電鍍廢水的處理與回用對節(jié)約水資源以及保護(hù)環(huán)境起著至關(guān)重要的作用。本文綜述了各種電鍍廢水處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，以及一些新材料在電鍍廢水處理上的應(yīng)用。 一、化學(xué)沉淀法 化學(xué)沉淀法是通過向廢水中投入藥劑，使溶解態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)化成不溶于水的化合物沉淀，再將其從水中分離出來，從而達(dá)到去除重金屬的目的。 化學(xué)沉淀法因為操作簡單，技術(shù)成熟，成本低，可以同時去除廢水中的多種重金屬等優(yōu)點(diǎn)，在電鍍廢水處理中得到廣泛應(yīng)用。 1.堿性沉淀法 堿性沉淀法是向廢水中投加NaOH、石灰、碳酸鈉等堿性物質(zhì)，使重金屬形成溶解度較小的氫氧化物或碳酸鹽沉淀而被去除。該法具有成本低、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，目前被廣泛使用。 但是堿性沉淀法的污泥產(chǎn)量大，會產(chǎn)生二次污染，而且出水pH偏高，需要回調(diào)pH。NaOH由于產(chǎn)生污泥量相對較少且易回收利用，在工程上得到廣泛應(yīng)用。 2.硫化物沉淀法 硫化物沉淀法是通過投加硫化物(如Na2S、NariS等)使廢水中的重金屬形成溶度積比氫氧化物更小的沉淀，出水pH在7～9，無需回調(diào)pH即可排放。 但是硫化物沉淀顆粒細(xì)小，需要添加絮凝劑輔助沉淀，使處理費(fèi)用增大。硫化物在酸性溶液中還會產(chǎn)生有毒的HS氣體，實(shí)際操作起來存在局限性。 3.鐵氧體法 鐵氧體法是根據(jù)生產(chǎn)鐵氧體的原理發(fā)展起來的，令廢水中的各種重金屬離子形成鐵氧體晶體一起沉淀析出，從而凈化廢水。該法主要是通過向廢水中投加硫酸亞鐵，經(jīng)過還原、沉淀絮凝，終生成鐵氧體，因其設(shè)備簡單、成本低、沉降快、處理效果好等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。 pH和硫酸亞鐵投加量對鐵氧體法去除重金屬離子的影響，確定鎳、鋅、銅離子的絮凝pH分別為8.00～9.80、8.00～10.50和10.00，投加的亞鐵離子與它們摩爾比均為2～8，而六價鉻的還原pH為4.00～5.50，絮凝pH則為8.00～10.50，投料比為20。出水的鎳含量小于0.5mg/L，總鉻含量小于1.0mg/L，鋅含量小于1.0mg/L，銅含量小于0.5mg/L，達(dá)到《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900—2008)中“表2”的要求。 化學(xué)沉淀法的局限性 隨著污水排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，傳統(tǒng)單一的化學(xué)沉淀法很難經(jīng)濟(jì)有效地處理電鍍廢水，常常與其他工藝組合使用。 采用鐵氧體-CARBONITE(一種具有物理吸附與離子交換功能的材料)聯(lián)合工藝處理Ni含量約為4000mg/L的高濃度含鎳電鍍廢水：先以鐵氧體法控制pH為11.0，在Fe/Fe。摩爾比O.55，F(xiàn)eSO4·7H2O/Ni質(zhì)量比21，反應(yīng)溫度35℃的條件下攪拌反應(yīng)15min，出水Ni平均濃度從4212.5mg/L降至6.8mg/L，去除率達(dá)99.84%;然后采用CARBONITE處理，在CARBONITE投加量1.5g/L，pH=6.5，溫度35℃的條件下反應(yīng)6h，Ni去除率可達(dá)96.48%，出水Ni濃度為0.24mg/L，達(dá)到GB21900-2008中的“表2”標(biāo)準(zhǔn)。 采用高級Fenton一化學(xué)沉淀法處理含螯合重金屬的廢水，使用零價鐵和過氧化氫降解螯合物，然后加堿沉淀重金屬離子，不僅可以去除鎳離子(去除率達(dá)98.4%)，而且可以降低COD化學(xué)需氧量。 二、氧化還原法 1.化學(xué)氧化法 化學(xué)氧化法在處理含氰電鍍廢水上的效果尤為明顯。