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合盾环保设备(上海)有限公司 I 废水蒸发设备制造商

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【收藏】30分钟阅读长文,为你讲清电镀废水
来源: | 作者:pmoec49cf | 发布时间: 2020-03-22 | 16027 次浏览 | 分享到:
01电镀产业基本情况
电镀作为制造业的四大基础工艺之一,广泛应用于各种行业,如高端的电子、航空、航天、能源、核工业,低端的日用五金、汽车配件、文具类产品等,是无法取代的服务性行业。据不完全统计,我国电镀企业数量(规模以上企业)总计1.5万家,5000多条生产线和2.5~3亿平方米电镀面积生产能力。

2008年,环境保护部颁布了《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008),根据电镀水污染物的理化特性、危害性以及污染控制的需要等,新标准共选择了20项污染物作为水污染控制项目,其中金属污染物11项,非金属污染物9项。与欧盟部分国家表面处理废水排放浓度限值比较,标准中金属污染物排放标准严格程度均处于中上游水平。而化学需氧量、磷等非金属污染物几项指标由于列入地表水体污染物排放总量,控制也较严格。行业排放标准已经达到世界最严格。

我国的电镀产业发展经历了三个时期,第一时期为改善光泽或耐蚀性,第二时期为因劳力不足而转向自动化,第三时期为减轻环境问题转向绿色化、智能化。
在历经2018年电镀行业环保标准压力重重的大环境下,各个地区电镀加工产业的开工情况与停产出现了极大的波动。根据国家环保部截止到2019年4月8日统计,全国电镀企业拿到新排污许可证的仅有3503家。所以,目前的多数电镀企业都处于第二向第三阶段的转型期。

02电镀废水的来源和主要成分
电镀废水是指电镀生产排出的废水或废液,在电镀工件的生产过程中,一般由以下几个过程会产生废水:

1、前处理的废水
    前处理的工艺主要包含抛光、磨光、滚光以及喷砂等,而化学处理主要包含侵蚀、除油以及除锈等;电化学的处理包含电化学的侵蚀以及除油。在除油的过程中,所用碱性的化合物主要包含磷酸钠、氢氧化钠与碳酸钠等,一些有误比较严重的器件需要使用四氯化碳与三氯乙烯进行处理,然后应用碱性物质进行除油。前处理的废水对于电镀废水的处理至关重要,废水中一般包含有机的化合物、盐分与游离酸等物质,组分的变化比较大,会随着工厂的管理水平、镀种与前处理的工艺等发生变化。

2、镀层的漂洗水
这个过程中产生了大量含重金属的废水,每吨废水中的重金属离子一般只有几十毫克,浓度极低,但是水量大,还含少量有机物。从技术方面,处理难度并不大。通常漂洗废水中重金属的离子种类与排放量会因为镀件电镀操作的管理水平、镀件物理现状以及电镀液配方而发生略微改变。

3、电镀的废液
 退镀、电镀以及钝化等电镀操作中,常用槽液经过累积与长时间使用,容易出现大量金属的离子,或是因为添加剂破坏了钝化层质量。所以大部分工程为了控制槽液杂质,会废弃部分槽液,也有部分工厂会全部废弃,这类废弃液中含有较多重金属的离子,同时会有很多有机以及无机的添加剂 ,如EDTA、柠檬酸、酒石酸、乙二醇、硫脲、氰化物等,会导致溶液中的化学需氧量指标(COD)远远高出标准。这就加大了废水处理难度。

4、镀层后的废水处理
镀层后的处理一般包含其他特殊表面的处理、漂洗后钝化以及不良镀层退镀等。在后处理的过程中也容易出现含重金属的废水,主要包含重金属,碳酸钠、硫酸以及磷酸等酸碱的物质,具体含量根据生产情况不一。

03什么决定了电镀废水的复杂性?

