摘要:本文介绍了电镀重金属废水的各种常用处理技术,及今后的此项技术的发展趋势。
关键词:电镀;重金属废水;处理技术
电镀废水的治理在国内外普遍受到重视,研制出许多治理技术、随着电镀工业的快速发展,和环保要求的日益提高,目前,电镀废水治理已开始进入清洁生产工艺、总量控制和循环经济整合阶段。
一 重金属废水常用处理技术的现状
(一)化学法
从近几十年的国内外电镀废水处理技术发展趋势来看,电镀废水有80%采用化学法处理,化学法处理电镀废水,是目前国内外应用最广泛的电镀废水处理技术,技术上较为成熟、化学法包括沉淀法,氧化还原法,铁氧体法等,是一种传统和应用广泛的处理电镀废水方法,具有投资少,处理成本低,操作简单等特点,适用于各类电镀金属废水处理、但化学法的最大不足之处,是生产用水不能回收利用,浪费水资源且占用场地较大。
1.化学沉淀法
化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物的方法,包括中和沉淀和硫化物沉淀等、该法是一种较为成熟实用的电镀废水处理技术,且处理成本低,便于管理,处理后废水可达标排放。
(1)中和沉淀法、在含重金属的废水中加入碱进行中和反应,使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离、中和沉淀法操作简单,是常用的处理废水方法。
(2)硫化物沉淀法、加入硫化物使废水中重金属离子生成硫化物沉淀而除去的方法、与中和沉淀法相比,硫化物沉淀法的优点是:重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低,反应PH值在7-9之间,处理后的废水一般不用中和,处理效果更好、但硫化物沉淀法的缺点是:硫化物沉淀颗粒小,易形成胶体,硫化物沉淀在水中残留,遇酸生成气体,可能造成二次污染。
2.氧化还原法
向废水中投加还原剂将高价重金属离子还原成微毒的低价重金属离子后,再使其碱化成沉淀而分离去除的方法、该法原理简单,操作易于掌握,但存在处理出水水质差,不能回用,处理混合废水时,易造成二次污染,而且通用氧化剂还有供货和毒性的问题尚待解决。
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处理方法、该法处理重金属废水,能一次脱除多种金属离子,尤其适用于混合重金属电镀废水的一次性处理,具有设备简单,投资少,操作方便等特点,同时形成的污泥有较高的化学稳定性,容易进行微分离和脱水处理、此法在国内电镀业中应用较广,但在形成铁氧体过程中需要加热(约70℃),能耗高,存在着处理后盐度高,而且不能处理含Hg和络合物废水的缺点。
(二)蒸发浓缩法
蒸发浓缩法是对电镀废水进行蒸发、使重金属废水得以浓缩,并加以回收利用的一种处理方法,一般适用于处理含铬、铜、银、镍等重金属废水,对含重金属离子浓度低的废水,直接应用蒸发浓缩回收法能耗大,成本高、蒸发浓缩处理重金属废水一般是与其它方法并用,如常压蒸发器与逆流漂洗系统的联合使用处理电镀废水,可实现闭路循环,效果很好、蒸发浓缩法处理电镀重金属废水,工艺成熟简单,不需要化学试剂,无二次污染,可回用水或有价值的重金属,有良好的环境效益和经济效益,但因能耗大,操作费用高,杂质干扰资源回收问题还待研究,使应用受到限制、目前,一般将其作为其它方法的辅助处理手段。
(三)电解法
电解法是利用金属的电化学性质,在直流电作用下而除去废水中的金属离子,是处理含有高浓度电沉积金属废水的一种有效方法,处理效率高,便于回收利用、但该法缺点是不适用于处理含较低浓度的金属废水,并且电耗大,成本高,一般经浓缩后再电解经济效益较好。
(四)离子交换法
