文獻(xiàn)綜述--我國電鍍廢水處理現(xiàn)狀及展望

1、文獻(xiàn)綜述我國電鍍廢水處理現(xiàn)狀及展望 摘要：本文闡述了我國電鍍廢水的危害、處理的常見工藝及處理方法，并總結(jié)了當(dāng)前電鍍污水處理現(xiàn)狀中存在的問題并對我國未來開展趨勢提出了自己的看法。關(guān)鍵詞： 電鍍污水、處理工藝、處理方法、問題、展望1前言21世紀(jì)，隨著中國成為世界制造業(yè)的中心之后，也伴隨著大量的工業(yè)污染。在各種污染源中電鍍廢水以其毒性大，排放量大，難治理尤其值得關(guān)注。據(jù)不完全統(tǒng)計全國現(xiàn)有萬家電鍍生產(chǎn)廠，每年排出的電鍍廢水約40億m3，其中約有50%未到達(dá)國家排放標(biāo)準(zhǔn)。并且由于電鍍廠點(diǎn)分布廣，廢水中含有重金屬離子、有機(jī)化合物及無機(jī)化合物等有害物質(zhì)。這些物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境，必定會對生態(tài)環(huán)境及人類產(chǎn)生廣泛而嚴(yán)重

2、的危害。電鍍廢水的治理是一個不可無視的問題1。電鍍廢水治理開展歷程綜觀我國電鍍廢水的治理歷史，大致可分為以下五個階段：120世紀(jì)50年代末，我國電鍍廢水的治理剛剛起步，主要著眼于廢水的化學(xué)法處理技術(shù)，處理的主要對象為氰化物和六價鉻；220世紀(jì)60年代至70年代中期，電鍍?nèi)龔U污染的問題開始引起重視，人們開始注意酸堿廢水和其它重金屬離子廢水的治理，并研究了各種處理方法，但仍處于單純的防害排放階段；320世紀(jì)70年代中期至80年代初，大多數(shù)鍍種的廢水都已有了比擬有效的處理方法，常用的電鍍廢水處理方法包括化學(xué)處理法、電解法、離子交換法、反滲透法及電滲析法等。其中離子交換法、薄膜蒸發(fā)濃縮法等在全國范圍內(nèi)

3、大量推廣使用，反滲透法、電滲析法等也進(jìn)入了工業(yè)化使用階段，廢水中有用物質(zhì)的回收和水的重復(fù)利用技術(shù)也有了長足的進(jìn)展；420 世紀(jì)80年代至90年代，開始研究從根本上控制污染的技術(shù)，以防為主，源頭治理，各種多元組合技術(shù)已逐步取代單元處理技術(shù)，電鍍廢水的綜合防治技術(shù)的研究亦取得了可喜的成果；520世紀(jì)90年代開始，隨著電鍍工業(yè)迅速開展和環(huán)保要求的不斷提高，電鍍廢水治理由工藝改革、回收利用和閉路循環(huán)進(jìn)一步向綜合防治方向開展，已經(jīng)進(jìn)入了綜合防治與總量控制階段，多元化組合處理和自動控制相結(jié)合的資源回用技術(shù)成為電鍍廢水治理的開展主流。1.2電鍍廢水來源電鍍廢水的主要來源電鍍廢水的主要來源是：1電鍍件清洗水。

4、2廢鍍液排放。濃度高、污染大， 要求集中回收處理；3工藝操作、設(shè)備以及工藝流程的安排等原因造成的廢液；4刷洗極板，沖洗車間地面、設(shè)備等所產(chǎn)生的局部廢水2。四局部中濃度最高、污染最大是廢鍍液排放的污水。1.3電鍍廢水的特點(diǎn)1成分復(fù)雜，污染物可分為無機(jī)污染物和有機(jī)污染物兩大類。2水質(zhì)變化幅度大，各股生產(chǎn)污水污染物種類多樣，CODcr變化系數(shù)大。3污水毒性大，含有大量的重金屬離子，假設(shè)不經(jīng)處理直接排放會對周邊水體造成極大的污染。1.4電鍍廢水的危害由于鍍件功能要求各異，鍍種、鍍液組分、操作方式、工藝條件等也種類繁多，相應(yīng)地帶入電鍍廢水中的污染物也就變得較為復(fù)雜。但總的來說，廢水中主要污染物為氰化物和