(1)对电镀废水概念的片面认识
    电镀废水应是包括镀前、电镀本身、镀后处理等所有工序产生的一切从作业场地排出的含有毒有害物的混合排水,包括地坪清洗水、过滤机清洗水、混入的设备冷却水等。
    除了电镀漂洗水,电镀过程中存在着大量的过滤机清洗水、倒缸水、老化槽液、退镀液、剥挂废液等,相对于漂洗水,这一类废水的量虽然不大,但浓度更高、处理难度更大,这一类的废水是导致电镀废水处理难以稳定达标的根源之一;
    即使国家的各种电镀废水处理的标准、规范如电镀废水治理工程技术规范(HJ2002-2010)、电镀废水处理设计规范GBJ136-90、电镀工业污染防治最佳可行技术指南(试行)(征求意见稿)等也没有将倒缸水、老化槽液的处置识别出来,或仅仅只是指电镀混合废水而没有具体的处理方法,大部分的电镀厂的废水处理装置都没有考虑电解剥挂、化学退镀、化学镀老化废液等废水的处理兼容,由于这一部分的废水的排放量少但浓度高,有些人怀侥幸心理,而随意排入废水处理系统,这将对废水处理的效果产生很大的冲击。
(2)电镀加工工艺及加工产品的多样性与复杂性,注定了电镀废水的复杂性
      如镀锌、镀铜、镀镍、镀铬、镀金、镀银、镀锡,每一金属镀种(如镀铜)又可细分为镀碱铜(氰化镀铜)、焦磷酸盐镀铜、镀酸铜。特别是很多合金镀种,如镀枪色,镀槽中不仅含有重金属离子、还含有各种各样的络合剂、微量的特殊添加剂等等,络合剂、添加剂等都会增加电镀废水的复杂程度。
    同种的电镀工序使用的化学品可能是不一样甚至性质是完全相反的:
    如塑料电镀的镀化学镍前的加速(也有人叫解胶),有人使用5%硫酸,有人使用10%盐酸、氢氟酸,有人使用含有机酸的解胶盐如草酸、氟硼酸,甚至也有人使用3%氢氧化钠,这些药品的化学性质差异极大,甚至是相反的,所以,配套的分水及污水处理流程也必须采用不同的分法、不同的处理流程;废水的分质及处理方式要根据变化而变化,否则难以稳定达标;不同的电镀镀种,其污染物的性质及其对达标的影响也是不一样的,其废水处理的难点是不一样的,比如镀锌的钝化废水的处理是难点,塑料电镀的化学镍、焦铜是处理的难点;铝合金电镀的沉锌液既含有络合剂也可能含有氰化物,LDS化镀的离子钯活化液槽液中含有六价铬。
(3)电镀的工艺流程中每一道都会产生废水
    如一般的塑料电镀的基本流程:除蜡-除油-亲水-粗化-中和-预浸-催化-解胶-化学镍-盐酸酸化-焦铜(或打底镍)-硫酸活化-酸铜-硫酸过硫酸铵活化-半光镍、光镍、封口镍-硫酸活化-铬酐活化-镀六价铬(镀三价铬)-封闭-剥挂。
    有做杂色工艺的工艺缸有:铜发黑、枪、珍珠镍、代铬等,镀锌合金基材的有镀底铜(氰化镀铜),功能性电镀的微氰镀金、氰化镀银、甲基磺酸镀锡;镀锌的工艺又分为氰化镀锌、锌酸盐镀锌、氯化物镀锌、硫酸盐镀锌、镀锌镍合金等,镀后的钝化有六价铬钝化、三价铬钝化、无铬钝化等等,选择的工艺不同,废水的分质及处理方案也必须有相应的变化;很多的电镀厂环评时的工艺跟实际生产的工艺、使用的化学品等都会有更改、但污水处理的方案、排水的方案又不变,导致废水处理的成本升高、效果变差。
(4)不同的重金属离子的沉淀pH值不一样
    有些废水是绝对不能混在一起沉淀的,更高的pH值(碱性)金属离子反而溶解下来,以常见的铜、镍、铬、锌、银为例,其最佳及可满足标准排放要求的pH值及范围如表1。

有些合金电镀工艺中废水本身就含有两种以上的重金属离子,如代镍的含铜、锡,代铬含锡、钴,枪色含锡、镍,黄铜含铜、锌等,这一类的废水处理要识别出来,必要情况下要先预处理。
(5)有机污染物分两类
一类是主盐中起络合或辅助的含碳有机物、含氮磷的有机物等、其含量较大,对废水处理的影响比较明显;
另一类是电镀药水中的添加剂,一般是各种改性的含碳、氮、磷、硫的有机化合物,其在槽液中的含量比较低、对化学法重金属处理的影响不大,但对COD、氨氮、总磷等指标有显著影响,或对SS、泡沫等外观状态有不良的影响。
    并且可能对物理处理或物理化学处理方法的膜、树脂等有潜在的隐患,也必须引起足够的重视。电镀,其中对废水处理影响最大的是各种络合物或可以起络合作用的化学品如化铜的EDTA、化镍的柠檬酸钠、焦铜的焦钾、酒石酸、无氰碱铜的HEDP等;对含络合剂的电镀废水必须分开单独预处理。
小结:
由于电镀过程的多样性及废水的混排,造成了电镀废水的多样性。所以,电镀废水处理工艺的选择,必须要结合生产工艺及水质情况,针对性的选择合适的处理方案。

