电镀重金属废水处理技术董艳萍

全国印制电路板及重金属污染防治技术高峰论坛坐竺竺丝旦andHea四Metalpollut.onContorleTehnolo留summ,tForum电镀重金属废水处理技术董艳萍,,王立晖,(1天津市环境影响评价中心,天津,300191:2现代职业技术学院,天津,300222)摘要:电镀行业产生的生产废水是重金属废水的主要来源之一,电镀废水中含有大量重金属元素,必须对废水进行处理,以免造成对环境的危害。本文主要阐述了目前电镀废水的处理方法,总结了电镀重金属废水资源化处理的研究进展。关键词:电镀;重金属;废水;资源化电镀废水现己成为当今世界三大工业污染源之一。电镀废水成分复杂,除含氰废水和酸碱废水外,还有含福、镍、铜、锌、金、银等重金属污染物的废水。2008年环境保护部专门颁布了《电镀污染物排放标准》(GB219O0一2008),明确了电镀废水中各类污染物的控制排放限值要求,污染物必须在车间或车间处理设施排放口采样达标才允许排放。电镀行业重金属废水处理技术的广泛应用对确保电镀废水达标排放,保护受纳水体发挥着举足轻重的作用。本文将结合工业实例介绍电镀行业重金属废水处理技术的应用,并介绍重金属废水处理资源化利用技术研究进展。1电镀重金属废水处理技术目前处理电镀废水的方法主要有:①化学处理法,该方法工艺流程简单,技术成熟,操作简便,运行费用低,处理效果有保证,缺点是废水中的物质回收价值不高;②离子交换法,由于交换树脂种类不同与质量不同,交换容量和再生洗脱率低,导致操作工序复杂,同时药品消耗较大;③电解处理法,特点是投加化学试剂少,操作简单,但能耗较高,加大治理运行成本。④逆渗透膜处理法,该处理方法的特点是投资较大,运行成本较高,但处理效果好,可以基本实现生产废水零排放。下面重点结合工程实例介绍化学处理法及膜处理法在常见电镀重金属废水处理的应用情况。1.1化学处理法化学处理法因其工艺流程简单,技术成熟,操作简便,运行费用低等优点在电镀废水处理中应用广泛。天津市滨海新区大港地区某电镀厂,生产车间主要产生含铬废水(六价铬浓度0.92mgL/),含镍废水(总镍浓度0.75mgL/)。企业对含铬废水采用还原沉淀法,具体处理过程为在第一反应池中将废水的pH值调至2一3,再力叭171董艳萍等:电镀重金属废水处理技术硫酸亚铁、亚硫酸盐等还原剂,将废水中六价铬还原成三价铬离子;在第二反应池中用NaOH或Ca(O)H,调pH值至7一8,生成Cr(O)H:,沉淀,再加聚合氯化铝铁等混凝齐」,使Cr(O)H。沉淀后被除去,六价铬去除效率可以达到95%以上,总铬去除效率可以达到80%以上。对含镍废水采用絮凝沉淀法,具体处理过程为在第一反应池中先投加碱液,将废水pH值调至8.5一9.0,并投加絮凝剂使废水中初步形成絮体。在下一个反应池中投加金属离子去除剂,为一种高分子络合剂,它能与水溶液中的金属离子络合产生沉淀,总镍的去除效率可以达到9%0。经环保监测,含铬废水处理设施出口水质六价铬浓度为0.OlmgL/,含镍废水处理设施出口水质总镍浓度为0.06mgL/,均满足GB219O0一2008《电镀污染物排放标准》限值要求。1.2膜法处理法膜处理工艺改变目前电镀废水停留于末端处理的思路,对传统的末端废水综合后再进行膜处理的技术进行改进,将渗透膜处理单元前推,直接运用于单个电镀镀种的排放水处理,即将每个镀种镀槽排放出的(清洗)废水经过单独设立的渗透膜处理系统进行处理,处理后的浓缩液直接回用至本镀种镀槽内,经处理后的水作为本镀种的清洗水进行回用,从而实现了电镀废水零排放,最大限度地减轻了电镀废水、废渣对环境污染问题。膜法处理工艺的主要设备是反渗透膜装置,工作原理是运用特制的高压水泵,将原水加至6一9公斤压力,使原水在压力的作用下渗透过孔径只有0.0001微米的渗透膜。化学离子等不能通过,只允许体积小于0.0001微米的水分子和氧分子通过。运用在重金属废水处理中,可将废水中的重金属污染物与水有效分离。某小型塑胶制品装饰加工企业,加工过程含塑胶电镀工艺,镀种为镍、铜、铬,对于电镀废水采用膜法处理,己经取得较好的效果,其中镍的回收率达到9%9,其他重金属的处理效果均在95%以上。根据企业运行资料,废水处理设施的运行成本为5.08元/吨。每天处理含镍废水15吨,每吨水回收镍0.35公斤,金属镍按巧0元/公斤计算,每年收益25.99万元;每天处理含铜废水30吨,每吨水回收铜0.45公斤,磷铜按33.5元/公斤,每年收益14.93万元;每天处理含铬废水30吨,每吨水回收铬0.3公斤,金属铬按巧元/公斤,每年收益4.05万元;回收水每年收益5.7万元。共计收益50.67万元。每年运行成本12.573万,净收益38.097万元,三年可以收回投资。由此可以看出采用膜法处理废水的经济效益和环境效益都是可观的。目前化学处理法是最常用的方法,如天津丰田汽车有限公司、提坷隆(天津)表面技术有限公司、浩盟车料精锻科技(天津)有限公司等目前均在采用此法处理含重金属的废水。膜处理工艺应用于电镀重金属废水处理的工程实例还较少。