5、各種重金屬離子，電鍍廢水中常含有重金屬等劇毒物質(zhì)，對人體健康造成嚴(yán)重危害。電鍍廢水中常見的危害物是鋅化物、鉻化物、鎳化物、銅化物、氰化物等。鋅是人體必需的微量元素之一，電鍍廢水中鋅與氯結(jié)合形成氯化鋅，而誤食氯化鋅會引起腹膜炎，導(dǎo)致休克甚至死亡。鉻是常見的重金屬元素化合物濃度過高時會有毒性，其毒性與化學(xué)價態(tài)和用量有關(guān)，五價鉻含有劇毒。鉻中毒可引起蛋白質(zhì)變性 、核酸和核蛋白 沉淀以及 酶系統(tǒng) 受到干擾。電鍍廢水中的另一種物質(zhì)鎳，進(jìn)入人體后可產(chǎn)生急性胃腸道刺激現(xiàn)象，發(fā)生嘔吐腹瀉，更嚴(yán)重的會產(chǎn)生鎳皮炎 。一般認(rèn)為銅本身毒性很小，在冶煉銅時所發(fā)生的銅中毒，主要是由于與銅同時存在的砷 、鉛等引起的 。皮膚

6、接觸銅化合物，可發(fā)生皮炎和濕疹，在接觸高濃度銅化合物時，可發(fā)生皮膚壞死 。含氰廢水是電鍍生產(chǎn)中毒性最大的廢水，廢水中的氰化物，那怕是 呈絡(luò)合狀態(tài)，當(dāng) pH 值 呈酸性時，也會成為氰化氫氣體逸出 。氫氰酸和氰化物能通過皮膚 、肺、胃 ，特別是從黏膜吸入體內(nèi)，氫氰酸對呼吸中樞極短時間的刺激，就可能迅速使之麻痹3 。2電鍍廢水典型處理工藝和處理方法電鍍污水處理工藝因電鍍廢水含量的不同而各有特點(diǎn)。在選擇工藝時最主要看其電鍍廢水的所含物質(zhì)而定，以下幾種是常見的處理工藝。含鉻處理工藝含鉻廢水中，鉻主要以 Cr6+的形式存在，在酸性的條件下，投加復(fù)原劑將 Cr6+復(fù)原成 Cr3+，然后調(diào)節(jié)pH 至堿性，生成

7、氫氧化鉻沉淀去除，常用的復(fù)原劑有亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、硫酸亞鐵等。常用含鉻廢水處理工藝見圖4含氟廢水調(diào)節(jié)池反響槽混凝反響池混合處理污泥處理酸NaHSO4堿PAM圖1 含鉻廢水流程圖含氰處理工藝氰廢液一般都回收處理，只有清洗廢水中含有少量氰(CN )，常用堿性氯化法破氰絡(luò)合氰。常用含氰廢水處理工藝見圖5。含氰廢水調(diào)節(jié)池一級反響池二級反響池混合處理污泥處理NaOH NaClONaOH NaClO圖2 含氰廢水流程圖含氟處理工藝電鍍企業(yè) Pb-Sn 廢水中含有大量的氟硼酸根、Pb和 Sn ，其中 Pb和 Sn ，通過投加堿液調(diào)節(jié) pH 值生成含氟廢水調(diào)節(jié)池反響槽混凝反響池混合處理污泥處理堿液Ca(O

8、H)2 PAM沉淀物去除，氟硼酸根形成氟化物沉淀去除5。圖3 含氟廢水流程圖高濃度有機(jī)廢水化學(xué)清洗、顯影、脫膜等工序排放的廢水中COD 含量很高，甚至到達(dá) 1020g/L，顯影和脫膜廢水呈堿性，pH13，一般呈現(xiàn)藍(lán)色，該局部高濃度有機(jī)廢水通常采用酸析法處理。在酸性條件下，廢水中的感光膜、清洗劑會析出，形成濃膠狀聚合物，經(jīng)固液別離去除，再把 pH調(diào)至弱堿性，參加混凝劑，經(jīng)沉淀進(jìn)一步降低廢水的 COD值。常用高濃度有機(jī)廢水處理工藝見圖有機(jī)廢水調(diào)節(jié)池酸化槽沉淀池混合處理污泥處理酸液NaOH PAC PAM45。圖4 有機(jī)廢水處理流程電鍍行業(yè)在開展過程中對于電鍍廢水的處理技術(shù)趨于成熟。電鍍處理方法大致