04电镀废水难处理的人为因素

1、工艺技术与三废治理脱节
目前,电镀废水治理业界存在一个不健康的现象:在知识结构上,工艺技术与三废治理是脱节的,二者兼容的企业不多。
一方面,搞工艺技术的人不熟悉三废治理,甚至在设计工艺布局时就未考虑废水的合理分质排放,而导致混合废水处理的成本居高难下;
另一方面,专业从事三废治理的又不熟悉电镀工艺技术、不了解电镀三废的复杂性,把其他行业可用的方法简单搬过来用。
更有很多环保公司甚至为了推广其所谓的先进技术,有意无意地夸大某些技术的优势、而又故意忽略技术本身的缺陷。
2、电镀添加剂成分保密
传统的电镀生产单位、电镀添加剂开发生产单位、电镀废水处理设计运营单位往往是互不相干、各行其是的,这样客观上也导致了电镀废水处理的效果不能保障稳定达标。
特别是目前众多的电镀添加剂,往往以商业技术秘密为由,化学品的组成、性质无法获知。如现在提倡的氯化物系三价铬镀铬技术,其槽液的组成含有大量的有机物络合剂(虽然其络合能力比较弱)和氨氮,单纯添加碱沉淀重金属并不能解决因此带来的环境问题。而市场销售往往强调取代了重污染的六价铬、使用毒性是六价铬百分之一的三价铬,降低了重金属的含量多少倍;可以提高电流效率、节约能源,对于所增加的废水处理难度、含有大量的氨盐导致水体的富营养化的风险往往避而不谈。
3、电镀厂复合型人才建设薄弱
    如上所述,电镀废水处理要稳定达标的难度很大,处理过程中的变异因素很多,国内大部分的中小型电镀厂清洁生产、分质分流、减少跑冒滴漏等有利于生产过程中减少污染物的产生、降低末端处理难度等管理措施的执行被动,而个别电镀厂的污水处理技术人员也存在着对电镀药水、电镀工艺流程不熟悉的状况。

