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電鍍重金屬廢水處理的方法作用原理
2013-9-5 閱讀(2036)
電鍍廢水處理是一種難以*治理且更為復(fù)雜的混合重金屬廢水處理，電鍍污水處理必須根據(jù)電鍍廢水的水質(zhì)、水量與電鍍生產(chǎn)的工藝條件、生產(chǎn)負(fù)荷、操作管理與用水方式等因素。電鍍重金屬污水處理的水質(zhì)復(fù)雜，成分不易控制，其中含有氰化物、酸、堿、六價(jià)鉻、銅、鋅、鎘、鎳、金、銀等等重金屬污染物，毒性較大，有些屬于致癌、致畸、致突變的劇毒物質(zhì)，對人類危害極大。
電鍍廢水處理方法按作用原理，可分為物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法、生物法等。
一、物理法：
該電鍍廢水處理方法主要是利用物理作用分離電鍍污水中主要呈懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì)，在重金屬廢水處理過程中不改變物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。
1、蒸發(fā)濃縮法：蒸發(fā)濃縮法就是通過蒸發(fā)手段減少鍍液中的水分，從而達(dá)到濃縮鍍液的目的。
2、晶析法：晶析法是固液分離法的一種，主要是利用鹽類物質(zhì)在其過飽和溶液中可以析出較純的結(jié)晶鹽這一特性，使一些金屬鹽以晶體的形式回收。一般用于氰化鍍鋅和鍍鎳液等電鍍污水處理、重金屬污水處理的回收處理。
3、膜分離法：膜分離技術(shù)包括液膜分離法和固膜分離的反滲透法。膜分離法不僅能夠凈化電鍍污水、回收金屬，而且具有分離效率高、耗能低、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。隨著膜技術(shù)的進(jìn)步，膜分離法的應(yīng)用逐漸廣泛，尤其是重金屬廢水處理后的中水回用具有特殊的優(yōu)勢。
二、化學(xué)法：
向電鍍廢水中投加化學(xué)藥劑，通過化學(xué)反應(yīng)改變電鍍污水中污染物的化學(xué)性質(zhì)，使其變成無害物質(zhì)或易于與水分離的物質(zhì)，再進(jìn)一步從電鍍污水中去除的電鍍廢水處理、重金屬廢水處理方法，應(yīng)用十分廣泛。該重金屬污水處理技術(shù)具有操作簡單可靠、投資少、能承受大水量和高濃度負(fù)荷、效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，適合各類型電鍍企業(yè)生產(chǎn)的電鍍廢水處理和各類重金屬廢水處理。
1、氧化還原法：在電鍍污水中投加氧化劑或還原劑，使之與溶解性的有機(jī)或無機(jī)污染物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，把電鍍污水中有毒害的污染物轉(zhuǎn)化為無毒或微毒物質(zhì)的方法。
①化學(xué)氧化法：在電鍍廢水處理中，化學(xué)氧化法主要應(yīng)用于含氰廢水的處理，即用氧化劑（氯系氧化劑、空氣、臭氧等）把氰根離子氧化破壞而除去。其中，堿性氯化法在電鍍廢水處理中應(yīng)用zui廣。此法是在堿性條件下，用氯系氧化劑將氰離子zui終氧化成無毒的二氧化碳和氮?dú)?。氯系氧化劑包括次氯酸鈉、漂白粉、和液氯等。堿性氯化法破氰分兩個(gè)階段：*階段是在堿性條件（pH≥10）下，次氯酸鹽把CN-氧化成氰酸鹽，第二階段在pH值為7～8條件下，把氰酸鹽進(jìn)一步氧化分解為氮?dú)夂投趸迹?地解決氰化物的污染問題。
②化學(xué)還原法：主要用于含鉻的重金屬污水處理，通常是先用還原劑把毒性很大的六價(jià)鉻還原成毒性較低的三價(jià)鉻，然后利用中和沉淀法除去水中的三價(jià)鉻離子。常用的還原劑是硫酸亞鐵、亞硫酸鹽、二氧化硫與水合脫等。常采用硫酸亞鐵—石灰法處理含鉻廢水。具有處理后水能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，并能回收利用氫氧化鉻，化學(xué)還原法重金屬廢水處理的設(shè)備和操作簡單、投資少、處理量大等優(yōu)點(diǎn)。
2、化學(xué)沉淀法：向電鍍污水中投加某些化學(xué)試劑，使之與電鍍污水中的污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成難溶的沉淀物，然后進(jìn)行固液分離，從廢水中除去污染物?；瘜W(xué)沉淀法重金屬污水處理，按照使用沉淀劑的不同可分為氫氧化物沉淀法、鉻酸鹽沉淀法和鐵氧體沉淀法等。
3、化學(xué)中和法：電鍍污水處理中用來處理電鍍的酸洗廢水，通過中和廢水中過量的酸或堿以及調(diào)整電鍍污水的酸、堿度，使中和后的廢水呈中性或接近中性，以適宜下一步處理或外排的要求的電鍍廢水處理方法?？煞譃樽匀恢泻头?、藥劑中和法、過濾中和法及滾筒式中和法。
三、物理化學(xué)法：
