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膜工藝在電鍍廢水處理工程中的應用

  • 發布日期:2018-03-31
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電鍍是世界的三大污染產業之一, 據相關統計顯示,我國每年的電鍍廢水排放量為 4 億立方米, 而且電鍍廠的分布廣, 用水量巨大。電鍍廢水含有很高的污染物質, 危害性極大。一旦不經過處理進行排放,必然會對環境造成極大的影響。因此, 電鍍廢水必須要經過處理才能排放。膜工藝技術是常見的電鍍水處理技術, 并取得了很好的效果。本文將進行分析,以供參考。

1 前言

當前,隨著科技水平的快速發展,更多的新材料和新技術應用到電鍍廢水的處理過程中,其中膜工藝技術就是其中最常見的方法之一。

2 電鍍廢水處理現狀

電鍍廢水一般含有鉻、鋅、銅、鎘、鉛、鎳等重金屬離子,酸、堿和氰化物等物質毒性大,有的也屬于致癌和致畸型,突變體毒性高的物質,所以必須認真處理,不然污染環境貽害下一代。20 世紀 50 年代末是中國電鍍廢水處理的開始。60 年代到 70 年代中期開始注意, 但仍然在簡單的控制排放。從 20 世紀 70 年代中期到 80 年代初期,大多數電鍍廢水已經得到更有效的處理,離子交換,薄膜蒸發等工藝在全國推廣使用反滲透,電滲析等工藝進入了階段工業用途,有價值的材料和水回用技術的回收也取得了長足的進步。80 年至 90 年間開始研究污染技術的基本控制,綜合防治研究取得了可喜的成果。上世紀90 年代以來,電鍍廢水處理經過改造,回收和閉環進一步向綜合防控的方向,多元化組合的自動控制與資源再利用技術相結合,成為電鍍廢水的主流治療。電鍍廢水主要來自預處理脫脂酸洗、電鍍清洗和廢電鍍浴,各種清洗、運行、滴水和排水等。這些廢水含有銅、鎳、鉻和鋅等重金屬離子和氰化物,對環境的危害較大。目前國內外電鍍廢水處理方法有:離子交換法回收重金屬、化學處理混合廢水、鐵素體、  生物方法,但投資昂貴,技術管理要求較高,在中小型企業中很難電鍍企業推廣應用。

3 電鍍廢水的危害

電鍍廢水中的主要污染物為各種金屬離子,其次是酸堿物質,除了一些電鍍廢水中還含有氰化物等高毒物質外。這些污染物本身或其化合物與其他離子在某些條件下對生物有一定的毒性,甚至有一些癌癥的風險。如鉻、銅和鎘可導致肺癌,鎘也可引起前列腺癌和骨痛;鎳和鉛在體內有積累作用,長期攝入可引起慢性中毒。氰化物是一種高毒性物質,急性氰化物中毒可以抑制細胞呼吸,導致嚴重的組織缺氧,  然后由于窒息而窒息。

4 電鍍廢水的處理方法

4.1 物理方法

物理方法是利用物理效應將廢水分離懸浮在污染物的狀態。在此過程中不改變物質的化學性質,如電鍍廢水在脫脂,蒸發濃縮水中。蒸發回收是重金屬電鍍廢水回收再利用的一種處理方法。它通常用于處理鉻、銅、銀和含鎳離子廢水,并經常與其他方法結合使用,如采用大氣壓蒸發和逆流沖洗的方法,處理電鍍含鉻廢水。蒸發濃縮法處理電鍍重金屬廢水,具有良好的環境效益和經濟效益,但由于能源消耗,高運營成本受到某些限制,通常僅作為其他處理方式的輔助手段。

4.2 化學方法

是通過化學反應將化學藥品添加到廢水中,改變廢水中污染物的化學性質,使其與廢水無害或易于分離,去除處理過程。

4.3 電滲析法

也就是說,在陰離子中使用滲透膜和陽離子進行定向遷移,電鍍廢水濃縮。電滲透具有能耗低,濃縮液體可重復使用等優點,但不能回收鍍鉻廢金屬鉻,所得稀溶液只能用作清洗水,不能用于生產線,過量稀釋溶液在放電前需要進一步處理,形成二次污染。

