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電鍍含鉻廢水治理技術現狀及發展趨勢

來源:廢水回收處理 編輯:admin 時間:2013-07-15 16:38 點擊:

  電鍍是指在金屬或其它材料表面采用化學和電化學方法鍍上各種金屬。鍍鉻是電鍍中常用方法,但是在生產過程中產生的鉻廢水危害極大,受到國家環保規定的嚴格限制。所以,電鍍含鉻廢水處理方法的研究成為了當務之急。

  電鍍含鉻廢水治理技術的現狀

  含鉻廢水處理常見方法主要有還原法、電解法,這兩種方法不僅工藝成熟,而且運行效果好。但是近十年來又有很多方法被研究出來,綜合比較會發現這些方法也各有優缺點,作為處理方法,它們自有借鑒之處。

  1、還原法

  還原法是利用硫酸亞鐵、亞硫酸鹽、鐵屑、焦亞硫酸鈉等還原劑在酸性條件下將廢水中Cr6+還原成Cr3+,加堿調整pH值,使Cr3+形成C(rOH)3沉淀除去。還原法是最早應用的治理技術之一,應用廣泛,其治理原理簡單、操作易于掌握、能承受大水量和高濃度廢水沖擊,我公司污水處理站就是采用此類方法進行處理。這種方法設備投資和運行費用低,主要用于間歇處理。缺點是產生的固廢量大,不易回收利用。

  2、電解法

  電解法處理含鉻廢水在我國已經有二十多年的歷史,工藝比較成熟,具有去除率高、無二次污染、所沉淀的重金屬可回收利用等優點。而且電解法能減少污泥的生成量,且能回收重金屬。電解原理:做為陽極的鐵板溶解成亞鐵離子,在酸性條件下亞鐵離子將Cr6+還原成Cr3+,同時陰極板上析出氫氣,使廢水pH值逐步上升,最后呈中性。此時Cr3+、Fe3+都以氫氧化物沉淀析出。但應注意幾個方面(:1)極板在電解過程中會溶解,極板損耗大,需要定期更換極板(;2)在酸性條件下,C(rOH)3會被重新溶解(;3)沉淀過濾池內的填料含有重金屬,必須定期處理,采取適當措施,否則會引起二次污染。由此可見,對處理設施加強管理非常重要。

  3、吸附法

  吸附法是利用表面有微孔的吸附劑吸附去除重金屬離子的一種有效方法。利用吸附法處理Cr6+廢水的期短,再生效率低,處理水質很難達到高標準要求。腐植酸類物質價格比較低廉,也是一種比較有效的吸附劑,據報道,在處理含鉻廢水已有成功經驗。另有文獻報道,蒙脫石做為一種性能良好的吸附劑,在酸性條件下對Cr6+的去除率可高達99%,雖然可參考的經驗比較少,但具有實際應用前景。

  4、膜分離法

  膜分離法是以選擇性透過膜為分離介質,在膜兩側造成壓力差、濃度差、電位差時,原料中有害組分選擇性透過膜,以達到分離、除去有害組分的目的。目前,較為成熟的工藝有電滲析和反滲透。用電滲析法處理電鍍工業廢水,處理后廢水組成不變,有利于回槽使用。含Cr6+廢水適宜用電滲析處理,已有成套設備,但是處理量有限。反滲透法已大規模用于鍍鉻漂洗水廢水處理。采用反滲透法處理電鍍廢水,已處理水可以回用,實現閉路循環,現在這種方法已經廣泛使用,做到清潔生產。

  5、離子交換法

  離子交換法是利用離子交換樹脂、沸石等分離廢水中有害物質的方法,離子交換是靠離子交換樹脂自身所帶的能自由移動的離子與被處理的溶液中的離子通過離子交換來實現的。離子交換劑同時具有吸附、交換雙重作用。在酸性環境中陰離子樹脂優先吸附Cr2O72-,隨著溶液堿性加強CrO42-比HCrO4-優先吸附。此種方法的優點是通過吸附和離子交換再生過程,廢水中重金屬離子濃度可濃縮提高30倍,非常利于回收再利用。缺點是再生成本相對高一些。

