详解电镀废水处理技术及工艺

编辑:广东秦泰盛智能化科技有限公司        日期:2017/11/28 15:35:19        阅读:2446

    据统计,目前为止国内有电镀厂超过15000个,电镀技术是现代工业不可缺少的组成部分,并没有被其它技术全面取代的趋势,而在不断开拓新技术、新工艺的同时,人们也重视电镀污染的防治。电镀行业每年约排放4亿吨电镀废水,其中含有大量有毒重金属,对生态环境及人类生活产生严重影响。因此,电镀废水的治理也是工业废水处理的重中之重。


   电镀是利用电化学中的电解原理在金属和非金属表面镀上一薄层其它金属或合金,起到防止金属氧化(锈蚀),提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀及增进美观等作用,是许多工业部门不可或缺的工艺环节。

电镀废水就是电镀厂在生产过程中,所产生电镀液、漂洗废水以及各种废液的总称。

1. 电镀废水的来源、污染物组成及水质水量特点

电镀车间有镀前表面处理、电镀处理和镀后处理三个工艺环节。每个环节又包括若干工序,每个环节、工序中均可产生含有大量金属离子、金属络合离子及清洗液的废水。具体说,电镀废水主要来源有:前处理除油酸洗工序,镀件的清洗水,废电镀液,跑、冒、滴、漏的各种槽液和排水,冲洗水及设备冷却水。

2. 电镀废水的危害

由于电镀的种类繁多,电镀废水的成分常常也是同时含有多种污染物。上述所提及的有毒有害的物质如镉、铬、镍、铅、氰化物、铜、锌、碱、酸、悬浮物、含氮化合物、表面活性剂及磷酸盐等,含有这些有毒有害物质的废水进入水体,就会危及水生动植物生长,影响水产养殖,造成大幅度减产甚至鱼虾绝迹;或是破坏农田土壤,毁坏庄稼,并通过食物链危害人类健康;或是进入饮用水源,在人体内积累,轻者引起慢性中毒,重者导致死亡。

3. 电镀废水的处理方法

电镀废水的处理技术可分为4类,即物理法、化学法、物理化学法、生物法。考虑到成本等因素,目前以成本比较低、技术比较成熟的化学法为主,同时适当辅以其他的处理方法。

一、物理法

蒸发浓缩法

蒸发浓缩回收,是一种对重金属电镀废水进行蒸发使之获得浓缩,并加以回收和回用的处理方法,一般用于处理含铬、铜、银及镍离子废水。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。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,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。

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。1990年在对美国缅因州与加里弗尼亚州的调查中,有37%电镀厂采用了常压蒸发与逆流漂洗配合系统,20世纪80年代该法在我国应用也较多,尤其是用于电镀含铬废水的处理。


二、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在技术上较为成熟。

化学法是借氧化还原反应或中和沉淀反应将有毒、有害的物质分解为无毒、无害的物质或将重金属经沉淀和浮上法从废水中除去。化学法具有投资少、处理成本低,操作简单等优点,适用于各类电镀金属废水处理。但化学法需要不断消耗化工原料,并有污泥产生,排出的水回用困难,且占地面积较大。主要有以下几种:


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。

(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。铜、镉、铬、铅等氢氧化物溶度积很小的重金属,可采用此法除去废水中的重金属离子,常用的沉淀剂有石灰、碳酸钠、氢氧化钠等。中和沉淀法操作简单,是常用的处理废水方法。

实践证明在操作中需要注意以下几点:(1)中和沉淀后,废水中若pH值高,需要中和处理后才可排放;(2)废水中常常有多种重金属共存,当废水中含有Zn、Pb、Sn、Al等两性金属时,pH值偏高,可能有再溶解倾向,因此要严格控制pH值,实行分段沉淀;(3)废水中有些阴离子如:卤素、氰根、腐植质等有可能与重金属形成络合物,因此要在中和之前需经过预处理;(4)有些颗粒小,不易沉淀,则需加入絮凝剂辅助沉淀生成。


(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H2S气体,可能造成二次污染。


(3)铬酸盐沉淀法(钡盐法)。这种方法处理的对象只限于Cr(Ⅵ)。在六价铬化合物中,只有铬酸钡难溶于水:Ba2++CrO42-=BaCrO4↓。向含有Cr(Ⅵ)的电镀废水中投加沉淀剂氯化钡、硫化钡和碳酸钡等,将六价铬生成难溶的铬酸钡,然后再将铬酸钡回收利用,因而习惯上也称为钡盐法。


(4)铁氧体沉淀法。也叫亚铁盐还原沉淀法,法是治理含铬电镀废水的经典方法,被许多厂家采用。铁氧体技术是根据生产铁氧体的原理发展起来的处理方法。在含Cr(Ⅵ)废水中加入过量的FeS04,使Cr(Ⅵ)还原成Cr3+,Fe2+氧化成Fe3+,调节pH值至8左右,使Cr3+和Fe3+产生氢氧化物沉淀。通入空气搅拌并加入氢氧化物不断反应,形成铬铁氧体。其典型工艺有间歇式和连续式。该法形成的污泥有较高的化学稳定性,容易进行固液分离和脱水处理,能一次脱除多种金属离子,特别适用于重金属混合电镀废水的一次性处理。目前英、美等国应用水合肼对镀铬漂洗水进行槽内还原,反应速度快,处理效果好。我国应用铁氧体法已经有几十年历史,处理后的废水能达到排放标准,在国内电镀工业中应用较多。铁氧体法具有设备简单、投资少、操作简便、不产生二次污染等优点。但在形成铁氧体过程中需要加热(约70℃),能耗较高,处理后盐度高,而且有不能处理含汞和络合物废水的缺点。