我國電鍍廢水處理技術(shù)的應(yīng)用研究

我國電鍍廢水處理技術(shù)的應(yīng)用研究

1電鍍廢水處理的應(yīng)用研究由于污染嚴(yán)重，1994年，中央政府被列為25個(gè)限制發(fā)展的行業(yè)之一。因此,電鍍界在不斷開拓新工藝的同時(shí),都在致力于電鍍廢水治理技術(shù)的應(yīng)用研究。其中離子交換法適用于處理濃度低而排放量大的重金屬廢水,在電鍍廢水處理中已得到了極其廣泛的應(yīng)用。尤其是近年來,人們的興趣越來越集中在對(duì)電鍍廢水進(jìn)行再生和回收處理上,離子交換法因其處理水質(zhì)好,出水可以回用,已成為深度處理電鍍廢水的主要方法之一。2纖維素磺化煤離子交換劑種類很多,20世紀(jì)初沸石即開始應(yīng)用于水的軟化;20世紀(jì)30年代出現(xiàn)了磺化煤;1945年英國人Adams和Holmas合成離子交換樹脂并被廣泛應(yīng)用。近年來,纖維素物質(zhì)開始受到青睞;而各種水處理劑更是不斷推陳出新。2.1電鍍廢水處理沸石對(duì)多種重金屬都具有良好的交換性能,是處理低濃度、大水量電鍍廢水較好的交換劑。國內(nèi)利用斜發(fā)沸石處理重金屬廢水已有成功經(jīng)驗(yàn)和定型設(shè)備。但是,因?yàn)榉惺杌瘜W(xué)前處理,且大面積制備困難,使其工業(yè)應(yīng)用有一定的難度。2.2腐植酸系樹脂用作離子交換劑的腐植酸類物質(zhì)有兩類,一類是天然富含腐植酸的風(fēng)化煤、泥煤、褐煤等;另一類是用富含腐植酸的物質(zhì)做成的腐植酸系樹脂。從褐煤提取腐植酸用于重金屬廢水處理有一定實(shí)用價(jià)值[13,14,15,16,17,18]。尤其是褐煤腐植酸用于電鍍廢水治理的應(yīng)用已有報(bào)導(dǎo)。如用腐植酸處理含鉛廢水,飽和交換容量達(dá)到340mg/g。腐植酸樹脂在處理電鍍工業(yè)廢水方面已有成功的經(jīng)驗(yàn)和設(shè)備,可用腐植酸樹脂處理鍍鎘鈍化廢水、鍍鉻廢水、鍍鎳廢水等。2.3樹脂法處理電鍍濃廢水離子交換樹脂法曾是我國電鍍廢水治理中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。20世紀(jì)70年代中期,上海光明電鍍廠首先用離子交換樹脂處理含鉻廢水。此后樹脂法一度在我國電鍍行業(yè)廣泛應(yīng)用[22,23,24,25,26,27,28]。我國樹脂法處理含鉻廢水始于20世紀(jì)70年代。1974年,大孔苯乙烯叔胺型弱堿性陰離子交換樹脂研制成功,被當(dāng)時(shí)認(rèn)為是電鍍含鉻廢水處理技術(shù)的一大突破。到1980年左右,僅沈陽市就有100多家電鍍廠采用樹脂法除鉻。上海市造船廠等企業(yè)采用強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂凈化鍍鉻濃廢液已有20余年歷史。某些廠家還采用陽離子交換樹脂,處理鍍鋅、鍍銅鈍化液。其次樹脂法處理含鎳廢水應(yīng)用很廣。用丙烯酸型弱酸性陽離子交換樹脂處理鍍鎳漂洗水,曾一度引起電鍍界興趣。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),1990年以前,只上海就有100多家企業(yè)在使用該法。工業(yè)上采用離子交換樹脂處理含鋅廢水也比較成熟。H型、Na型離子交換柱交替處理堿性、酸性含鋅廢水,基本可實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán);在日本,電鍍含鋅廢水用強(qiáng)酸陽樹脂處理后可返槽再用;日本還有專利,對(duì)鍍鋅工業(yè)中含氰廢水用樹脂處理后,出水中氰、鋅質(zhì)量濃度均降至1mg/L。離子交換樹脂除銅效果也頗佳。用樹脂法處理含高濃度氨的銅漂洗液已見報(bào)道。也有工廠采用弱酸性陽離子交換樹脂處理酸性硫酸鹽鍍銅漂洗廢水。有些企業(yè)用強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂處理焦磷酸鹽鍍銅廢水,使部分水循環(huán)利用。離子交換樹脂處理貴金屬廢水的經(jīng)濟(jì)效益最為顯著。國內(nèi)已有廠家成功地用“丙酮-鹽酸-水”混合液進(jìn)行樹脂洗脫并回收金。張?bào)业炔捎肗K-SA型樹脂,循環(huán)復(fù)用處理鍍金廢液。其次,樹脂法廣泛用于銀的回收。用該法處理含銀電鍍漂洗水時(shí),銀可被完全回收。離子交換樹脂法處理電鍍廢水,出水水質(zhì)好,可回收有用物質(zhì),便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。此法的缺點(diǎn)是樹脂易被氧化和污染,對(duì)預(yù)處理要求較高。2.4電鍍廢水處理1976年美國率先研制了重金屬離子脫除劑——不溶性淀粉黃原酸酯ISX以后,相繼出現(xiàn)了各種ISX[36,37,38,39,40,41]。ISX可一次處理多種重金屬,在國外廣泛應(yīng)用,國內(nèi)也正在開發(fā)其在治理電鍍廢水中的應(yīng)用。