9、可分為四大類，即化學(xué)法、物理法、物理化學(xué)法、生化法。目前以本錢比擬低、技術(shù)比擬成熟的化學(xué)法為主，同時適當(dāng)輔以其他的處理方法?；瘜W(xué)法化學(xué)法處理電鍍廢水, 是一種歷史悠久和應(yīng)用廣泛的方法。向污水中投加一些化學(xué)藥劑，通過化學(xué)反響改變污水的化學(xué)性質(zhì)，降低廢水中的污染物的含量，通過進(jìn)一步的處理使水質(zhì)達(dá)標(biāo)。該法具有投資少、處理本錢低、 易掌握等特點(diǎn)。在中國，大約有41%的電鍍廠采用化學(xué)方法處理電鍍廢水，在國外國外對電鍍廢水的治理90%以上使用化學(xué)法，在日本，化學(xué)法占全國治理總數(shù)的85%左右6。主要包括化學(xué)沉淀法、化學(xué)氧化法、化學(xué)復(fù)原法、化學(xué)中和法、化學(xué)氣浮法五種方法7。物理法物理方法是利用物理作用別離廢水

10、中呈懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì)，在處理過程中不改變物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。物理法主要包括蒸發(fā)濃縮法、反滲透法。蒸發(fā)濃縮法的工作原理是通過蒸發(fā)手段減少鍍液中的水分，從而到達(dá)濃縮鍍液的目的。反滲透法是一種采用半透膜進(jìn)行高壓過濾的濃縮別離技術(shù)。物理化學(xué)法物理化學(xué)法是通過物理和化學(xué)的綜合作用使廢水得到凈化的方法。主要包括離子交換法、電解法、膜別離法、吸附法1。離子交換法主要是利用離子交換樹脂中的交換離子同電鍍廢水中的某些離子進(jìn)行交換而將其除去。電解法是利用金屬的電化學(xué)性質(zhì)，使廢水中的有害物質(zhì)通過電解在陽、陰兩極上分別發(fā)生氧化、復(fù)原反響轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì)的方法。膜別離法是利用高分子所具有的選擇性進(jìn)行物質(zhì)別離的技術(shù)，包括電滲

11、析、反滲透、膜萃取等。吸附法是利用吸附劑的獨(dú)特結(jié)構(gòu)去除重金屬離子的一種有效方法。生物法生物處理技術(shù)是通過生物有機(jī)物或其代謝產(chǎn)物與重金屬離子的相互作用到達(dá)凈化廢水的目的。主要的根據(jù)生物去除重金屬離子的機(jī)理不同，生物法可分為生物絮凝法、生物吸附法及植物修復(fù)法：生物絮凝法是利用微生物或微生物產(chǎn)生的代謝進(jìn)行絮凝沉淀的一種除污方法；生物吸附法是利用生物體本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)及成分特性來吸附溶于水中的金屬離子，再通過固液兩相別離去除水溶液中的金屬離子的方法；植物處理法是指利用高等植物通過吸收、沉淀、富集等作用降低電鍍廢水中重金屬含量，以到達(dá)治理污染、修復(fù)環(huán)境的目的；植物處理法是利用生態(tài)工程治理環(huán)境的一種有效方法

12、，它是生物技術(shù)處理企業(yè)廢水的一種延伸8。生物法治理電鍍污水是其中的一個趨勢，前景是廣闊的，但是采用微生物處理重金屬廢水在生化處理設(shè)施和廢水處理工藝的設(shè)計、微生物菌種的馴化培養(yǎng)等方面存在一定的困難，尤其是不能確定處理后產(chǎn)生的含有重金屬的微生物菌體是否會對環(huán)境會造成更嚴(yán)重的二次污染以及沉淀污泥如何處置等問題，所以生物法處理電鍍廢水還只是處于實(shí)驗(yàn)室研究階段 9。為了減少廢水的處理量，日本的許多電鍍學(xué)者至力于改良清洗方法和工藝，利用循環(huán)設(shè)備，離子交換器、薄膜蒸發(fā)器、反滲透等以到達(dá)回收的目的。通常所采用的處理方法為連續(xù)式氧化復(fù)原處理，然后在排放之前進(jìn)行化學(xué)沉淀。沉淀后的上層清液經(jīng)砂濾器過濾后澄清，調(diào)節(jié)p