4.4 離子交換法

指離子交換樹脂在廢水中使用的陽離子和陽離子被去除。與化學沉淀法相比,具有能耗低,無污泥的優點,但不能產生高濃度的溶液返回鍍槽,不能除去清洗液中的有機物,因此處理水不能滿足生產供應,即使用水需求。傳統的處理過程可以確保符合國家二級排放標準,  但需要深入處理新標準的排放限值。

5 膜分離技術的應用特性

5.1 反滲透法

反滲透主要用于無機離子,低分子有機物等溶質分離。反滲透膜對無機離子,特別是二價和高金屬離子分離速率,一般可達 95%以上。

不能通過無機離子膜等溶質,可以分離濃縮組合物在浴液附近,濃縮  后可以重新使用后返回水箱。如果電鍍工藝在電鍍過程中,其他雜質對其他雜質的質量與其他雜質混合不能返回到再利用中,不能通過濃  縮的濃縮水,而且通過化學沉淀法。電鍍廢水的反滲透處理主要技術限制為:
(1)膜可承受廢水的 pH 值。目前市面上反滲透膜的化學穩定性較好,pH 范圍為 2—12,可用于大部分電鍍廢水處理,少量高 pH 值的廢水不能直接處理。
(2)廢水濃度的限制,隨著濃度的增加而增加,處理廢水所需的 滲透壓增加,膜的滲透速率也降低。

反滲透法

5.2 超濾膜法

超濾膜法主要用于處理能夠將金屬離子轉化為大分子絮凝物的廢 水,金屬離子主要依靠廢水的反應過程 pH 值調節化學轉化率。超濾膜處理的要點主要有:
(1)超濾膜對大分子絮凝物具有較高的分離速度,通過膜的水質 化學沉淀比反滲透膜好多于反滲透膜 1—2 個數量級;
(2)能耗低;
(3)維護管理簡單,清潔超濾膜;
(4)設備投資少,廢水處理量相同,超濾膜價格僅為反滲透 1/3—1/4;
(5)能耗低,封堵后,只需要使用酸洗或次氯酸鈉即可清洗。

超濾膜法

5.3 電滲析法

電滲析主要使用離子交換膜或帶電膜,僅用于處理電鍍廢水金屬 離子的主要污染源。電鍍工藝的特點是:
(1)預處理要求反滲透低;
(2)反滲透中金屬離子的初級分離速率也較低;
(3)電滲析濃縮廢水的能力這種反滲透性好;
(4)隨著廢水中離子濃度的增加,功耗也隨之增加。一般國內外 學者認為,在以下電鍍廢水中使用電滲析離子濃度為 3000—5000ppm 具有較好的經濟性,大于上述濃度的廢水需要使用反滲透處理,過度  濃縮電鍍廢水,通過蒸餾濃縮在經濟上更有利。

6 膜分離技術的組合

在原來的工藝中,用亞硫酸氫鈉還原含鉻廢水,通過使用氫氧化 鈉調節 pH 以形成氫氧化鉻沉淀。含鎳廢水使用氫氧化鈉調節 pH 值以形成氫氧化鎳沉淀。用于過濾全量的過濾方法,過濾夜晚調整 PH 價值為中性,如果 PH 調節部分控制不好,或沉淀反應時間不夠,容易調整中性過程在晚上重新形成重金屬離子溶解,導致過多的廢水。因此,我們向鉻 PH 調節罐和鎳廢水 PH 調節槽添加了一種新型的重金屬捕獲劑。這種重金屬捕獲劑對 PH 范圍廣泛,PH 值>8 在鉻和鎳離子范圍內具有很好的降水效果。調整 PH 值,并充分響應,直接進入超濾膜系統,廢水遠低于國家排放標準,可用作生產用水再利用,超濾過  程由濃縮水濃縮生產的壓濾機進入污泥到專業回收行業回收利用。這  種化學沉淀和超濾聯合應用方法可以使原有的系統發揮作用,也解決了超濾膜的水質問題,既實現了廢水處理工藝經濟運行的目的,又使電鍍廢水綜合利用。

7 結束語

綜上所述,我們對電鍍廢水的危害有了一個了解。電鍍廢水必須要經過處理才能夠排放。我們要通過膜工藝的有效應用提高電鍍廢水的處理效果,防止其對環境的污染。


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