05十种常见的电镀废水处理方法
电镀废水的复杂性,决定了电镀废水处理方法的多样性。再加上目前国内环保行业起步晚、发展快的特殊情况,加大了目前电镀废水处理方式的复杂性,众多电镀生产企业在选择环保处理方式的过程中也有非常多的困惑,笔者整理了目前的十种主要处理工艺,进行说明如下:
01 化学沉淀法
化学沉淀法是通过向废水中投入药剂,使溶解态的重金属转化成不溶于水的化合物沉淀,再将其从水中分离出来,从而达到去除重金属的目的。化学沉淀法因为操作简单,技术成熟,成本低,可以同时去除废水中的多种重金属等优点,在电镀废水处理中得到广泛应用。具体的化学沉淀法还包括以下几种:
1.碱性沉淀法
碱性沉淀法是向废水中投加NaOH、石灰、碳酸钠等碱性物质,使重金属形成溶解度较小的氢氧化物或碳酸盐沉淀而被去除。该法具有成本低、操作简单等优点,目前被广泛使用。
但是碱性沉淀法的污泥产量大,会产生二次污染,而且出水pH偏高,需要回调pH。NaOH由于产生污泥量相对较少且易回收利用,在工程上应用较多,但成本要高。
2.硫化物沉淀法
硫化物沉淀法是通过投加硫化物(如Na2S、NariS等)使废水中的重金属形成溶度积比氢氧化物更小的沉淀,出水pH在7~9,无需回调pH即可排放。
但是硫化物沉淀颗粒细小,需要添加絮凝剂辅助沉淀,使处理费用增大。硫化物在酸性溶液中还会产生有毒的HS气体,实际操作起来存在局限性。
3.铁氧体法
铁氧体法是根据生产铁氧体的原理发展起来的,令废水中的各种重金属离子形成铁氧体晶体一起沉淀析出,从而净化废水。该法主要是通过向废水中投加硫酸亚铁,经过还原、沉淀絮凝,最终生成铁氧体,因其设备简单、成本低、沉降快、处理效果好等特点而被广泛应用。pH和硫酸亚铁投加量对铁氧体法去除重金属离子的影响,确定镍、锌、铜离子的最佳絮凝pH分别为8.00~9.80、8.00~10.50和10.00,投加的亚铁离子与它们摩尔比均为2~8,而六价铬的最佳还原pH为4.00~5.50,最佳絮凝pH则为8.00~10.50,最佳投料比为20。出水的镍含量小于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,达到《电镀污染物排放标准》(GB21900—2008)中“表2”的要求。
小结:化学沉淀法的局限性
      随着污水排放标准的提高,传统单一的化学沉淀法很难经济有效地处理电镀废水,所添加的药剂及成分更是增加了污水的复杂程度。
02 氧化还原法
1.化学氧化法
      化学氧化法在处理含氰电镀废水上的效果比较明显。该方法把废水中的氰根离子(CN一)氧化成氰酸盐(CNO-),再将氰酸盐(CNO-)氧化成二氧化碳和氮气,可以彻底解决氰化物污染问题。
      常用的氧化剂包括氯系氧化剂、氧气、臭氧、过氧化氢等,其中碱性氯化法应用最广。采用Fenton法处理初始总氰浓度为2.0mg/L的低浓度含氰电镀废水,在反应初始pH为3.5,H202/FeSO4摩尔比为3.5:1,H202投加量5.0g/L,反应时间60min的最佳条件下,氰化物的去除率可达93%,总氰浓度可降至0_3mg/L。
2.化学还原法
      化学还原法在电镀废水处理中主要针对含六价铬废水。该方法是在废水中加入还原剂(如FeSO、NaHSO3、Na2SO3、SO2、铁粉等)把六价铬还原为三价铬,再加入石灰或氢氧化钠进行沉淀分离。上述铁氧体法也可归为化学还原法。
      该方法的主要优点是技术成熟,操作简单,处理量大,投资少,在工程应用中有良好的效果,但是污泥量大,会产生二次污染。采用硫酸亚铁作为还原剂,处理80t/d的含总铬7O~80mg/L的电镀废水,出水总铬小于1.5mg/L,处理费用为3.1元/t,具有一定的经济效益。以焦亚硫酸钠为还原剂处理含80mg/L六价铬、pH为6~7的电镀废水,出水六价铬浓度小于0.2mg/L。
03 电化学法
      电化学法是指在电流的作用下,废水中的重金属离子和有机污染物经过氧化还原、分解、沉淀、气浮等一系列反应而得到去除。
      该方法的主要优点是去除速率快,可以完全打断配合态金属链接,易于回收利用重金属,占地面积小,污泥量少,但是其极板消耗快,耗电量大,对低浓度电镀废水的去除效果不佳,只适合中小规模的电镀废水处理。
      电化学法主要有电凝聚法、磁电解法、内电解法等。
      电凝聚法是通过铁板或者铝板作为阳极,电解时产生Fe2+、Fe或Al,随着电解的进行,溶液碱性增大,形成Fe(OH)2、Fe(OH)3或AI(OH)3,通过絮凝沉淀去除污染物。
     由于传统的电凝聚法经过长时间的操作,会使电极板发生钝化,近年来高压脉冲电凝聚法逐渐替代传统的电混凝法,它不仅克服了极板钝化的问题,而且电流效率提高20%~30%,电解时间缩短30%~40%,节省电能30%~40%,污泥产生量少,对重金属的去除率可达96%~99%。
      采用高压脉冲电絮凝技术处理某电镀厂的电镀废水,Cu2十、Ni2、CN一和COD的去除率分别达到99.80%、99.70%、99.68%和67.45%。
     电混凝法通常也与其他方法结合使用,利用电凝聚法和臭氧氧化法联合处理电镀废水,以铁和铝做极板,出水六价铬、铁、镍、铜、锌、铅、TOC(总有机碳)、COD的去除率分别为99.94%、100.00%、95.86%、98.66%、99.97%、96.81%、93.24%和93.43%。
      近年来内电解法受到广泛关注。内电解法利用了原电池原理,一般向废水中投加铁粉和炭粒,以废水作为电解质媒介,通过氧化还原、置换、絮凝、吸附、共沉淀等多种反应的综合作用,可以一次性去除多种重金属离子。
      该方法不需要电能,处理成本低,污泥量少。通过静态试验研究了铁碳微电解法对模拟电镀废水的COD及铜离子的去除效果,去除率分别达到了59.01%和95.49%。然而,采用微电解反应柱研究连续流的运行结果显示,14d后微电解出水的COD去除率仅为10%~15%,铜的去除率降低至45%~50%之间,可见需要定期更换填料或对填料进行再生,工艺运行的稳定性还不够成熟,不能保证稳定达标排放。
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,利用膜的选择透过性来对污染物进行分离去除。