离子交换法是利用离子交换剂分离废水中有害物质的方法,含重金属废水通过交换剂时,交换器上的离子同水中的金属离子进行交换,达到去除水中金属离子的目的、此法操作简单,便捷,残渣稳定,无二次污染,但由于离子交换剂选择性强,制造复杂,成本高,再生剂耗量大,因此在应用上受到很大限制。
(五)吸附法
吸附法是利用吸附剂的独特结构去除重金属离子的
一种方法、传统吸附剂有活性炭,腐植酸、聚糖树脂、碴藻土等、实践证明,使用不同吸附剂的吸附法,不同程度地存在投资大,运行费用高,污泥产生量大等问题,处理后的水难于达标排放。
(六)膜分离法
膜分离法是利用高分子所具有的选择性进行物质分离的技术,包括电渗析、反渗透、膜萃取等、利用膜分离技术一方面可以回收利用电镀原料,大大降低成本,另一方面可以实现电镀废水零排放或微排放,具有很好的经济和环境效益。
(七)生物处理技术
生物处理技术是通过生物有机物或其代谢产物与重金属离子的相互作用达到净化废水的目的,具有成本低,环境效益好等优点、由于传统处理方法有成本高、对大流量含低浓度重金属的废水难于处理等缺点,随着重金属毒性微生物的研究进展,生物处理技术日益受到人们的重视,采用生物技术处理电镀金属废水呈发展势头。
1.生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物
进行絮凝沉淀的一种除污方法、所用的微生物絮凝剂是由微生物产生并分泌到细胞外,具有絮凝活性的代谢物,一般由多糖、蛋白质、DNA、纤维素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物质构成,分子中含有多种官能团,能使水中胶体悬浮物相互凝聚沉淀、目前,对重金属有絮凝作用的约有十几个品种,生物絮凝剂中的氨基和羟基可与Cu2+､Hg2+､Ag+､Au2+等重金属离子形成稳定的鳌合物而沉淀下来、微生物絮凝法处理废水具有安全方便、易于实现工业化等特点、具有广泛应用前景。
2.生物吸附法
生物吸附法指利用生物体的化学结构及成分特
性来吸附溶于水中的金属离子,再通过固液分离而去除金属离子的方法、利用胞外聚合物分离金属离子,有些细菌在生长过程中释放的蛋白质,能使溶液中可溶性的重金属离子转化为沉淀物而去除、该法具有原料易得、处理成本低等特点。
3.生物化学法
生物化学法是通过微生物处理含重金属废水,将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。
例如:有人利用脱硫肠杆菌(SRV)去除电镀废水中的铜离子,在含铜质量浓度为246.8mg/L的溶液,当PH为4.0时,去除率达99.12%。
二、重金属废水处理技术的展望
随着电镀工业的快速发展和环保要求的日益提高,电镀重金属废水治理已开始进入清洁生产工艺,总量控制和循环经济整合阶段,未来电镀重金属废水处理将突出以下几个方面:
(1)实施循环经济、推行清洁生产,提高电镀物质、资源的转化率和循环利用率,从源头上削减重金属污染物的产生量,同时采用全过程控制，结合废水综合治理，最终实现废水零排放。
(2)重金属废水的处理技术很多,其中生物技术是具有较大发展潜力的技术,具有成本低、效益高、不造成二次污染等优点,未来将广泛应用于电镀废水的治理工艺。
(3)综合一体化技术是未来重金属废水处理技术的热点、各种重金属也因其行业和工艺的差异,仅使用一种废水处理方法往往有其局限性,达不到理想的效果、只有综合多种处理技术特点的一体化技术应用,才能达到理想效果。
参考文献
[1]魏先勋.环境工程设计手册[M]长沙:湖南科学技术出版社.1992.83~85
[2]张建梅,韩志萍,王亚军.重金属废水的生物处理技术[J].环境污染治理技术与设备,2003,4(4):75~78.
[3]侯爱东,王飞,徐畅.综合一体化处理电镀废水技术及应用[J].电镀与环保,2003,23(4):33~35.来源：谷腾水网