第11章電鍍廢水處理(2)ppt課件

1、第十一章 電鍍廢水處置第一節(jié) 電鍍廢水的特點(diǎn)及類型第二節(jié) 電鍍廢水處置方法第三節(jié) 鍍鎳廢水處置電鍍工廠產(chǎn)生的廢水溪又遭污染 電鍍廢水染紅溪又河水偷排的漂洗廢水嚴(yán)重污染環(huán)境。天連兆業(yè)電鍍廠的黃色浸透液中，“六價(jià)鉻超標(biāo)40倍。2007年6月，重慶一電鍍鋅廠將未經(jīng)處置的有害電鍍廢水直接排入長江，呵斥嚴(yán)重污染。電鍍廠廢水排放到河流中，導(dǎo)致河水顯強(qiáng)酸性概 述 國家規(guī)定檢查污染環(huán)境的19種物質(zhì)中，電鍍廢水中有14種，而且電鍍廢水中的重金屬對(duì)人體危害極大，由此可見，電鍍廢水為主要污染物。電鍍廢水中有毒有害的物質(zhì)主要有鎘、鉻、鎳、鉛、氰化物、氟化物、銅、鋅、錳、堿、酸、懸浮物、石油類物質(zhì)、含氮化合物、外表活性

2、劑及磷酸鹽以P 計(jì)等。第一節(jié) 電鍍廢水的特點(diǎn)及類型 電鍍廢水的成分非常復(fù)雜，除含氰廢水和酸堿廢水外，還含有鉻、鎳、鎘等多種重金屬，同時(shí)，廢水中還含有相當(dāng)數(shù)量的添加劑、光亮劑等有機(jī)化合物，例如各型外表活性劑、EDTA、檸檬酸、酒石酸、乙醇胺、乙二醇、硫脲、苯磺酸、香豆素及丁炔二醇等。根據(jù)重金屬廢水中所含重金屬元素進(jìn)展分類，普通可以分為含鉻(Cr)廢水、含鎳(Ni)廢水、含鎘(Cd)廢水、含銅(Cu)廢水、含鋅(Zn)廢水、含金(Au)廢水、含銀(Ag)廢水等。 普通的電鍍消費(fèi)工藝由前處置、電鍍和后處置工藝三部分組成，每個(gè)工藝一定程度上都有廢水產(chǎn)生，其中，電鍍消費(fèi)過程中的鍍件漂洗廢水是電鍍廢水的主

3、要來源之一，約占車間廢水排放量的80%以上，廢水中大部分的污染物質(zhì)是由鍍件外表的附著液在漂洗時(shí)帶入的; 鍍液過濾廢水是指在鍍液過濾過程中，滴漏的鍍液以及在過濾前后沖洗過濾機(jī)、過濾介質(zhì)或鍍槽等的排放水; 廢鍍液包括清理鍍槽時(shí)排出的殘液、老化報(bào)廢的鍍液、退鍍液和受污染嚴(yán)重的廢棄槽液等。 普通情況水的酸性強(qiáng)，也有少量呈堿性的，其中重金屬含量隨外表活性劑、光亮劑、以及消費(fèi)工藝的不同而變化。電鍍工廠或車間排出的廢水和廢液，如鍍件漂洗水、廢槽液、設(shè)備冷卻水和沖洗地面水等，其水質(zhì)因消費(fèi)工藝而異，有的含鉻，有的含鎳或含鎘、含氰、含酸、含堿等。廢水中的金屬離子有的以簡單的陽離子形狀存在如Ni2+、Cu2+等，有

4、的以酸根陰離子方式存在如CrO32-等,有的那么以復(fù)雜的絡(luò)合陰離子方式存在【如Au(CN)2-、Cd(CN)4-、Cu(P2O7)26-等】。一種廢水中常含有一種以上的有害成分，如氰化鍍鎘廢水中既有氰又有鎘。此外，普通鍍液中常含有機(jī)添加劑。 電鍍廢水多有毒，危害較大。如氰可引起人畜急性中毒，致死，低濃度長期作用也能呵斥慢性中毒。鎘可使腎臟發(fā)生病變，并會(huì)引起痛痛病。六價(jià)鉻可引起肺癌、腸胃道疾病和貧血，并會(huì)在骨、脾和肝臟內(nèi)蓄積。因此，電鍍廢水必需嚴(yán)厲控制，妥善處置。第二節(jié) 電鍍廢水處置方法 常用的電鍍廢水處置方法以化學(xué)法、物理法、物化法、生物法為主: 化學(xué)法主要包括:復(fù)原法，氧化破氰法，沉淀法、腐