      该方法去除效果好,可实现重金属回收利用和出水回用,占地面积小,无二次污染,是一种很有发展前景的技术,但是膜的造价高,易受污染。
      对膜技术在电镀废水处理中的应用和效果进行了分析,结果表明:结合常规废水处理工艺与膜生物反应器(MBR)组合工艺,电镀废水被处理后的水质达到排放标准;电镀综合废水经UF净化、RO和NF两段脱盐膜的集成工艺处理后,水质达到回用水标准,RO和NF产水的电导率分别低于100gS/cm和1000gS/cm,COD分别约为5mg/L和10mg/L;镀镍漂洗废水通过RO膜后,镍的浓缩高达25倍以上,实现了镍的回收,RO产水水质达到回用标准。
      液膜法并不是采用传统的固相膜,而是悬浮于液体中很薄的一层乳液颗粒,是一种类似溶剂萃取的新型分离技术,包括制膜、分离、净化及破乳过程。美籍华人黎念之(NormanN.Li)博士发明了乳状液膜分离技术,该技术同时具有萃取和渗透的优点,把萃取和反萃取两个步骤结合在一起。乳化液膜法还具有传质效率高、选择性好、二次污染小、节约能源和基建投资少的特点,对电镀废水中重金属的处理及回收利用有着良好的效果,但目前的工艺应用还不是非常成熟。
05  离子交换法
      离子交换法是利用离子交换剂对废水中的有害物质进行交换分离,常用的离子交换剂有腐殖酸物质、沸石、离子交换树脂、离子交换纤维等。离子交换的运行操作包括交换、反洗、再生、清洗四个步骤。
      此方法具有操作简单、可回收利用重金属、二次污染小等特点,但离子交换剂成本高,再生剂耗量大。
      研究强酸性离子交换树脂对含镍废水的处理工艺条件及镍回收方法。结果表明:pH为6~7有利于强酸性阳离子交换树脂对镍离子的去除。离子交换除镍的适宜温度为30℃,适宜流速为15BV/h(即每小时l5倍树脂床体积)。适宜的脱附剂为10%盐酸,脱附液流速为2BV/h。前4.6BV脱附液可回用于配制电镀槽液,平均镍离子质量浓度达18.8g/L。
      Mei.1ingKong等研究了CHS—l树脂对cr(VI)的吸附能力,发现Cr(VI)在低浓度时,树脂的交换吸附率是由液膜扩散和化学反应控制的。CHS一1树脂对Cr(VI)的最佳吸附pH为2~3,在298K下其饱和吸附能力为347.22mg/g。CHS一1树脂可以用5%的氢氧化钠溶液和5%氯化钠溶液来洗脱,再生后吸附能力没有明显的下降。
      使用钛酸酯偶联剂将1一Fe203与丙烯酸甲酯共聚,在碱性条件下进行水解,制备出磁性弱酸阳离子交换树脂NDMC一1。
      通过对重金属Cu的吸附研究发现,NDMC—l树脂粒径较小、外表面积大,因而具有较快的动力学性能。
06 蒸发浓缩法
      蒸发浓缩法是通过加热对电镀废水进行蒸发,使液体浓缩达到回用的效果。此种方法适应性广,非常适合高复杂性废水,一般适用于处理含铬、铜、银、镍等重金属浓度高的废水,在用其处理浓度低的重金属废水时,必须进行中水回用,进行浓缩后在进入蒸发系统。
      在处理电镀废水中,蒸发浓缩法常常与其他方法一起使用,可实现闭路循环,效果不错,蒸发浓缩法操作简单,技术成熟,可实现循环利用,浓缩后的干固体体积大幅缩减,节约处置费用。
07  生物处理技术
      生物处理法是利用微生物或者植物对污染物进行净化,该方法运行成本低,污泥量少,无二次污染,对于水量大的低浓度电镀废水来说是不二之选。生物法主要包括生物絮凝法、生物吸附法、生物化学法和植物修复法。
    1.生物絮凝法
    生物絮凝法是一种利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀来净化水质的方法。微生物絮凝剂是一类由微生物产生并分泌到细胞外、具有絮凝活性的代谢物,能使水中胶体悬浮物相互凝聚、沉淀。
    生物絮凝剂与无机絮凝剂和合成有机絮凝剂相比,具有处理废水安全无毒、絮凝效果好、不产生二次污染等优点,但其存在活体生物絮凝剂不易保存,生产成本高等问题,限制了它的实际应用。目前大部分生物絮凝剂还处在探索研究阶段。
    生物絮凝剂可以分为以下三类:
    (1) 直接利用微生物细胞作为絮凝剂,如一些细菌、放线菌、真菌、酵母等。
     (2) 利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为糖蛋白、黏多糖、蛋白质等高分子物质,如酵母细胞壁的葡聚糖、Ⅳ-乙酰葡萄糖胺、丝状真菌细胞壁多糖等都可作为良好的生物絮凝剂。
     (3) 利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂。代谢产物主要有多糖、蛋白质、脂类及其复合物等。
      近年来报道的生物絮凝剂主要为多糖类和蛋白质类,前者有ZS一7、ZL—P、H12、DP。152等,后者有MBF—W6、NOC—l等。陶颖等]利用假单胞菌Gx4—1胞外高聚物制得的絮凝剂对cr(Ⅳ)进行了絮凝吸附研究。
      其研究结果表明,在适宜条件下Or(Ⅳ)的去除率可达51%。研究枯草芽孢杆菌NX一2制备的生物絮凝剂v一聚谷氨酸(T-PGA)对电镀废水的处理效果,实验证明,T-PGA能有效地去除Cr3+、Ni等重金属离子。
2.生物吸附法
      生物吸附法是利用生物体自身的化学结构或成分特性来吸附水中的重金属,然后通过固液分离,从水中分离出重金属。
      可以从溶液中分离出重金属的生物体及其衍生物都叫做生物吸附剂。生物吸附剂主要有生物质、细菌、酵母、霉菌、藻类等。该方法成本低,吸附和解析速率快,易于回收重金属,具有选择性,前景广阔。
      研究各种因素对枯草芽胞杆菌吸附电镀废水中Cd效果的影响,结果表明:pH为8、吸附剂用量为10g/L(湿重)、搅拌转数为800r/min、吸附时间为10min的条件下,废水中镉的去除率达93%以上。
      吸附镉后的枯草芽胞杆菌细胞膨大,色泽变亮,细胞之间相互粘连。Cd2+与细胞表面的钠进行了离子交换吸附。
     壳聚糖是一种碱性天然高分子多糖,由海洋生物中甲壳动物提取的甲壳素经过脱乙酰基处理而得到,可以有效地去除电镀废水中的重金属离子。
      通过乳化交联法制备了磁性二氧化硅纳米颗粒组成的壳聚糖微球,然后用乙二胺和缩水甘油基三甲基氯化反应的季铵基团改性,所得生物吸附剂具有很高的耐酸性和磁响应。