通過物理和化學(xué)的綜合作用使廢水得到凈化的電鍍污水處理、重金屬廢水處理方法。
1、離子交換法：離子交換的電鍍污水處理方法，既可以凈化廢水，又可以回收利用廢水中的有害成分。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，使廢水得到凈化。
2、電解法：主要是使廢水中的有害物質(zhì)通過電解過程在陽、陰兩極上分別發(fā)生氧化和還原反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì)；或利用電極氧化和還原產(chǎn)物與廢水中的有害物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成不溶于水的沉淀物，然后分離除去，或通過電解反應(yīng)回收金屬。該電鍍污水處理方法耗電較多，但流程簡單、操作方便、回收的金屬純度高。
3、氣浮法：向水中通入空氣，產(chǎn)生微小氣泡，由于氣泡與細(xì)小懸浮物之間粘附，形成浮選體，利用氣泡的浮升作用，上浮到水面，形成泡沫或浮渣，從而使水中的懸浮物質(zhì)得以分離。按照氣泡產(chǎn)生方式的不同，可分為充氣氣浮、溶氣氣浮和電解氣浮三類，具有處理過程連續(xù)化，設(shè)備緊湊，占地少，便于自動(dòng)化、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。可處理鍍鉻廢水、含鉻鈍化廢水以及混合廢水。該電鍍污水處理方法，不僅可去除重金屬氫氧化物，而且可以去除其它懸浮物、乳化油、表面活性劑等，是應(yīng)用十分廣泛的重金屬廢水處理方法。氣浮法用于處理鍍鉻廢水的原理是：在酸性的條件下硫酸亞鐵和六價(jià)鉻進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，然后在堿性條件下產(chǎn)生絮凝體，在無數(shù)微細(xì)氣泡作用下使絮凝體浮出水面并刮除，使水質(zhì)變清。
4、活性炭法：活性炭法是電鍍污水處理一種經(jīng)濟(jì)有效的方法，活性碳過濾器主要應(yīng)用于含鉻、含氰廢水。具有取材容易、投資較低，處理后的水可用于回用等優(yōu)點(diǎn)，通常在活性碳過濾器前置沸石過濾器或石英砂過濾器以改善活性碳過濾器進(jìn)水水質(zhì)。
四、生物法：利用微生物的生命活動(dòng)過程，對廢水中的污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化作用，從而使廢水得到凈化的電鍍廢水處理方法，已逐漸在電鍍污水處理中應(yīng)用，生物法重金屬廢水處理具有處理成本低的優(yōu)點(diǎn)。
五、組合法：由于電鍍廢水種類多，成分各不相同，因此將多種重金屬廢水處理方法組合在一起，相互補(bǔ)充，以達(dá)到良好的電鍍污水處理效果。
電鍍廢水處理方法按作用原理，可分為物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法、生物法等。
一、物理法：
該電鍍廢水處理方法主要是利用物理作用分離電鍍污水中主要呈懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì)，在重金屬廢水處理過程中不改變物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。
1、蒸發(fā)濃縮法：蒸發(fā)濃縮法就是通過蒸發(fā)手段減少鍍液中的水分，從而達(dá)到濃縮鍍液的目的。
2、晶析法：晶析法是固液分離法的一種，主要是利用鹽類物質(zhì)在其過飽和溶液中可以析出較純的結(jié)晶鹽這一特性，使一些金屬鹽以晶體的形式回收。一般用于氰化鍍鋅和鍍鎳液等電鍍污水處理、重金屬污水處理的回收處理。
3、膜分離法：膜分離技術(shù)包括液膜分離法和固膜分離的反滲透法。膜分離法不僅能夠凈化電鍍污水、回收金屬，而且具有分離效率高、耗能低、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。隨著膜技術(shù)的進(jìn)步，膜分離法的應(yīng)用逐漸廣泛，尤其是重金屬廢水處理后的中水回用具有特殊的優(yōu)勢。
二、化學(xué)法：
向電鍍廢水中投加化學(xué)藥劑，通過化學(xué)反應(yīng)改變電鍍污水中污染物的化學(xué)性質(zhì)，使其變成無害物質(zhì)或易于與水分離的物質(zhì)，再進(jìn)一步從電鍍污水中去除的電鍍廢水處理、重金屬廢水處理方法，應(yīng)用十分廣泛。該重金屬污水處理技術(shù)具有操作簡單可靠、投資少、能承受大水量和高濃度負(fù)荷、效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，適合各類型電鍍企業(yè)生產(chǎn)的電鍍廢水處理和各類重金屬廢水處理。
