电镀废水处理技术的研究进展薛婧

第25卷第3期（总第115期）机械管理开发2010年6月Vol.25No.3（SUMNo.115）MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOJun.20100引言电镀是一种借助电流的作用，将有关金属均匀涂覆到基底材料表面的工艺过程，它是我国最大的污染行业之一，我国每年排出的电镀废水约有40亿m3。电镀废水中所含的重金属离子和氰化物，有些属于致癌、致畸、致突变的剧毒物质，对人类危害极大。因此对电镀废水处理技术的研究日益重要。1电镀废水常规处理技术电镀废水的常规处理技术主要有化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法、电解法等。1.1化学沉淀法化学沉淀法技术成熟、操作管理简单，可同时去除电镀废水中的多种金属离子,是电镀废水处理中较常用、经济的方法，如氢氧化物沉淀法、钡盐沉淀法等。氢氧化物沉淀法是在电镀废水中投加碱性沉淀剂，使废水中的重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀，继而分离去除。该工艺的优点是所采用的沉淀剂石灰、碳酸钠等，来源广、价格低，其缺点是出水pH值偏高，易导致生成的沉淀再溶解，因此要严格控制pH值，分段沉淀。对于有可能和重金属形成络合物的阴离子则需预先去除。钡盐沉淀法处理的主要对象是六价铬，投加的沉淀剂有氯化钡、硫化钡和碳酸钡等。利用所投加的固相钡盐与废水中的铬酸接触反应，生成溶度积比所加钡盐的溶度积小的铬酸钡，从而去除废水中的六价铬。我公司1991年即使用此法处理电镀含铬废水。其工艺简单、处理水量大，且出水水质好。但存在的问题是产生的铬渣尚无较好的处理、处置方法。1.2氧化还原法氧化还原法处理电镀废水的原理为氧化、还原、酸碱中和等化学反应及高分子絮凝等物理过程。在电镀废水处理过程中，利用溶解于废水中的有毒有害物质，在氧化还原反应中能被氧化或被还原的性质，从而将其转换为无毒无害的新物质。化学氧化法在电镀废水处理中主要用于含氰废水，其中碱性氯化法除氰应用较广，即在碱性条件下，用氯系氧化剂将CN-最终氧化成无毒的二氧化碳和氮气，能够比较彻底地解决氰化物的污染问题[1]。电镀废水中的六价铬的毒性比三价铬约大100倍，因此对于含铬废水的处理，一般先使用还原剂将废水中铬由六价还原成三价再去除。此法需及时调节pH值，且往往要配合使用沉淀法等其他方法才能保证出水水质。1.3离子交换法离子交换法是利用交换剂自身所带的能自由移动的离子与废水中待处理离子交换，从而使废水净化的方法。离子交换剂通常具有吸附、交换双重作用。此法适用于处理浓度低而排放量大的重金属废水，处理水质好，有价金属回收效果好。我公司在20世纪80年代早期使用此法处理电镀废水，之后由于生产工艺、废水浓度发生改变，而被淘汰。1.4电解法电解法处理电镀废水，是在电场的作用下，溶液中的正离子向阴极迁移，负离子向阳极迁移，溶液中的金属离子在阴极上得到电子并以金属形式析出。此法是一种较成熟的电镀废水处理技术，具有操作简单、无二次污染、能回收重金属的优点。我公司在1986年将电镀废水处理方法更新为电解法，初期效果较好。之后随着电镀生产规模进一步扩大，耗水量增大、耗电较多、铁极板消耗量大、设施维护繁复等缺点逐渐暴露出来。2电镀废水处理新技术2.1铁氧体法电镀行业的发展，产生了多种离子的混合电镀废水。铁氧体法则对单一金属离子及含多种金属离子的混合电镀废水的处理,均取得了良好效果。此法利用过量的FeSO4作为还原剂，在一定酸度下使废水中的多种金属离子形成铁氧体晶粒沉淀析出，使废水得到净化。此法的优点是硫酸亚铁货源广、设备简单、处理量大且净化效果好。但产泥量大，技术条件较难控制，处理成本较高。2.2膜分离技术膜分离技术是利用膜的选择透过性，对废水中的某些成分进行分离去除的方法。利用膜分离技术对电镀废水处理可达到闭路循环，实现水的回用和重金属的零排收稿日期：2009-12-22作者简介：薛婧（1981-）,女，湖南桃江人，助工，本科，从事环境工程专业工作。电镀废水处理技术的研究进展薛婧（经纬股份有限公司榆次分公司，山西晋中030601）【摘要】叙述了电镀废水处理技术的研究进展，并介绍了不同处理技术的工艺特点及应用，为电镀废水处理技术的选择提供了参考依据。【关键词】电镀废水；处理技术；研究进展【中图分类号】X703【文献标识码】A【文章编号】1003-773X（2010）03-0032-02··32DOI:10.16525/j.cnki.cn14-1134/th.2010.03.012第25卷第3期（总第115期）机械管理开发2010年6月放或微排放，大大降低生产成本。膜技术因其净化分离率高、无二次污染，且能回收重金属，是一项很有发展前途的技术。应用于电镀废水处理的膜技术主要有电渗析、反渗透、超滤、纳滤等，效果较好。膜分离作为一项高新技术在电镀行业的镀液及综合废水处理回用方面有着广泛的前景。它改进了传统电镀废水处理机，水资源再利用的同时，可以回收废水中有用的资源，符合可持续发展战略，带来显著的经济和环境效益。2.3生物法生物法处理电镀废水是依靠复合功能菌完成的。这种功能菌综合处理能力强，首先将废水中的Cr6+还原成Cr3+，然后将其他金属离子吸附络合成团，进而沉淀成污泥。