      用它来去除酸性废水中的cr(VI),在pH为2.5、温度为25℃的条件下,最大吸附能力为233.1mg/g,平衡时间为40~120min[取决于初始Cr(VI)的浓度。使用0.3mol/LNaOH和0.3mol/LNaC1的混合液进行吸附剂再生,解吸率达到95.6%,因此该生物吸附剂具有很高的重复使用性,目前仍然处于试验阶段,没有市场应用。
3.生物化学法
      生物化学法是指微生物直接与废水中的重金属进行化学反应,使重金属离子转化为不溶性的物质而被去除。
      从电镀废水中筛选分离出3株可以高效降解自由氰根的菌种,在最佳条件下可以将80mg/L的CN一去除到0.22mg/L。研究发现,有许多可以将cr(VI)还原成低毒cr(III)的微生物,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,其中除了大肠杆菌、芽孢杆菌、硫杆菌、假单胞菌等可以在好氧条件下还原Cr(VI),其余大部分菌种只能在厌氧条件下还原cr(VI)。应用局限性较大。
 4.植物修复法
      植物修复法是利用植物的吸收、沉淀、富集等作用来处理电镀废水中的重金属和有机物,达到治理污水、修复生态的目的。
      该方法对环境的扰动较少,有利于环境的改善,而且处理成本低。人工湿地在这方面起着重要的作用,是一种发展前景广阔的处理方法。
      李氏禾是一种可富集金属的水生植物,在去除水中重金属方面具有很大的潜力。在人工湿地种植了李氏禾,用以处理含铬、铜、镍的电镀废水,使它们的含量分别降低了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;当进水铬、铜和镍的浓度为5、10和8mg/L时,仍能达标排放。
      可见用李氏禾处理中低浓度的电镀废水是可行的。质量平衡表明,铬、铜和镍大部分保留在人工湿地系统的沉积物中。
08  吸附法
    吸附法是利用比表面积大的多孔性材料来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。
    活性炭是使用最早、最广的吸附剂,可以吸附多种重金属,吸附容量大,但是活性炭价格昂贵,使用寿命短,需要再生且再生费用不低。一些天然廉价材料,如沸石、橄榄石、高岭土、硅藻土等,也具有较好的吸附能力,但由于各种原因,几乎没有得到工程应用。
    以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.先以磁性生物炭去除电镀废水中的Cr(vI),
    然后通过外部磁场分离,使得cr(VI)的去除率达到97.11%。而在10rain的磁选后,浊度由4075NTU降至21.8NTU。其研究还证实了吸附过程后,磁性生物炭仍保留原来的磁分离性能。近年来又研制开发了一些新型吸附材料,如文中提到的生物吸附剂以及纳米材料吸附剂。
    纳米技术是指在1~100nm尺度上研究和应用原子、分子现象,由此发展起来的多学科交叉、基础研究与应用紧密联系的科学技术。纳米颗粒由于具有常规颗粒所不具备的纳米效应,因而具有更高的催化活性。
    纳米材料的表面效应使其具有高的表面活性、高表面能和高的比表面积,所以纳米材料在制备高性能吸附剂方面表现出巨大的潜力。雷立等l采用温和水热法一步快速合成了钛酸盐纳米管(TNTs),并应用于对水中重金属离子Pb(II)、cd(II)和Cr(III)的吸附。
    结果表明:pH=5时,初始浓度分别为200、100和50mg/L的Pb(II)、Cd(II)和Cr(III)在TNTs上的平衡吸附量分别为513.04、212.46和66.35mg/L,吸附性能优于传统吸附材料。纳米技术作为一种高效、节能环保的新型处理技术,得到人们的广泛认同,具有很大的发展潜力,目前仍处于产品开发阶段。
09  光催化技术
    光催化处理技术具有选择性小、处理效率高、降解产物彻底、无二次污染等特点。
    光催化的核心是光催化剂,常用的有TiO2、ZnO、WO3、SrTiO3、SnO2和Fe2O3。其中TiO2具有化学稳定性好、无毒、兼具氧化和还原作用等诸多特点。TiO:在受到一定能量的光照时会发生电子跃迁,产生电子一空穴对。
    光生电子可以直接还原电镀废水中的金属离子,而空穴能将水分子氧化成具有强氧化性的OH自由基,从而把很多难降解的有机物氧化成为COz、H:0等无机物,被认为是最有前途、最有效的水处理方法之一。
    以悬浮态的TiO2为催化剂,在紫外光的作用下对络合铜废水进行光催化反应。结果表明:当TiO2投加量为2g/L,废水pH=4时,在300W高压汞灯照射下,载入60mL/min的空气反应40rain,对120mg/LEDTA络合铜废水中Cu(II)与COD的去除率分别达到96.56%和57.67%。实施了“物化一光催化一膜”处理电镀废水的工程实例,出水COD去除率达到70%以上,同时TiO2光催化剂可重复使用。
    膜法的引入可大大提高水质,使处理后水质达到中水回用标准,提高了电镀废水的资源化利用率,回用率达到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了很多的限制,如重金属离子在光催化剂表面的吸附率低,催化剂的载体不成熟,遇到色度大的废水时处理效果大幅下降,等等。
10  重金属捕集剂
    重金属捕集剂又叫重金属螯合剂,它能与废水中的绝大部分重金属离子产生强烈的螯合作用,生成的高分子螯合盐不溶于水,通过分离就可以去除废水中的重金属离子。 重金属捕集剂因高效、低能等特点而有很大的实用性,但也存在效果不稳定,工艺水质适应性差的缺点。
小结
以上十种方法进行了简单列举比,正如行业内人士经常提到的,对电镀废水而言,没有一种处理工艺可以包打天下。但对电镀企业而言,不意味着选择的工艺越多,处理越有效。在选择处理方法时,还是在满足排放标准的基础上,选择适应范围广、运行稳定性高的处理工艺。
     HYTURN合盾环保设备(上海)有效公司,专注于表面处理行业十年,将表面处理行业生产工艺与废水处理深度结合,设备采用了膜分离法、离子交换法、吸附法、浓缩结晶等多种工艺相组合,进行了设备化、模块化的开发,为富士康、富士、西门子等众多知名企业提供了系统的废水处理方案,取得了良好的行业口碑和市场地位。

