电镀重金属废水处理及回用方案

Posted 2023-01-15 重金属废水处理

篇首语：直如朱丝绳，清如玉壶冰。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了电镀重金属废水处理及回用方案相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

电镀行业概况：

我国经济一直持续高速增长，已成为世界制造业与加工业的中心，电镀技术不仅仅在传统工业中扮演重要角色；在高新技术产业，如现代电子、微电子、通讯产品制造上发挥愈来愈大的作用。已成为我国制造业中不可或缺的一部分。

我国有上万家电镀企业，基地主要集中在珠江三角洲地区，浙江的温州、金华、嘉兴地区，江苏昆山、苏州、无锡，山东沿海及东北沿海，重庆及周边地区。

随着市场的成长，我国电镀技术从不同层面都得到了长足的进步，但这个行业目前存在企业小而多，技术更新慢，管理水平低，污染大等问题，严重困扰着这个行业的发展，许多大城市的电镀厂迫于环保压力，纷纷关闭，向农村和贫穷的边缘地区转移，但这不是根本的解决办法。电镀行业本身不是一个独立的产业，它与当地的产业密不可分，因此电镀行业在国内还需得到长期发展，发展的前题要解决好与环境友好相处的方法，可持续发展也是电镀人一直寻求的。

电镀工艺、废水来源及水质：

电镀工艺是将金属通过电解方法镀到制品表面的过程，常用的镀种有镀镍、镀铜、镀铬、镀锌、镀镉、镀铅、镀银、镀锡、镀金。

二、废水主要来源：1、镀件清洗水。占80%左右。2、镀液过滤冲洗水和废镀液。3、电镀车间“跑、冒、滴、漏”排放的废液。

三、电镀废水的危害：

电镀废水就其总量来说，比如造纸、印染、化工、等行业的水量小，污染面窄，但由于电镀厂点分布广，废水中所含高毒物质的种类多，其危害性是很大的。未经处理达标的电镀废水排入河道、池塘，渗入地下，不但会危害环境，而且会污染饮用水和工业用水。电镀废水中含有铬锌、铜、镉，铅、镍等重金属离子以及酸、碱氰化物等具有很大毒性的杂物。有的还属于致癌和致畸变的剧毒物质．因此必须认真地加以处理．以免对人们造成危害。

电镀废水各种处理工艺比较:

艺方法	建设投资	工艺流程	占地面积	出水水质	运行成本	污泥数量	设备维护	工艺弱点
离子交换法	高	复杂	少	好	运行复杂,反冲废液产生二次污染需再处理，费用较高。适合镍水回用	污泥量少，回收价值高。	设备需经常检查维护，树脂费用较高。	操作复杂处理能力受限制
化学法	中	较复杂	多	一般	用电量大，加药剂较多，操作复杂，污泥量大，需操作人员多，成本高，通常为4元/吨	污泥量大，回收价值低，有害固废物处置费高。	设备受酸碱腐蚀大，维修量大，设备使用期短。	药剂费高，一级排放标准达标困难，特别是Ni、Cu。
膜法	大	中	少	最好	运行费用高，适保用纯漂洗水，水可以回用，	金属回收	需要专业人员管理	膜污堵严重膜更换成本高，需要完善预处理和管理

BM菌法	中	简单	较少	较好	电量少，培菌费用低，菌废比1：80-100，操作简单人员少，处理成本较低，通常为2.5元/吨。	污泥量少，回收价值高。	设备数量少，大部分工作在中性条件下，故障率低，维修简便。	培菌需加温，母菌培养较难。
CHA 生化法	低	简单	少	较好	培菌温度降低，气温5℃以上不需加温，菌活性增强，菌废比提高至1：100-150，处理成本2元/吨左右。	污泥量少，回收价值高。	设备数量少，大部分运行在中性条件下，故障率低，维修简便。	母菌培养较难
高级电化学	中	简单	少	好	设备运行成本2.5元线，可达到严控区排放指标。	污泥量少，废渣可回收	维护简单，仅更换电极。

高级电化学电镀处理一体机处理原理：

高级电化学产生四种作用：电高级氧化、电还原、电絮凝和电气浮。

1、电氧化

电解中的氧化作用分为直接氧化和间接氧化。直接氧化，即污染物直接在阳极失去电子而发生氧化，如氰化络离子在阴极被还原成CNˉ，CNˉ在阳极首先被氧化成氰酸，然后分解成氨和二氧化碳，反应如下：
            CNˉ+2OHˉ-2e→CNOˉ+H2O
            2CNOˉ+4OHˉ-6e→2CO2+N2+2H2O
            CNOˉ+H2O→CO2+NH3+OHˉ