5、蝕電池法、復(fù)原法、鋇鹽法等。 物理法主要有：蒸發(fā)濃縮法、反浸透法等。 物化法主要包括：活性炭吸附法、液膜法、離子交換法、電解法等。 生物法有：生物吸附法、生物絮凝法等。廢水處置設(shè)備廢水處置設(shè)備2.1 化學(xué)法2.1.1化學(xué)復(fù)原法 化學(xué)復(fù)原法在電鍍廢水治理中最典型的是對(duì)含鉻廢水的治理。其方法就是在廢水中參與復(fù)原劑FeSO4、NaHSO3、Na2SO3、SO2或鐵粉等使Cr( )復(fù)原成Cr( ) ，然后再參與NaOH 或石灰乳沉淀分別。以FeSO4或Na2SO3作復(fù)原劑，在pH 為2 3、t 為30min 的條件下，可使Cr( ) 有效轉(zhuǎn)化為Cr( ) ; 用NaOH 調(diào)理溶液的pH 為8.0 8.

6、5，此時(shí)Cr( ) 的溶解度最小。對(duì)于其中的Ni2 +、Zn2 + 補(bǔ)加助沉劑，參與改性Al 系絮凝劑可加速其沉降。這樣處置后的廢水不僅Cr( ) 且Cr( 總) 及其它金屬離子含量均達(dá)規(guī)定的排放規(guī)范。該法優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單，投資少處置量大，但要防止沉渣污泥呵斥二次污染。2.1.2 氧化破氰法 對(duì)含氰廢水化學(xué)處置方法很多，如堿性氧化法、過氧化物法、水解法、臭氧處置法及電化學(xué)氧化法等。而又以堿性氧化法運(yùn)用最廣，即廢水在堿性條件下，參與氯系氧化劑( 如次氯酸鈉、漂白粉和液氯等) 將氰化物破壞轉(zhuǎn)化成為無毒無害產(chǎn)物，較徹底地消除了氰化物的污染問題。但本法運(yùn)用時(shí)必需對(duì)pH 進(jìn)展嚴(yán)厲的控制，否那么易使少量殘留

7、氰化物氧化不徹底，產(chǎn)生二次污染。2.1.3 化學(xué)沉淀法 化學(xué)沉淀法是使廢水中重金屬離子轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒闹亟饘倩衔锏姆椒?，普通是向廢水中參與藥劑( NaOH、石灰等) ，使水中重金屬離子與堿的氫氧根離子作用生成難溶于水的氫氧化物，然后把氫氧化物和水分別到達(dá)去除重金屬離子的目的。每種重金屬離子都有其沉淀的最正確pH 范圍，但廢水中往往含多種重金屬離子，共沉淀作用會(huì)改動(dòng)pH，應(yīng)根據(jù)實(shí)踐廢水投加中和劑的實(shí)驗(yàn)作出水的pH 與殘留重金屬濃度的關(guān)系曲線，來確定廢水pH范圍和中和劑投加量。該法是一種較為成熟適用的電鍍廢水處置技術(shù)，處置本錢低，但是沉淀物的分別以及污泥的二次污染不容忽視。2.1.4 腐蝕電池法

8、 腐蝕電池法是基于電化學(xué)中的腐蝕原理來處置電鍍廢水中的氰或鉻離子。采用鐵屑處置電鍍含鉻廢水，特別是焦炭-鐵屑法，因陽極碳不僅有吸附才干，而且其具有的催化作用可使重金屬離子變成顆粒粗、密度大、易沉降的絮狀產(chǎn)物，表現(xiàn)出極佳的處置效果。但該法缺陷是處置時(shí)間一長，鐵屑容易結(jié)塊，影響處置效果。2.2 物理法2.2.1 蒸發(fā)濃縮法 蒸發(fā)濃縮回收，是一種對(duì)重金屬電鍍廢水進(jìn)展蒸發(fā)，使溶液濃縮，并加以回收和利用的一種處置方法，普通用于處置含鉻、銅、銀及鎳離子廢水。普通而言，電鍍工業(yè)上運(yùn)用蒸發(fā)濃縮處置重金屬廢水經(jīng)常與其它方法聯(lián)用，可實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)，是很勝利的組合。1990 年在對(duì)美國緬因州與加里弗尼亞州的調(diào)查中，有