06方法这么多,我该怎么选?
 下表是关于目前主要处理工艺对于各类废水污染物的去除效果对比,可以看出,蒸发结晶工艺在污染物去除及工艺适应性方面具有不可比拟的优势,蒸发结晶工艺也是零排放的主要工艺路线。
零排放的概念最初是在70年代的美国因为工业废水影响河道水质而被强制实行的。此后如澳大利亚的第一个工业废水零排放项目也是因为政策规定而强制执行的。由此可见,政策对于零排放的导向作用非常突出。
对于电镀废水零排放的工艺,目前普遍采用的是预处理→浓缩→蒸发结晶的工艺路线,实现零排放或近零排放,产生的浓缩固体进行处置或回收。
目前,电镀企业选择蒸发结晶工艺的主要担忧在于吨水能耗,国产蒸发器动辄100kwh以上的吨水能耗确实难以接受。
而在笔者看来,真正决定蒸发结晶成本的,吨水能耗只是其中一方面,另一方面的关键因素是蒸发结晶系统的废水处理量,若能在废水进入蒸发结晶前进行充分浓缩,废水的零排放成本将大大降低。目前的浓缩工艺种类众多,根据处理对象及适用范围的不同,主要将分为热浓缩和膜浓缩技术。其中热浓缩技术主要包含机械式蒸汽压缩技术(MVC)、机械式蒸汽再压缩技术(MVR)及多效蒸发(MED)等。