13、H值后即可排放。下層的淤泥用脫水裝置壓干，壓干后的淤渣送到地區(qū)政府指定的場所掩埋。目前，約有20%30%的處理系統(tǒng)在砂濾后增設(shè)了活性炭處理設(shè)備10。1閉路循環(huán)系統(tǒng)閉路循環(huán)是一種不向環(huán)境排放任何有毒、有害物質(zhì)的新工藝。由于這種工藝是以資源及能源循環(huán)回收利用為中心，所以是十分經(jīng)濟(jì)實(shí)用的。閉路循環(huán)包括企業(yè)內(nèi)系統(tǒng)、共同回收系統(tǒng)、制造廠復(fù)原系統(tǒng)、自然界復(fù)原系統(tǒng)及其子系統(tǒng)組成。分子系統(tǒng)將某種廢水利用某種能量來進(jìn)行回收或再利用。日本在1971年將閉路循環(huán)系統(tǒng)引入電鍍工業(yè)。其中，回收利用的根本方是對鍍件清洗工藝的改良。2資源化中心系統(tǒng)資源化中心系統(tǒng)是通過離子交換的方法，使清洗水循環(huán)利用以及回收有價仇金成的集中

14、再生資源系統(tǒng)。王進(jìn)制作所(株)的資源中心系統(tǒng)自1976年建成后，現(xiàn)每天再生萬噸水，用戶將飽和的離子交換柱送回中心，每月需再生500個離子交換柱。3建立電鍍工業(yè)中心日本自1960年就開始研究將許多中小型電鍍廠集中起來，以方便廢水共同處理等問題。但由于資金及廠地等原因，產(chǎn)生了很多困難。1970年在國家政府的指導(dǎo)和援助下，用公用的廢水處理設(shè)備，建立了電鍍工業(yè)中心。目前日本用于廢物處理的費(fèi)用占電鍍制品總銷售額的56%，今后還將繼續(xù)增加。4.電鍍廢水處理的問題與展望電鍍廢水的處理技術(shù)很多，由于電鍍行業(yè)生產(chǎn)工藝、管理水平的差異 ,產(chǎn)生的廢水水質(zhì)差異較大 ，僅使用一種廢水處理方法往往有其局限性，達(dá)不到理想的

15、效果 。只有綜合處理技術(shù) ,實(shí)現(xiàn)多種處理技術(shù)集成 ，才能到達(dá)理想效果2。其次，行業(yè)開展中也存在著較大的問題，例如大局部處理方法會產(chǎn)生二次污染、廢水分類不合理、處理本錢高、廢水回收利用率低、廢水中有機(jī)物處理不理想、排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格、pH值難以嚴(yán)格控制等眾多問題11。在未來電鍍廢水處理開展過程中，工藝應(yīng)采用各種污染最小化技術(shù)，以清潔生產(chǎn)工藝為目標(biāo)，變末端治理為全過程控制。在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡可能采用低毒或無毒物質(zhì)。同時工藝中應(yīng)盡量減少廢水處理時化學(xué)藥劑的使用量及減少污泥的產(chǎn)生量，還可以通過降低鍍液和處理液的濃度來減輕電鍍廢水的污染以及二次污染。盡量實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)，使水可以循環(huán)回用，減少排放量。

16、強(qiáng)化管理，增強(qiáng)意識，節(jié)約用水。廢水處理應(yīng)實(shí)現(xiàn)從人工操作轉(zhuǎn)向自動化轉(zhuǎn)變，從單元處理技術(shù)像多元組合處理技術(shù)轉(zhuǎn)變12。做好工藝改良、清潔生產(chǎn)同步的條件下，還需加強(qiáng)生產(chǎn)過程的環(huán)境管理。合理規(guī)劃，使電鍍廠點(diǎn)變分散為集中，實(shí)現(xiàn)集中電鍍，集中供電、供水、供熱，可以節(jié)能降耗減污；可科學(xué)組織生產(chǎn)調(diào)度，使生產(chǎn)各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)進(jìn)行；修改不合理的操作規(guī)程，降低排污量13。與興旺國家相比，我國目前電鍍廢水的治理還是相對薄弱的，加之中國水資源短缺，地區(qū)分布不平衡的特點(diǎn)，必須從我國實(shí)際出發(fā)，完善管理制度，選擇合理的處理方法，做到社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的三統(tǒng)一。參考文獻(xiàn) 1黃其祥、胡衍華、徐湊友、黃建輝.電鍍廢水處理技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望J.廣東化工.37:128-130. 2J.新技術(shù)新工藝.202112:5-10.3蔡玉婷.電鍍廢水對人體的危害及其集中處理J.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報.2021,29 (增刊): 205-208.4汪大翚，工業(yè)廢水中專項(xiàng)污染物處理手冊M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2000.5J.天津化工.2021,724:51-53.6湯榮年、康思琦、尹庚明、田宜靈. 電鍍廢水綜合治理新工藝研究J.