zn2+ |
Sn2+ |
Ni2+ |
Pb2+ |
Cd2+ |
Mn2+ |
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化學(xué)沉淀最佳pH |
6～12 |
5.5～8 |
8～9 |
＞8 |
9～10 |
5～8 |
＞9.5 |
9～9.5 |
＞10.5 |
10～14 |
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加堿后重新溶解pH |
－ |
＞8.5 |
＞9 |
－ |
＞10.5 |
－ |
－ |
＞9.5 |
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b.硫化物沉淀法 硫化物沉淀法是在重金屬廢水中加入硫化物，使廢水中的重金屬離子生成硫化物沉淀而除去的方法。與中和沉淀法相比較，硫化物沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是：重金屬硫化物比其氫氧化物溶解度更低，反應(yīng)pH為7～9，處理后的廢水一般不用中和，處理效果更好。但硫化物沉淀法的缺點(diǎn)是：硫化物沉淀顆粒小，易形成膠體，硫化物殘留在沉淀水中，遇酸生成氣體，可能造成二次污染。
c.螯合沉淀法 螯合沉淀法常用重金屬捕捉劑，它是一種具有螯合官能團(tuán)的能從含金屬離子的溶液中選擇捕集、分離、沉淀特定金屬離子的有機(jī)物。目前應(yīng)用較我的重金屬捕捉劑主要有兩類：黃原酸酯類和二硫代胺基甲酸鹽類衍生物（DTC類），其中DTC類衍生物應(yīng)用最為廣泛。它的機(jī)理是：DTC類重金屬捕捉劑為長鏈高分子物質(zhì)，相對分子質(zhì)量為1萬～15萬，含有大量的極性基，在常溫下能與廢水中的Hg2+、Cd2+、Cu2+、Pb2+、Mn2+、Ni2+、Zn2+、Cr3+等多種重金屬離子迅速反應(yīng)。在生成不溶于水的螯合鹽后再加入少量有機(jī)或無機(jī)絮凝劑以形成絮狀沉淀，從而達(dá)到捕集去除重金屬離子的目的。
2、超濾膜技術(shù)
超濾膜技術(shù)，是指在溶液本身壓力影響下，依靠濾膜的篩分穿透性質(zhì)，讓水內(nèi)低分子溶質(zhì)滲透濾膜，高分子則被濾膜保留，進(jìn)而完成污水處理的一種物理處理技術(shù)。其不但能過濾掉水中的漂浮顆粒物、垃圾雜物，而且還能有效處理其中的微生物、細(xì)菌和病毒等物質(zhì)。比如鎳、鋅、銅等這些金屬元素的電鍍，均是有害元素，威脅著自然界中萬物的健康。另外，電鍍生產(chǎn)形成的廢水離子無法被微生物吸收，進(jìn)而難以去除。在處理此種電鍍廢水時可搭配使用但滲透技術(shù)與超濾膜技術(shù)，這樣才能把水體中的污染物與不良物質(zhì)剔除干凈，避免對環(huán)境造成損害。即使這兩大技術(shù)可以有效解決此種廢水中的污染物，但卻治標(biāo)不治本，依然不能根除，僅能處理86%的總有機(jī)碳量。
3、 MBR技術(shù)
膜生物反應(yīng)器是一種將膜分離技術(shù)與污水生物處理工藝有機(jī)結(jié)合的新型高效污水處理工藝。MBR在城市污水和工業(yè)廢水的處理和回用方面被視為“最佳實(shí)用技術(shù)”。
MBR系統(tǒng)可使微生物完全截留在生物反應(yīng)器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器水力停留時間和污泥齡的完全分離，對有機(jī)物、氨氮去除效率高，出水可直接回用。經(jīng)過改造后的廢水處理設(shè)施具有工藝模塊化，自動程度化高，操作簡便的特點(diǎn)。MBR系統(tǒng)正常運(yùn)行后，有機(jī)物、氨氮去除效果顯著，對部分重金屬還具有吸附效果，能夠保證出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。因此，膜生物反應(yīng)器能夠作為電鍍廢水處理的技術(shù)選擇。
4、采用清潔生產(chǎn)技術(shù)