1、氧化還原法：在電鍍污水中投加氧化劑或還原劑，使之與溶解性的有機(jī)或無機(jī)污染物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，把電鍍污水中有毒害的污染物轉(zhuǎn)化為無毒或微毒物質(zhì)的方法。
①化學(xué)氧化法：在電鍍廢水處理中，化學(xué)氧化法主要應(yīng)用于含氰廢水的處理，即用氧化劑（氯系氧化劑、空氣、臭氧等）把氰根離子氧化破壞而除去。其中，堿性氯化法在電鍍廢水處理中應(yīng)用zui廣。此法是在堿性條件下，用氯系氧化劑將氰離子zui終氧化成無毒的二氧化碳和氮?dú)?。氯系氧化劑包括次氯酸鈉、漂白粉、和液氯等。堿性氯化法破氰分兩個(gè)階段：*階段是在堿性條件（pH≥10）下，次氯酸鹽把CN-氧化成氰酸鹽，第二階段在pH值為7～8條件下，把氰酸鹽進(jìn)一步氧化分解為氮?dú)夂投趸迹?地解決氰化物的污染問題。
②化學(xué)還原法：主要用于含鉻的重金屬污水處理，通常是先用還原劑把毒性很大的六價(jià)鉻還原成毒性較低的三價(jià)鉻，然后利用中和沉淀法除去水中的三價(jià)鉻離子。常用的還原劑是硫酸亞鐵、亞硫酸鹽、二氧化硫與水合脫等。常采用硫酸亞鐵—石灰法處理含鉻廢水。具有處理后水能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，并能回收利用氫氧化鉻，化學(xué)還原法重金屬廢水處理的設(shè)備和操作簡單、投資少、處理量大等優(yōu)點(diǎn)。
2、化學(xué)沉淀法：向電鍍污水中投加某些化學(xué)試劑，使之與電鍍污水中的污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成難溶的沉淀物，然后進(jìn)行固液分離，從廢水中除去污染物?；瘜W(xué)沉淀法重金屬污水處理，按照使用沉淀劑的不同可分為氫氧化物沉淀法、鉻酸鹽沉淀法和鐵氧體沉淀法等。
3、化學(xué)中和法：電鍍污水處理中用來處理電鍍的酸洗廢水，通過中和廢水中過量的酸或堿以及調(diào)整電鍍污水的酸、堿度，使中和后的廢水呈中性或接近中性，以適宜下一步處理或外排的要求的電鍍廢水處理方法?？煞譃樽匀恢泻头?、藥劑中和法、過濾中和法及滾筒式中和法。
三、物理化學(xué)法：
通過物理和化學(xué)的綜合作用使廢水得到凈化的電鍍污水處理、重金屬廢水處理方法。
1、離子交換法：離子交換的電鍍污水處理方法，既可以凈化廢水，又可以回收利用廢水中的有害成分。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，使廢水得到凈化。
2、電解法：主要是使廢水中的有害物質(zhì)通過電解過程在陽、陰兩極上分別發(fā)生氧化和還原反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì)；或利用電極氧化和還原產(chǎn)物與廢水中的有害物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成不溶于水的沉淀物，然后分離除去，或通過電解反應(yīng)回收金屬。該電鍍污水處理方法耗電較多，但流程簡單、操作方便、回收的金屬純度高。
3、氣浮法：向水中通入空氣，產(chǎn)生微小氣泡，由于氣泡與細(xì)小懸浮物之間粘附，形成浮選體，利用氣泡的浮升作用，上浮到水面，形成泡沫或浮渣，從而使水中的懸浮物質(zhì)得以分離。按照氣泡產(chǎn)生方式的不同，可分為充氣氣浮、溶氣氣浮和電解氣浮三類，具有處理過程連續(xù)化，設(shè)備緊湊，占地少，便于自動(dòng)化、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。可處理鍍鉻廢水、含鉻鈍化廢水以及混合廢水。該電鍍污水處理方法，不僅可去除重金屬氫氧化物，而且可以去除其它懸浮物、乳化油、表面活性劑等，是應(yīng)用十分廣泛的重金屬廢水處理方法。氣浮法用于處理鍍鉻廢水的原理是：在酸性的條件下硫酸亞鐵和六價(jià)鉻進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，然后在堿性條件下產(chǎn)生絮凝體，在無數(shù)微細(xì)氣泡作用下使絮凝體浮出水面并刮除，使水質(zhì)變清。
4、活性炭法：活性炭法是電鍍污水處理一種經(jīng)濟(jì)有效的方法，活性碳過濾器主要應(yīng)用于含鉻、含氰廢水。具有取材容易、投資較低，處理后的水可用于回用等優(yōu)點(diǎn)，通常在活性碳過濾器前置沸石過濾器或石英砂過濾器以改善活性碳過濾器進(jìn)水水質(zhì)。
四、生物法：利用微生物的生命活動(dòng)過程，對廢水中的污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化作用，從而使廢水得到凈化的電鍍廢水處理方法，已逐漸在電鍍污水處理中應(yīng)用，生物法重金屬廢水處理具有處理成本低的優(yōu)點(diǎn)。
五、組合法：由于電鍍廢水種類多，成分各不相同，因此將多種重金屬廢水處理方法組合在一起，相互補(bǔ)充，以達(dá)到良好的電鍍污水處理效果。