间接氧化，阳极电解出的氧和臭氧在电场的作用下，与水发生反应，生成双氧水，而铁极板上又能电解出亚铁离子，这两种物质产生芬顿效应，芬顿反应所产生的自由羟基具有超强的氧化性，其氧化性仅次于氟。能把直接氧化剩下来的氰化物进一步去除，提高去除率。

2、还原反应：

阴极在高级电源的作用下，使废水中的金属离子直接还原为单质金属。反应如下：Cr6++3e→Cr3+Cu2++2e→CuZn2++2e→ZnAg++e→Ag其它重金属类同。
间接还原，阴极在高级电源的作用下，电解出氢，在高压电场的作用下，会在水中形成游离氢，游离氢是最强的还原剂。间接还原反应可以把直接还原反应剩下来的金属离子还原成金属单质，进一步出去污染物，提高处理效益。铁极板上电解出的亚铁离子，对六价铬也具有很好的还原作用。

3、电絮凝

可溶性阳极例如铁、铝等阳极，在电源作用下，阳极失去电子后，形成金属阳离子Fe2+、Al3+，与溶液中的OHˉ成金属氢氧化物胶体絮凝剂，吸附能力极强，将废水中的污染物质吸附共沉而去除。

4、电气浮

当电压达到水的分解电压时，在阴极和阳极上分别析出氢气和氧气。气泡小，分散度高，作为载体粘附水中的悬浮物而上浮，容易将污染物质去除。电气浮既可以去除废水中的疏水性污染物，也可以去除亲水性污染物。电解产生的气泡粒径很小，氢气泡约为10～30μm，氧气泡约为20～60μm；而加压溶气气浮时产生的气泡粒径为100～150μm，机械搅拌时产生的气泡直径为800～1000μm。由此可见，电解产生的气泡捕获杂质微粒的能力比后两者为高，出水水质自然较好。此外，电解产生的气泡，在20时的平均密度为0.5gL；而一般空气泡的平均密度为1.2gL。可见，前者的浮载能力比后者大一倍多。

高级电化学电镀处理一体机处理优势：

1、传统工艺需要加氧化剂，絮凝剂。一体机具备强氧化—自产氧化剂；强还原—自产还原剂；絮凝—自产絮凝剂；气浮—自产气浮超细气泡以及灭菌、脱色与脱臭。不需外加氧化剂和絮凝剂，大大节约处理成本。电费、耗材加人工综合使用成本在一元钱每吨水。

2、设备稳定性高，操作简单、方便、自动化程度高，占地面积小，仅为传统工艺的五分之一，维护容易。减少了管理人员和药品贮藏工作量。

3、传统工艺用单一的处理方法不能达到处理要求，经常多种工艺串联处理，处理费用高，一体机集多种作用于一身，能处理电镀混合废水。（含金、银废水可根据厂商要求单独回收）。

4、独特的电源设计和极板材料结构设计，解决了电化学极板钝化问题。

5、出水水质稳定，优于国家严控区新标准。

水回用及资源回用：

1、经高级电化学电镀污水处理一体机处理后的出水，达到国家新标，可以用在漂洗工艺段，再经过简单浓度处理后可以用在生产任何工艺段，真正实现零排放。同时节约大量市政自来水取水费和排污费。

2、不添加化学药剂，产生污泥量少，大部分贵重金属可以回用，减少污染，产生了效益。

电镀行业发展展望：

一、开发操作方便运行成本低的“废水处理及回用装置”。

二、清洁生产势在必行

1）环保管理的重点将从末端转向源头，淘汰浪费资源和严重污染环境的落后生产工艺、生产技术、设备和产品；

2）在技术改造过程中采用能源资源利用率高，污染物产生量少的清洁生产技术、工艺和设备，关注电镀产品和生产过程对环境的影响在保证质量、功能、性能的前提下在原材料（新的材料和配方）、能源利用、产品设计和全生命周期、副产物（物料循环利用、废弃物再生）等方面不断创新，只能推行清洁生产才能改善电镀行业的环境形象促进经济效益和环境效益的统一。

三、培养与造就一批高素质的电镀复合型人材，技术创新的核心是科技，关键是人材，要培养造就一大批既懂化工，又懂电子、机械的复合型人材。

四、开发推广新技术：

1)长周期（10个周期以上）的光亮化学镀工艺及其自动补料装备。

2)锌、铜、镍、铬四个大镀种光亮剂中间体及高性能光亮剂的研究。

3)纳米新材料在电镀工艺中的应用。

4)三价铬镀铬的工业应用。

5)等离子表面改性技术的研究应用。

6)高工艺性能无氰电镀工艺的研究。

7)环境保护与资源回收利用
政府引导，成立专业公司进行污泥处理及资源集中回收，包括Au，Ag，Ni，Cu，Cr。