厦门172董艳萍等:电镀重金属废水处理技术威士邦膜科技有限公司开发的电镀废水循环回用技术被评为2008年国家重点环境保护实用技术,己在路达厦门工业有限公司建设了4套电镀废水膜法循环回用系统,既回收了金属镍,又回用了水资源。电镀废水化学处理法重在处理,而膜处理法在治理废水的同时又回收了有价值的重金属,更符合《中华人民共和国循环经济促进法》中再利用、资源化的原则。电镀重金属废水处理技术资源化是今后发展、应用的方向。2电镀重金属废水处理资源化的研究进展目前,电镀废水治理己经进入了清洁生产、总量控制和循环经济整合阶段,资源回收利用和闭路循环成为发展的主流方向。目前针对电镀废水中重金属的回收研究己取得了一些实验成果,如化学还原法回收银、还原沉淀法回收铬、电解法回收镍等。2.1化学还原法回收银南京工业大学江成军等人采用化学还原法,以Na热O。作为还原剂,研究对某电镀厂含银废水中银的回收效果。实验考察了n(NaZ520。):n(Ag`)、反应温度、废水pH和搅拌速率对含银电镀废液中Ag`回收率的影响,得出了最佳回收条件。随n(NaZ520。):n(Ag`)增大,溶液中银微粒成核几率增大,反应速率增加,Ag`回收率不断升高;反应温度升高,扩散速率加快,对形成晶核有利,Ag`回收率也随之升高;废水pH升高,生成单质银的速率不断加快,Ag`回收率升高,当废水pH大于7.5以后,Ag`回收率略有下降。实验确定最佳的回收工艺为:n(Na热0办:n(A妇二2.5,反应温度35℃,废水PH7.5,搅拌速率30Or/imn。在最佳工艺条件下进行回收实验,Ag`回收率达99.92%〔,〕。2.2还原沉淀法回收铬中南民族大学环境工程与科学研究所李岩等人采用硫化钠还原沉淀法,对某电镀厂高浓度含铬废水的资源回收利用研究,利用正交试验设计方法对铬的去处条件进行了优化。用硫化钠在较低pH值条件下还原六价铬后直接回收铬能一步完成,过程中产生的少量硫化氢气体可通过管道通入电镀厂含碱废水进行中和。回收的铬渣中三氧化二铬含量为2%9以上,可作为含铬原料应用到工业生产中。通过硫化钠还原沉淀法回收铬后,用捕集剂去除残余的三价铬,在pH=5.5,每升废水中投加13mLZF(1%0),200rm/in搅拌速率下搅拌4oimn可以使其处理到达标的要求,去除率为98,8%[,〕。173董艳萍等:电镀重金属废水处理技术2.3电解法回收镍太原工业学院的雷迎春采用电解回收法处理NiZ十含量为29/L的废水,在阴极回收纯镍。他研究了电解电流、极距、NHoCI浓度、pH值等因素对iNZ十去除率、槽压、阴极能耗的影响,并合理选择因素进行正交试验,得出最优工艺参数为:温度20℃,电解时间ZOmin一时、电解电流300nIA,极距15mm,NH4CI浓度59/L,pH值8.0,该条件下Ni’`的去除率为96.926%,槽压x6.21v,阴极能耗22.418kwh/kg,在阴极可得到沉积6.45pm厚的镍板〔3,。该方法在去除镍离子的同时回收纯金属镍。3结语目前我国电镀废水的治理任务仍很艰巨。电镀行业的废水治理应以清洁生产为导向,以循环经济为目的,探索操作方便、投资适中、重金属污染物去除率高、回收率高的工程技术,以实现环境效益、经济效益和社会效益的共赢。参考文献:「l]江成军,张振忠,赵芳霞等.化学还原法回收含银电镀废液中银【J〕.化工环保,2010,30(1):69一71:2[〕李岩,李亚林,郑波等.含铬电镀废水资源化处理〔J].环境科学与技术,2009,32(6):145一148;3[]雷春英.电解法处理含镍废水及纯镍的回收【J].城市环境与城市生态,2009,22(3):13一1;6ElectroPlatingHeavymetalWastewatertreatmentnoNGhn一Ping,sUN、bng一MINZ从叭NGLi一huiZ(1iTanjinenvironmentalimPaetassessmenteenter,iTanjin,3001912iTanjinmodemvoeationetehnolo罗eollege,Tianjin,300222)Abstraet:WastewaetrgeneartedineleeotrPlatingindustyr15amajorsoureeofheaVymetalsinwastewater,Platingwastewatereoinainsla飞eamountsofheavymetals,wastewateretratmeinmustbetoavoidhan刀tohteenviorurnent.hTisPaperdeseirbestheeurrentetratmentofeleetroPlatingwastewater,summiarzehteerseaerhPorgerssofhteheavymaetlwastewaetretratmeinandersocures.Keywords:ElectroPlating,heavymetal,认厄stewater,resourees