常州电镀污水处理成套设备工程设计

常州电镀污水处理成套设备工程设计

近年来,随着表面处理行业日益发展,各种环保、代氰镀液相继开发。无毒代氰工艺的使用,必然要引入更强的络合剂,致使重金属络合强度增大,使得重金属更难以处理。另外,随着环保标准及政策越来越严格,处理后排放浓度要求越来越低,也增加了处理难度和成本。比如,随着氰化镀铜工艺的减少使用,很多单位开发了碱性无氰镀铜,其镀液体系有焦磷酸盐体系镀铜、柠檬酸盐体系镀铜、HEDP（多聚磷酸盐）镀铜、乙二胺体系镀铜等,这些体系中的络合剂均与铜离子形成极为稳定的络合态化合物,致使铜不易沉降,其有机物生物降解性也较差。除了代氰镀种外,还有化学镀、合金电镀等,这些镀液体系亦使用大量络合物,且多为有机络合物,如有机胺、有机酸等,对重金属都能形成稳定的络合态,致使重金属难以沉降。随着电镀品质要求越来越严格、无氰电镀越来越重视,所带来的环保问题也日益突出,所以,寻找、开发一系列针对难处理电镀废水的处理技术、工艺迫在眉捷,本文总结了近年来在实践经验中行之有效的难处理电镀废水处理技术及案例,供业界参考。

吸附法

吸附法是利用吸附材料将溶液中金属转移到吸附材料上的方法,有物理吸附和化学吸附。吸附法之间的最大不同之处在于吸附剂的选用,常用的吸附材料有活性炭、壳聚糖和沸石等。活性炭有很好的吸附能力,对金属的去除能力强,但是处理成本较高,活性炭的再生不容易。壳聚糖分子内含羟基、氨基等活性基团,与重金属离子有较强的结合能力,对重金属有很好的吸附效果。目前很多学者开始研究一些天然或合成材料来作为吸附剂。吸附法在实际应用中由于吸附剂难以循环利用,吸附后的材料还需要二次处理,增加了处理费用,而且大部分吸附剂价格昂贵,从而限制吸附法的发展。此后的发展也只能从新型、廉价、吸附效果好的吸附剂着手。

离子交换法

离子交换法是一种借助于离子交换材料上的可交换离子与废水溶液中相同电性的离子进行交换反应而除去水中有害离子的处理方法。常用的离子交换材料有腐殖酸物质、离子交换树脂、黄原酸酯、离子交换纤维等,目前使用最多的是离子交换树脂。常用的离子交换树脂有阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、离子交换纤维、螯合树脂以及腐殖酸树脂等。离子交换树脂具有吸附和交换双重作用,对重金属离子处理效果好,可回收废水中的重金属离子,但是不适于处理高浓度的重金属废水。由于树脂昂贵,而且易老化、再生难、使用寿命短等,增加了处理成本,也是该法无法被广泛使用的原因。

碱中和沉淀法主要是利用重金属离子与羟基反应,生成难溶的金属氢氧化物沉淀,从而得到分离。难处理电镀废水中一般包含铜、镍、锌等络合形态重金属,他们在水溶液中存在平衡：Mn++nOH-=M(OH)n↓通过向废水中投加碱液从而增加羟基的浓度,使平衡向右移,生成大量的氢氧化物沉淀,从而重金属得到去除。不过,如果水中重金属络合态络合能力大于羟基的络合能力,则加入氢氧化物是不会生成金属氢氧化物沉淀,往往难处理电镀废水均存在这种情况。

常州电镀污水处理成套设备工程设计

硫化物沉淀法

硫化物沉淀法是向络合重金属废水中加入S2-（如硫化钠）以形成溶解度很小的硫化物沉淀（如CuS,CuS的溶度积为6.3×10-36,比一般的络合物小得多）,从而去除重金属的处理方法。一般硫化物沉淀的溶度积比氢氧化物沉淀的溶度积小几个数量级,金属硫化物即使在酸性溶液中也不易溶解。硫化物沉淀法具有成本低、操作简便的优点,主要运用于高浓度络合重金属废水的预处理。但是也存在以下问题：硫化物沉淀颗粒小,易形成胶体,难以分离；沉淀物在空气中易被氧化,遇酸易分解,存在一系列环境问题；硫化物沉淀剂本身也会在水中残留,硫化钠、硫化氢钠等无机硫化物与HCl,H2SO4等酸性物质接触时,会产生大量的硫化氢气体,形成二次污染。

螯合沉淀法

螯合沉淀法（或重金属捕集法）是近年来发展很快的重金属治理方法。它是在常温下利用螯合剂或重金属捕集剂与废水中的Cu2+,Ni2+,Pb2+,Zn2+,Cr3+等重金属离子发生螯合反应,生成水不溶性的螯合盐,再加入少量有机或无机絮凝剂形成絮状沉淀,从而去除水中重金属离子。螯合沉淀法具有处理效率高、污泥量少、与重金属离子结合牢固稳定、不产生二次污染等优点,是一种行之有效的电镀重金属废水深度净化处理工艺。市售型号很多,如CL-M05、CL-M06、CL-M02B、CL-MCS等众多重金属离子螯合沉降剂均为此种方法。

在化学沉淀法处理废水中,铁氧体是近十多年来,根据湿法生产铁氧体的原理而发展起来的一种新型处理方法。铁氧体是一类复合的金属氧化物,其化学通式为M2FeO4或MOFe2O3(M表示其它金属),呈尖晶石状立方结晶构造。铁氧体约有百种以上,而又最常见的是磁铁矿FeO#Fe2O3或Fe3O4。

铁氧体法分为沉淀中和法、氧化法、常温铁氧体法和GT-铁氧体法。

铁氧体法处理重金属电镀废水主要是在含有重金属离子的电镀废水中加入铁盐或亚铁盐,在一定条件下形成铁氧体。在铁氧体形成过程中,各重金属离子通过吸附、包裹和夹带作用,取代铁氧体晶格中Fe2+或Fe3+的位置,形成复合铁氧体沉淀析出,从而使废水得到净化。其形成过程如下：

Mn+＋Fe2+＋Fe3+＋OH-→M·M(OH)n·Fe(OH)3＋Fe(OH)2→复合铁氧体

铁氧体法处理重金属废水具有处理设备简单、投资较少沉渣可回收利用等优点；但是产生的污泥量大,制成铁氧体时技术条件难控制。