如用ISX對(duì)電鍍廢水中的銅進(jìn)行治理,脫除率大于99%;ISX處理電鍍含鎳廢水,鎳殘存質(zhì)量濃度小于0.2mg/L;用ISX還可直接處理含鉻電鍍廢水,實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。2.5銨鹽鋅廢水回收方面離子交換纖維是近年來發(fā)展較快的一種離子交換新材料,可用于重金屬廢水處理領(lǐng)域。如用離子交換纖維處理銨鹽鍍鋅廢水,能回收部分鋅;另日本研制的WRL200A季銨離子交換纖維,對(duì)鉻的質(zhì)量濃度為25~42mg/L的溶液去除率達(dá)90%。近年來國外開始研究一些天然纖維,如玉米棒子能有效去除廢水中的鉻;椰子殼和棕櫚纖維經(jīng)處理后,對(duì)重金屬有較強(qiáng)的吸附能力。3多元綜合治理階段電鍍廢水治理模式電鍍廢水種類繁多,單獨(dú)采用一種治理方法往往達(dá)不到理想的處理效果或經(jīng)濟(jì)效益。所以多元組合處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。國內(nèi)從20世紀(jì)80年代開始出現(xiàn)電鍍廢水組合治理技術(shù)后,各種組合技術(shù)層出不窮。延續(xù)至近幾年,不但由單元處理技術(shù)逐步向多元組合處理技術(shù)發(fā)展;而且開始由工藝改革、回收利用和閉路循環(huán)進(jìn)一步向綜合治理方向發(fā)展。電鍍廢水綜合治理的含義,就是以現(xiàn)有廢水處理方法為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)一套完整的綜合處理系統(tǒng),最終實(shí)現(xiàn)資源利用、環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)合理的目的。就離子交換技術(shù)而言,在電鍍工業(yè)上使用最普遍的是樹脂法。特別是在電鍍廢水治理進(jìn)入多元綜合治理階段,該法更加受到專家的青睞。尤其是近年綜合治理技術(shù)更注重電鍍工序的全過程改進(jìn),使離子交換法的優(yōu)勢得到了更好的體現(xiàn)。比較典型的就是(部分)閉路循環(huán)治理技術(shù)。該技術(shù)的研究始于20世紀(jì)30年代,用于20世紀(jì)70年代,最早是美國于1972年提出“電鍍廢水零排放計(jì)劃”。70年代中后期,美國、日本等的電鍍逐步向零排放的“閉路循環(huán)工序化”發(fā)展,即逆流漂洗-離子交換-蒸發(fā)濃縮的組合工藝。到了20世紀(jì)80年代,國內(nèi)也出現(xiàn)了類似工藝,大多數(shù)自動(dòng)鍍鉻生產(chǎn)線都采用了“逆流漂洗-蒸發(fā)濃縮-離子交換”組合技術(shù)。其間離子交換技術(shù)的加入起到了不容忽視的作用。隨著各種組合技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟,電鍍廢水治理模式也從單一的廠內(nèi)治理(即分散治理)逐步形成了集中治理與分散治理并舉共存的格局。今天,以離子交換為主體的集中治理在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的沿海地區(qū)方興未艾,引起了人們的普遍關(guān)注。較早的電鍍污染集中防治,可分為污染源區(qū)域集中治理和污染物集中處理處置兩種形式?，F(xiàn)今這兩種形式又有合而互補(bǔ)的趨勢。天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)電鍍廢水處理中心就是這種互補(bǔ)模式的一個(gè)較好的典范。該中心以離子交換車載裝置為核心,即可對(duì)分散的廠點(diǎn)進(jìn)行先現(xiàn)場處理回用后集中處置,又可對(duì)集中的廠點(diǎn)直接進(jìn)行集中處理處置,充分顯示了離子交換法集中處理的特長。該中心主要包括以離子交換為主的移動(dòng)處理單元、再生單元、純水單元以及電解單元、廢水處理單元等。實(shí)現(xiàn)了離子交換法與電解法、化學(xué)法的完美結(jié)合,可處理含錫、鉛、銅、鉻、鋅、鎳等重金屬的多種電鍍廢水廢液。處理后的出水可回用于電鍍漂洗,大大提高了廢水處理設(shè)備的利用率,便于水資源有效回用。總之,從早期電鍍廢水單一治理、達(dá)到排放,直至近年以優(yōu)化組合技術(shù)為特征的電鍍廢水綜合治理,離子交換技術(shù)始終扮演著舉足輕重的角色。4高效低滲透膜電鍍廢水回收利用的方法縱觀離子交換技術(shù)的發(fā)展歷史及其在電鍍廢水治理中的應(yīng)用現(xiàn)狀,離子交換法的主要功能有:1)去除各種有害重金屬離子,以應(yīng)付今后將日趨嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn);2)脫鹽用,如化學(xué)法處理后,再經(jīng)樹脂交換脫鹽作末道把關(guān);3)回收廢水中的有價(jià)值金屬,如金、銀、銅、鎳、鉻等;4)提高水的循環(huán)利用率,節(jié)約日益匱乏的水資源;5)在多道