功能菌富集程度较高，对重金属的去除效果显著，其缺点是繁殖速度慢、反应效率低，而且由于生物菌的投加，需严格净化处理。生物处理技术作为较环保的废水处理技术，在今后与其他方法联用过程中，必将发挥重要作用。2.4其他方法其他方法受到实际条件限制，应用较少。如萃取法中溶剂在萃取过程中的流失大和再生过程中能源消耗多。吸附法处理电镀废水由于吸附剂成本及吸附效果制约，出水很难达到回用标准，一般用作预处理。3电镀废水处理组合工艺电镀废水种类繁多、成分多变，其治理方法难以统一，任何一种方法都各有优、缺点，采用一种方法往往达不到理想的治理效果，因此需要两种或两种以上方法组合在一起，取长补短，才能达到较好的处理效果和经济效益。电镀废水的处理工艺已逐渐发展到近年以优化组合为特征的综合治理技术。例如运用化学沉淀—砂滤—离子交换组合工艺对电镀废水的处理[2]，效果稳定，出水达到国家标准。再如电解—微生物法组合工艺、化学—离子交换法等组合工艺处理电镀混合废水都得到了比单一工艺更好的效果。4.结束语电镀废水处理的常规处理技术已经比较成熟，关键是运用新技术对其进行深度处理。如何在已有处理设施的基础上，增加一套简便、有效的组合工艺，提高处理效果，将是未来研究的方向。另外，积极推广使用先进的电镀工艺、设备，并将清洁生产管理理念运用到日常生产中，使用多级漂洗技术、实施清污分流，从电镀生产的各个环节上减少排污量，也是解决电镀废水污染的根本方法。参考文献[1]贾金平，谢少艾，陈虹锦.电镀废水处理技术及工程实例[M].北京：科学技术出版社，2009.[2]凌霄，胡勇有，黄瑞敏.化学沉淀-砂滤-离子交换组合工艺处理电镀废水[J].电镀与环保，2004（3）：29.ResearchProgressofElectroplatingWastewaterTreatmentTechnologyXUEJing(JingweiTextileMachineryCo.,Ltd,Yucibranch,Jinzhong030601,China)〔Abstract〕Thispaperreviewedtheresearchprogressofelectroplatingwasterwatertreatmenttechnology.Itdiscussedthecharacteristicsofdifferenttechnologiesondealingwithelectroplatingwastewater，andprovidedthebasisforthechoicesofthesetechnologies.〔Keywords〕Electroplatingwasterwater；Treatmenttechnology；Researchprogress.􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅􀤅（上接第31页）连的过渡圆角的下部，其值为σ=89.56MPa，见图3。5结论通过文中曲轴有限元分析得到结论:该曲轴的应力集中主要出现在连杆轴颈下侧与主轴颈上侧过渡圆角处，网格划分及单元选择对有限元分析结果有较大的影响。同时，经过实践检验证明:有限元法计算的数值是正确的、有效的，它使人们对零部件关键参数的理解和设计更进一步；从而使设计周期更短、设计质量更高。参考文献[1]邬勇辉.基于ANSYS、UG的板材三维成形仿真分析[J].机车车辆工艺，2001（1）：28-31．[2]马建敏，吕景林，黄协清，等.用ANSYS对复杂结构形态响应计算[J].机械科学与技术，1998（6）：103-105．图3四缸发火时曲轴应力云图OnFiniteElementAnalysisofCrankshaftHAOWei(GuangdongVocationalCollegeofMechanicalandElectricalTechnology,Guangzhou510515,China)〔Abstract〕Thestreengthsandweaknessesofenginecrankshafthavedirectimpactontheperformanceofenginereliabilityandlifeexpec⁃tancybecauseitismainmovingparts.Itwillproducealternatingbendingstressandtorsionstressascyclicalchangesinthedynamicload.Thestresswillbevulnerableduringthetransitionfilletstressconcentrationsites,andcausefatiguedamage.Inthispaper,gasolineenginecrankshaftthree-dimensionalmodelisbuile.ThepaperusesfiniteelementanalysissoftwareANSYStocarryoutitsdynamicanalysis,andstudiesthecrankshaftstateofdeformationandstress,whichprovidesabasistoimprovethedesignoftheenginecrankshaft.〔Keywords〕Crankshaft；ANSYS；FiniteElementAnalysis薛婧：电镀废水处理技术的研究进展··33