9、37%電鍍廠采用了常壓蒸發(fā)與逆流漂洗配合系統(tǒng)。20 世紀(jì)80 年代該法在我國運(yùn)用也較多，尤其是用于電鍍含鉻廢水的處置。 蒸發(fā)濃縮法處置電鍍重金屬廢水，工藝成熟簡單，不需化學(xué)試劑，無二次污染，回用水或有價(jià)值的重金屬，有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益; 但因能耗大，操作費(fèi)用高僅作為一種輔助處置手段。2.2.2 反浸透法 反浸透法的原理簡單，是一種采用半透膜進(jìn)展高壓過濾的濃縮分別技術(shù)。對(duì)于此法處置重金屬廢水的研討很多，進(jìn)展較快。在電鍍廢水處置中，特別用于處置鍍鎳、鍍鋅、鍍銅及鍍鎘廢水。它的特點(diǎn)是完全用物理操作，在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生一部分濃縮液或回用或綜合利用，稀液回用于漂洗，此外并無其它廢棄物。該法的關(guān)鍵是應(yīng)選擇

10、具有選擇性和透水性好的半透膜，同時(shí)，反浸透膜的強(qiáng)度，壽命有待提高，由于膜對(duì)金屬離子的去除率不同，長期運(yùn)轉(zhuǎn)在漂洗槽能夠有雜質(zhì)離子累積的問題。2.3 物化法2.3.1 活性炭吸附法 活性炭吸附法是處置電鍍廢水的一種經(jīng)濟(jì)有效的方法，主要用于含鉻、含氰廢水。國內(nèi)從20 世紀(jì)70 年代開場(chǎng)，有不少單位進(jìn)展實(shí)驗(yàn)研討任務(wù)，并有部分投入消費(fèi)運(yùn)用。在運(yùn)用于含氰廢水中，韋朝海等人設(shè)計(jì)的三相流化床要比固定床破氰率高5 8 倍。它的特點(diǎn)是處置調(diào)理溫暖，操作平安，深度凈化的處置水可以回用。但該方法存在活性炭再生復(fù)雜和再生液不能直接回鍍槽利用的問題，吸附容量小，不適于有害物濃度高的廢水。2.3.2 液膜法 液膜分別是一種

11、新型的類似溶劑萃取的分別技術(shù)，它包括制膜、分別、凈化及破乳過程，普通采用水包油包水雙重乳液體系，液膜為煤油和外表活性劑或添加劑，內(nèi)水相為NaOH 溶液，外水相為待處置的含氰或鉻廢水。液膜法具有分別效率高，速度快，選擇適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑和載體可以處置含鉻、銅、鎘、鋅、汞、鎳、鈷及鉛等廢水。工藝簡單，設(shè)備占地面積小，凈化效率高，耗能少，投資低等。但藥劑有損耗，要留意防止油的二次污染，要求操作程度高，適用的處置水量小，目前運(yùn)用尚不多見。2.3.3 離子交換法 離子交換法是利用離子交換劑分別廢水中有害物質(zhì)的方法。最常用的交換劑是離子交換樹脂，樹脂飽和后可用酸堿再生后反復(fù)運(yùn)用。離子交換是靠交換劑本身所帶的能

12、自在挪動(dòng)的離子與被處置的溶液中的離子多數(shù)經(jīng)過離子交換來實(shí)現(xiàn)的。多數(shù)情況下離子是先被吸附，再被交換，具有吸附、交換雙重作用。對(duì)于含鉻等重金屬離子的廢水，可用陰離子交換樹脂去除Cr( ) ，用陽離子交換樹脂去除Cr( ) 、鐵、銅等離子。此法具有回收利用、化害為利、循環(huán)用水和處置費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但它技術(shù)要求較高、一次性投資大，且在回收的鉻酸中有余氯，影響回用，近年用者趨少。2.3.4 電解法 電解法是利用電解作用途置或回收重金屬，也有利用電解產(chǎn)生的金屬氫氧化物的凝聚作用。普通運(yùn)用于濃度較高或單一的電鍍廢水。電解法處置Cr( ) ，是用鐵作電極，鐵陽極不斷溶解產(chǎn)生的亞鐵離子能在酸性條件下將Cr( )