該方法把廢水中的氰根離子(CN一)氧化成氰酸鹽(CNO-)，再將氰酸鹽(CNO-)氧化成二氧化碳和氮?dú)?，可以徹底解決氰化物污染問題。 常用的氧化劑包括氯系氧化劑、氧氣、臭氧、過氧化氫等，其中堿性氯化法應(yīng)用廣。采用Fenton法處理初始總氰濃度為2.0mg/L的低濃度含氰電鍍廢水，在反應(yīng)初始pH為3.5，H202/FeSO4摩爾比為3.5：1，H202投加量5.0g/L，反應(yīng)時間60min的條件下，氰化物的去除率可達(dá)93%，總氰濃度可降至0_3mg/L。 2.化學(xué)還原法 化學(xué)還原法在電鍍廢水處理中主要針對含六價鉻廢水。該方法是在廢水中加入還原劑(如FeSO、NaHSO3、Na2SO3、SO2、鐵粉等)把六價鉻還原為三價鉻，再加入石灰或氫氧化鈉進(jìn)行沉淀分離。上述鐵氧體法也可歸為化學(xué)還原法。 該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟，操作簡單，處理量大，投資少，在工程應(yīng)用中有良好的效果，但是污泥量大，會產(chǎn)生二次污染。采用硫酸亞鐵作為還原劑，處理80t/d的含總鉻7O～80mg/L的電鍍廢水，出水總鉻小于1.5mg/L，處理費(fèi)用為3.1元/t，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。 以焦亞硫酸鈉為還原劑處理含80mg/L六價鉻、pH為6～7的電鍍廢水，出水六價鉻濃度小于0.2mg/L。 三、電化學(xué)法 電化學(xué)法是指在電流的作用下，廢水中的重金屬離子和有機(jī)污染物經(jīng)過氧化還原、分解、沉淀、氣浮等一系列反應(yīng)而得到去除。 該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是去除速率快，可以完全打斷配合態(tài)金屬鏈接，易于回收利用重金屬，占地面積小，污泥量少，但是其板消耗快，耗電量大，對低濃度電鍍廢水的去除效果不佳，只適合中小規(guī)模的電鍍廢水處理。 電化學(xué)法主要有電凝聚法、磁電解法、內(nèi)電解法等。 電凝聚法是通過鐵板或者鋁板作為陽，電解時產(chǎn)生Fe2+、Fe或Al，隨著電解的進(jìn)行，溶液堿性增大，形成Fe(OH)2、Fe(OH)3或AI(OH)3，通過絮凝沉淀去除污染物。 由于傳統(tǒng)的電凝聚法經(jīng)過長時間的操作，會使電板發(fā)生鈍化，近年來高壓脈沖電凝聚法逐漸替代傳統(tǒng)的電混凝法，它不僅克服了板鈍化的問題，而且電流效率提高20%～30%，電解時間縮短30%～40%，節(jié)省電能30%～40%，污泥產(chǎn)生量少，對重金屬的去除率可達(dá)96%～99%。 采用高壓脈沖電絮凝技術(shù)處理某電鍍廠的電鍍廢水，Cu2十、Ni2、CN一和COD的去除率分別達(dá)到99.80%、99.70%、99.68%和67.45%。 電混凝法通常也與其他方法結(jié)合使用，利用電凝聚法和臭氧氧化法聯(lián)合處理電鍍廢水，以鐵和鋁做板，出水六價鉻、鐵、鎳、銅、鋅、鉛、TOC(總有機(jī)碳)、COD的去除率分別為99.94%、100.00%、95.86%、98.66%、99.97%、96.81%、93.24%和93.43%。 近年來內(nèi)電解法受到廣泛關(guān)注。內(nèi)電解法利用了原電池原理，一般向廢水中投加鐵粉和炭粒，以廢水作為電解質(zhì)媒介，通過氧化還原、置換、絮凝、吸附、共沉淀等多種反應(yīng)的綜合作用，可以一次性去除多種重金屬離子。 該方法不需要電能，處理成本低，污泥量少。通過靜態(tài)試驗研究了鐵碳微電解法對模擬電鍍廢水的COD及銅離子的去除效果，去除率分別達(dá)到了59.01%和95.49%。然而，采用微電解反應(yīng)柱研究連續(xù)流的運(yùn)行結(jié)果顯示，14d后微電解出水的COD去除率僅為10%～15%，銅的去除率降低至45%～50%之間，可見需要定期更換填料或?qū)μ盍线M(jìn)行再生。
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