HYTURN合盾环保是真空蒸发器废水处理技术的代表公司之一,与KMU-LOFT,H2O在蒸发器行业具有稳定的市场地位。HYTURN提供定制的完整解决方案,专注于表面处理行业的废水处理方案。该系统解决方案是一个可以回收利用污水和能源的闭环系统,节能且运维成本低。通过槽边回用设备(Re系列)、中水回用设备(ReWater系列)大幅降低电镀废水的产生量,降低进行蒸发结晶器的废水量,减轻企业环保负担。通过蒸发器可重新利用多达 98% 的水资源。
技术优势:
适用于复杂废水,高难废水,水质波动适应性好;
采取闭路蒸汽循环,吨水能耗低至35~55kwh;
通过真空泵负压吸入废水,无需额外设置输送泵;
采用西门子控制器,可实现7*24小时自动运行;
设置强制循环及自动清洗系统,不结垢;
核心部件由DE公司直供,配件采用德国进口;
采用模块化设计,结构紧凑,无现场安装工程量;
设有远程数据中心,可在线更新及维护。


总结
电镀废水处理的复杂性在于,每个电镀厂的工艺、排放量、需去除物的浓度、场地等都不尽相同,无法用一个统一的模式去对待,而必须有既懂工艺又深知处理方法和设备的人联手,才能取得既省钱、效果又良好的预期目的。
HYTURN合盾环保具有多年的表面处理行业经验,深知电镀废水的复杂性往往是由于排放量少浓度高的槽液部分决定的。而排放量大的漂洗水、前后处理水等往往浓度较低,技术处理难度不大。通过配套相应的回用设备,一方面使大量的水资源得以回用,一方面通过浓缩大大减少了进行蒸发设备的废水量,提高了蒸发结晶工艺在电镀废水行业的工艺可行性。所以,做好电镀生产过程中的废水分段管理非常重要。
HYTURN合盾环保设备(上海)有限公司所研发的系列设备,将表面处理行业生产工艺与废水处理深度结合,设备采用了膜分离法、离子交换法、吸附法、浓缩结晶等多种工艺相组合,进行了设备化、模块化的开发,为富士康、富士、西门子等众多知名企业提供了系统的废水处理方案,取得了良好的行业口碑和市场地位。
          电镀废水零排放