13、復(fù)原成Cr() ，在陰極上Cr( ) 直接復(fù)原為Cr( ) ，由于在電解過程中要耗費(fèi)氫離子，水中余留的氫氧根離子使溶液從酸性變?yōu)閴A性，并生成鉻和鐵的氫氧化物沉淀去除鉻，但電解過程中鐵電極耗量大，質(zhì)量比約為m( Fe) mCr( ) = 2 2.5 :1，電極易鈍化，電解過程中為提高導(dǎo)電率還要投加食鹽，耗電大。該法在國外主要用于回收濃廢液中的金、銀、銅、錫及鋅等金屬，普通不用于電鍍含鉻廢水的治理。電解法可以同時(shí)除去多種金屬離子，具有凈化效果好，泥渣量少，占地面積小，噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，但是耗費(fèi)電能和鐵材，目前已較少采用。2.4 生物法2.4.1 生物吸附法 生物體借助化學(xué)作用吸附金屬離子稱為生物吸附，

14、凡具有從溶液中分別金屬才干的物體或生物體制備的衍生物稱為生物吸附劑。生物吸附劑主要是菌體、藻類及一些提取物。微生物對(duì)重金屬的吸附機(jī)理取決于許多物理、化學(xué)要素，如光、溫度、pH、重金屬濃度及化學(xué)形狀、其他離子、螯合劑的存在和吸附劑的預(yù)處置等。生物吸附技術(shù)治理重金屬污染具有一定的優(yōu)勢(shì)，在低濃度條件下，生物吸附劑可以選擇性地吸附其中的重金屬，受水溶液中鈣、鎂離子的干擾影響較小。該方法處置效率高，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，無二次污染，可有效地回收一些貴重金屬。但是生物生長環(huán)境不容易控制，往往會(huì)因水質(zhì)的變化而大量中毒死亡。2.4.2 生物絮凝法 利用微生物或微生物產(chǎn)生的代謝物進(jìn)展絮凝沉淀的一種除污方法。微生物絮凝劑是

15、由微生物本身產(chǎn)生的、具有高效絮凝作用的天然高分子物質(zhì)，它的主要成分是糖蛋白、黏多糖、纖維素、蛋白質(zhì)和核酸等。對(duì)微生物絮凝劑引起絮凝的機(jī)理目前較為普遍接受的是架橋作用稀土元素在電鍍中的運(yùn)用。該機(jī)理以為絮凝劑大分子外表具有較高電荷或較強(qiáng)的親水性和疏水性，能與顆粒經(jīng)過離子鍵、氫鍵和范得華力同時(shí)吸附多個(gè)膠體顆粒，在顆粒間產(chǎn)生架橋景象，構(gòu)成一種網(wǎng)狀三維構(gòu)造而沉淀下來，從而表現(xiàn)出絮凝才干。用微生物絮凝法處置廢程度安方便無毒，不產(chǎn)生二次污染，絮凝范圍廣，絮凝活性高，生長快，絮凝作用條件粗放，大多不受離子強(qiáng)度、pH 及溫度的影響，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化等特點(diǎn)。第三節(jié) 鍍鎳廢水處置 鍍鎳廢水主要有化學(xué)鍍鎳廢水與電鍍鎳廢

16、水兩種。 目前, 處置化學(xué)鍍鎳廢水的方法主要有三類: 1廢水中重金屬離子經(jīng)過發(fā)生化學(xué)反響除去的方法, 包括化學(xué)沉淀法、化學(xué)復(fù)原法和電化學(xué)復(fù)原法等。 2使廢水中的重金屬在不改動(dòng)其化學(xué)形狀的條件下進(jìn)展吸附、濃縮、分別的方法, 包括吸附、溶劑萃取、蒸發(fā)和凝固法、離子交換和膜分別等。 3借助微生物或植物的絮凝、吸收、積累、富集等作用去除廢水中重金屬的方法, 其中包括生物絮凝、生物化學(xué)法和植物生態(tài)修復(fù)等。 我國電鍍廢水處置經(jīng)過50 年的開展,鍍鎳廢水的處置主要有化學(xué)法、離子交換法、蒸發(fā)濃縮回收、電解法和膜分別技術(shù)等。其中,離子交換技術(shù)因出水水質(zhì)好,可回收有用物質(zhì),適用于處置濃度低而廢水量大的鍍鎳廢水等優(yōu)