  6、生物法

  生物法是治理電鍍廢水的新技術,安全可靠,具有重大的實用價值,易于推廣。細菌、真菌和藻類等微生物對污水中Cr6+有富集、吸附和轉化作用,可通過改變價態使Cr6+變為Cr3+降低毒性或使Cr6+析出,從而去除Cr6+。使用生物法處理Cr6+的廢水避免了二次污染。

  隨著耐重金屬毒性微生物的研究進展,采用生物技術處理日漸成熟,根據生物去除重金屬離子的機理不同可分為生物絮凝法、生物吸附法、生物化學法以及植物修復法。生物法具有效果好、投資少及運作費用低、易于管理和操作、不產生二次污染等優點。缺點是不易處理高濃度的廢水,而且占地廣。

  7、生物絮凝法

  生物絮凝法是利用微生物或微生物產生的代謝物進行絮凝沉淀的一種方法。研究表明,與活性淤泥混合的生物處理方法,能有效除去Cr6+和Cr3+,在埃及輕型車輛公司的含鉻廢水處理中使用。應用生物絮凝法處理廢水安全方便、不產生二次污染、絮凝效果好,且微生物生長快、易于實現工業化。此外,微生物可以通過遺傳工程、馴化或改變本體結構和特性,構造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有廣闊的應用前景。

  8、生物吸附法

  生物吸附法是利用生物體本身的化學結構或成分特性來吸附溶于水中的金屬離子,再通過沉淀去除金屬離子的方法。如利用胞外聚合物可分離Cr6+,有些細菌在生長過程中釋放的蛋白質,能使溶液中可溶性的Cr6+轉化為沉淀物而去除。生物吸附劑具有來源廣、價格低、吸附能力強、易于分離回收重金屬等特點,已經被廣泛應用。

  9、生物化學法

  生物化學法指通過微生物處理含重金屬廢水,將水中重金屬離子轉化為不溶性沉淀物去除的方法。硫酸鹽生物還原法是一種典型生物化學法。該法是在厭氧條件下硫酸鹽還原菌通過異化的硫酸鹽還原作用,將硫酸鹽還原成H2S,廢水中的Cr6+和H2S反應生成溶解度很低的金屬硫化物沉淀而被去除。有關研究表明,生物化學法處理含Cr6+濃度為30-40mg/L的廢水去除率可達99.67%-99.97%。

  10、植物修復法

  植物修復法是近年來大力推廣的新治理方法,是指利用某些植物通過吸收、富集等作用降低土壤或地表水的重金屬含量,以達到治理污染、修復環境的目的,是利用生態工程治理環境的一種有效方法,是生物技術處理的一種延伸。在植物修復技術中能利用的植物有藻類、草本植物、木本植物等。水仙就可以起到吸收富集Cr6+的作用。

  電鍍含鉻廢水治理技術發展趨勢

  隨著可持續發展戰略的實施,循環經濟和清潔生產技術越來越受到人們關注。電鍍含鉻廢水治理從末端治理已向清潔生產工藝、物質循環利用、廢水回用等綜合防治階段發展。未來廢水治理將突出表現在以下幾個方面:

  (1)貫徹循環經濟、重視清潔生產技術的開發與應用。提高電鍍物質、資源的轉化率和循環使用率;從源頭上削減重金屬污染物的產生量,并采用全過程控制、結合廢水綜合治理,最終實現廢水零排放。

  (2)生物技術是具有較大發展潛力的技術,具有成本低、效益高、不造成二次污染等優點。隨著基因工程、分子生物學等技術的發展和應用,具有高效、耐毒性的菌種不斷培育成功,為生物技術的廣泛應用提供了有利條件。對于已經污染的、范圍大的外環境,可采用植物修復技術治理,在治污的同時,不僅美化了環境,還可以獲得一定的經濟效益。

  目前電鍍含鉻廢水處理技術研發多樣化,采用生物法處理成本低、效益高、容易管理、不給環境造成二次污染、有利于生態環境的改善。電鍍含鉻廢水處理過程中資源的回收利用和閉路循環將成為發展的主流方向。

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