對于引入電鍍集中區(qū)內(nèi)的企業(yè)，應(yīng)強(qiáng)制要求其采用清潔生產(chǎn)技術(shù)，具體可從材料及工藝替代、生產(chǎn)過程與操作優(yōu)化兩方面考慮。原材料方面盡量選擇低毒原料替代原有的氰化物、六價鉻等高毒原料；在生產(chǎn)過程中設(shè)置自動生產(chǎn)線、多級逆流清洗，并對重金屬實(shí)現(xiàn)在線回收，從源頭減少電鍍廢水產(chǎn)生量和產(chǎn)生濃度。例如，含鉻廢水在線回收可采用“活性炭過濾+除鉻陽離子+兩級除鉻陰離子處理系統(tǒng)”，離子交換系統(tǒng)由活性炭交換柱、陽離子交換柱和陰離子交換柱組成。含鉻清洗水由耐腐蝕泵輸送進(jìn)入活性炭交換柱，除去懸浮顆粒及其他有機(jī)類雜質(zhì)；然后進(jìn)入陽離子交換柱，去除廢水中的重金屬離子及其他陽離子，純化出水水質(zhì)。通過采用重金屬廢水在線回收工藝等清潔生產(chǎn)技術(shù)，減少電鍍廢水中重金屬的含量及廢水排放量，可減輕廢水末端處理壓力。
5、含氰廢水處理
采用氯氧相結(jié)合或者氯系處理以及臭氧等處理方法來對含氰廢水進(jìn)行處理。含氰化物的廢水處理步驟由兩部分組成：首先使氰化物發(fā)生氧化反應(yīng)從而生成氰酸鹽，從而使廢水的毒性降低。其次是將氰酸鹽進(jìn)行充分的氧化，則會分解為氮?dú)夂投趸?。次氯酸鈉和二氧化氯容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而生成液氯，還能夠氧化劑，是一種氯系處理含氰廢水。在過濾氰化物的過程中，也可以使用氧化還原原理，使部分水中的S2-，SO32-，NO3-等陰離子可以被除去。
6、 含磷廢水處理方法
化學(xué)除磷是通過化學(xué)方法將廢水中的溶解性含磷物質(zhì)轉(zhuǎn)變成不溶性含磷物質(zhì)，從液相轉(zhuǎn)移到固相。常用的方法是投加無機(jī)金屬鹽藥劑如鐵鹽、鋁鹽或鈣鹽，與可溶性磷酸鹽反應(yīng)生成磷酸鐵、磷酸鋁、磷酸鈣等溶度積小的化合物。這些細(xì)小的不溶性固體物經(jīng)過投加混凝劑、絮凝劑后聚集成較大的不溶性固體物沉淀下來，經(jīng)濃縮壓濾，達(dá)到固液分離，磷進(jìn)入到污泥中。隨著科技的不斷進(jìn)步，出現(xiàn)了一些新型除磷劑，特別是處理非正磷酸鹽的除磷劑，有的廢水處理藥劑公司研發(fā)出了次亞磷去除劑，原理是通過架橋的方式，網(wǎng)捕、吸附廢水中的次亞磷并進(jìn)行沉淀，將磷除去，磷仍以次亞磷的形式存在污泥中。
生物除磷，反硝化除磷菌DPB能在缺氧（無分子氧有硝酸鹽）環(huán)境下攝磷，反硝化除磷細(xì)菌DPB利用硝酸鹽為電子受體，產(chǎn)生生物攝磷作用。在生物攝磷的同時，硝酸鹽被還原為氮?dú)?，這使得攝磷和反硝化脫氮這兩個不同的生物過程能夠利用同一類細(xì)菌、在同一個環(huán)境中完成。另外，還有人工濕地除磷。它是在一般人工濕地系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，人為控制、優(yōu)化系統(tǒng)，利用濕地的基質(zhì)、水生植物和微生物之間的相互作用，通過一系列物理、化學(xué)以及生物作用，達(dá)到以除磷為主要目標(biāo)的廢水除磷技術(shù)。其優(yōu)點(diǎn)是：效率高、投資少、能耗低、操作簡單、設(shè)置靈活、維護(hù)和運(yùn)行費(fèi)用低廉。但該方法占地面積大。
三、總結(jié)
綜上所述，電鍍廢水的處理技術(shù)種類非常多，但是因?yàn)殡婂冃袠I(yè)的管理水平和生產(chǎn)工藝存在各種各樣的問題，使得廢水的處理質(zhì)量也存在很大的不同，僅僅依靠一種廢水處理方法很難達(dá)到廢水的處理標(biāo)準(zhǔn)。需要根據(jù)污水監(jiān)測結(jié)果，必須綜合多種處理技術(shù)對污水進(jìn)行處理，以達(dá)到最顯著的處理效果。同時為了促進(jìn)電鍍廢水工藝的發(fā)展，必須加強(qiáng)對處理過程的監(jiān)督和管理，同時改革電鍍技術(shù)
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