17、點(diǎn),曾得到廣泛的運(yùn)用。 離子交換法運(yùn)用于鍍鎳廢水處置的主要功能有: (1)去除重金屬鎳離子,以應(yīng)對(duì)日趨嚴(yán)厲的排放規(guī)范;(2) 回收廢水中有價(jià)值的金屬鎳; (3) 提高水的循環(huán)利用率,節(jié)約日益匱乏的水資源; (4) 減少環(huán)境污染。離子交換樹脂處置鍍鎳廢水原理 離子交換樹脂是具有三維空間構(gòu)造的不溶性高分子化合物,其功能基可與水中的離子起交換反響。鍍鎳廢水中的Ni2+離子采用陽離子交換樹脂附。所用樹脂可以是強(qiáng)酸性陽樹脂也可以是弱酸性陽樹脂,本文以弱酸性陽樹脂為例。采用弱酸性陽樹脂交換時(shí),通常將樹脂轉(zhuǎn)為Na 型,由于H 型交換速率極慢。含Ni2 + 廢水流經(jīng)Na 型弱酸性陽樹脂層時(shí),發(fā)生如下交換反響:

18、2R2COONa + Ni2 + (R2COO) 2Ni + 2Na + 水中的Ni2 + 被吸附在樹脂上,而樹脂上的Na+便進(jìn)入水中。當(dāng)全部樹脂層與Ni+ 交換到達(dá)平衡時(shí),用一定濃度的HCl 或H2 SO4 再生。(R2COO) 2Ni + H2 SO4 2R2COOH + NiSO4 此時(shí)樹脂為H 型,需用NaOH 轉(zhuǎn)為Na 型。R2COOH + NaOH RCOONa + H2O 如此樹脂可重新投入運(yùn)轉(zhuǎn),進(jìn)入下一循環(huán)。廢水經(jīng)處置后可回清洗槽反復(fù)運(yùn)用,洗脫得到的硫酸鎳經(jīng)凈化后可回鍍槽運(yùn)用。離子交換技術(shù)處置鍍鎳廢水國內(nèi)開展現(xiàn)狀 我國離子交換樹脂法處置鍍鎳廢水始于20 世紀(jì)70 年代。隨著離子

19、交換樹脂技術(shù)的不斷提高,離子交換法作為鍍鎳漂洗水“零排放的手段一度引起電鍍界興趣。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),1990 年以前,僅上海市就有100 多家企業(yè)先后運(yùn)用該法,后來由于離子交換再生洗脫液不能前往鍍槽回用,致使廢水處置的本錢難以控制,大多數(shù)企業(yè)放棄了離子交換法,取而代之的是快速開展的化學(xué)法。1994 年,上海市電鍍協(xié)會(huì)對(duì)市屬和郊縣226 家電鍍廠點(diǎn)抽樣調(diào)查統(tǒng)計(jì),廢水處置方法中氣浮法占8. 1 % ,離子交換法占12. 0 %,化學(xué)中和、斜板沉淀法占72. 0 % ,電解法占2. 3 %,其他方法占5. 5 %。目前上海市仍在運(yùn)用離子交換法處置鍍鎳廢水的企業(yè)能夠缺乏1 %。 我國早在1979 年就提出

20、了成立地域性電鍍廢水和污泥處置中心、專業(yè)工廠或效力公司,逐漸做到廢物處置工業(yè)化和社會(huì)化的建議 ,但是由于我國電鍍廠點(diǎn)分散、規(guī)模小,建立投資與處置本錢較高,沒有得到社會(huì)呼應(yīng)。近年來,隨著金屬鎳和水價(jià)的快速上漲、環(huán)保要求的不斷提高以及清潔消費(fèi)措施的逐漸落實(shí),鍍鎳廢水資源化的課題再次引起關(guān)注,出現(xiàn)了社會(huì)化集中回收鍍鎳廢水的嘗試。 1977 年,上海市輕工業(yè)研討所與上海卷尺廠協(xié)作進(jìn)展離子交換法處置含鎳廢水工程的研討,獲得了稱心的效果。目前,思索到鎳的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和含鎳廢水對(duì)于環(huán)境的污染程度,上海市輕工業(yè)研討所與上海市電鍍協(xié)會(huì)協(xié)作在政府有關(guān)部門的支持下,在現(xiàn)有技術(shù)的根底上不斷改良開發(fā)出鍍鎳廢水資源回收設(shè)備。該設(shè)備一經(jīng)推出得到許多電鍍企業(yè)的歡迎,如今已有數(shù)十家用戶經(jīng)過運(yùn)用該設(shè)備使鍍鎳廢水得到有效處置,并且大大節(jié)約了企業(yè)的用水量,回收了金屬資源,獲得了可觀的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。離子交換技術(shù)處置鍍鎳廢水國外開展現(xiàn)狀 國外對(duì)離子交換技術(shù)的研討始于20 世紀(jì)30 年代, 并且工業(yè)上也有采用離子交換法,但規(guī)模普