宣布时间:2022-05-10点击:2752
现在,通例的重金属废水处置惩罚要领有化学沉淀法、吸附法、生物法等,其主要原理是将重金属转化成沉淀或其他形式,这易对情形造成二次污染。如部分工程项目接纳Fenton试剂处置惩罚电镀废水,处置惩罚效果较好,但本钱偏高。
近年来,电化学法作为重金属废水处置惩罚手艺之一备受关注,其具有电解、絮凝、气浮、氧化还原和微电解等作用,这些作用在废水处置惩罚中经常同时举行。电解反应原理主要包括电凝聚、电氧化还原、电气浮。
其中,电氧化和电气浮划分用于处置惩罚有机废水和含固态小颗粒、油污废水;电还原是通过得电子还原高价态金属离子为低价态金属离子或金属沉淀,故该作用在重金属废水处置惩罚领域中普遍应用;而电絮凝原理是可溶性的铁、铝等阳极,在通直流电的情形下会失去电子形成金属阳离子Fe2+和A13+,与溶液中的OH-天生金属氢氧化物胶体絮凝剂,不但可以有用去除电镀废水中的重金属离子,同时还可以使废水中的含盐量降低。
1.含重金属电镀废水的泉源和分类
含重金属电镀废水主要爆发于电镀处置惩罚历程中多余的或不规范操作造成废液以及洗濯镀件或装备爆发的废液,水质因素重大,不易控制,其中除含有铬、镍、铜、锌等重金属离子外,尚有氰化物、有机物等污染物的保存。凭证现在电镀行业的生长,含重金属电镀废水按所含主要重金属物质举行如下分类。
(1)含铬废水:铬系废水主要含有铬(Ⅵ)、少量其他重金属离子;
(2)含镍废水:主要污染物为镍离子、悬浮物等物质;
(3)含铜废水:主要含有铜离子或络合铜离子;
(4)重金属混淆废水:主要含有铬及其他重金属离子、氰及悬浮物。
2.电化学法处置惩罚含重金属电镀废水
2.1电化学法处置惩罚含铬电镀废水
电镀废水中保存大宗铬,且主要以高价态保存,如Cr2O72-和CrO42-。许多研究[4-6]接纳铁-碳微电解或铁屑内电解处置惩罚含铬电镀废水,在pH值和停留时间***佳时,Cr6+去除率高达99%以上,出水能达标排放。刘峥等接纳钛-铁双阳极电絮凝手艺去除电镀废水中铬(Ⅵ),铬(Ⅵ)的去除率可达96.57%。
当使用电化学与生物法组合处置惩罚时,Cr6+的去除率更好,还能同时去除废水中的有机污染物。如接纳微电解/电解-生物法组合工艺处置惩罚时,微电解/电解法相当于废水的预处置惩罚,铬(Ⅵ)的去除率可达90%以上,随后进入后续生化工艺处置惩罚后,Cr6+的去除率高达99.9%,去除效果显着。
简单的电化学法对含铬电镀废水处置惩罚效果显着,而与生物法联用后处置惩罚效果更佳,并可有用降低运行本钱,具有进一步的推广价值。
2.2电化学法处置惩罚含镍电镀废水
在电镀工业上,电镀镍因其具有抗蚀性、耐磨性、可焊性等特点已普遍被使用,故其工业量仅次于外貌镀锌排列第二。
含镍电镀废水如不处置惩罚直接排放,不但对情形造成严重污染,并危害人体康健,并且还会造成资源铺张。现在,含镍电镀废水的处置惩罚要领和大部分工业废水处置惩罚要领一样,大致分为物化法、化学法、生物法或各要领的组合工艺。杨剑[11]通过实验探讨了微电解法处置惩罚高浓度含镍电镀废水的效果,镍的去除率可达64.09%,有利于后续处置惩罚。
刘存海等接纳絮凝和电解组合工艺对宝鸡长岭集团的电镀车间含镍废水举行了研究,通过处置惩罚后出水中镍离子浓度降至0.365mg/L,出水低于0.5mg/L的国家标准。故将古板絮凝工艺与电化学法联用处置惩罚含镍电镀废水,可使废水直接达标的同时,还降低运行本钱。
2.3电化学法处置惩罚含铜电镀废水
在电镀行业中,镀铜常作为镀铬和镀镍等其他重金属表层的底层致使含铜电镀废水很是普遍。
而接纳电化学法处置惩罚含铜电镀废水时还可以直接接纳铜,陈昊等使用流化床电极处置惩罚低浓度硫酸铜废水,Tian等接纳电解法研究Cu2+离子在不锈钢电极上的还原特征,Zhang等接纳循环伏安法研究酸性情形中Cu2+离子的电沉积动力学行为,使出水能达标排放。朱又春接纳磁电解手艺处置惩罚含铜工业废水发明,其不但能有用处置惩罚工业废水中污染物,还能进一步在阴极上接纳致密匀称的金属铜。
但电解法由于受金属电沉积还原电位和传质历程的影响,在处置惩罚含铜电镀废水时,处置惩罚时间长、处置惩罚效率低、能耗高等弱点,***了该要领在该领域的推广。为了提高处置惩罚效果,***等[17]则将两种电化学要领耦合处置惩罚含铜废水,处置惩罚效果显着优于单独微电解和电解法,并能增进反应的快速举行。
2.4电化学法处置惩罚重金属混淆电镀废水
电镀废水水质重大,通常不止含一种重金属,而是多种重金属离子共存,马洪芳使用铁屑内电解法处置惩罚重金属混淆电镀废水,出水中Cr6+含量小于0.5mg/L,其他金属离子均抵达排放标准。
谭超雄等接纳简单电絮凝处置惩罚含铜、铬两种重金属的电镀废水发明,在统一参数下,Cu的去除效果优于Cr。张条兰等接纳电絮凝-活性炭纤维吸附法处置惩罚重金属混淆电镀废水,重金属离子的去除率抵达99.97%以上。
黄山市情形监测站团结黄山市情形工程公司接纳“微电解—中和—混凝沉淀”工艺,处置惩罚日排放量为20t的含Cr6+,Ni2+,Cu2+电镀废水,总投资25万元,处置惩罚本钱为1.5元/t。广东省石油化工设计院接纳微电解电化学法处置惩罚惠州市某电镀厂废水,Q=80m3/d的工程总投资为26万元,处置惩罚本钱约为1.05元/t。
接纳电化学法与其他要领联用工艺处置惩罚重金属混淆电镀废水时,处置惩罚本钱从3~10元/t直接降到2元/t左右,处置惩罚本钱显着降低。从本钱和运行本钱的角度出发,电化学法具有普遍的推广和应用价值。
3.保存的问题
随着近几十年政府对环保的重视以及水处置惩罚手艺的快速研发和推广,电化学处置惩罚手艺已经普遍应用于各工业废水行业,尤其是电镀废水行业。但随着电化学法更深条理的研究发明,该手艺还保存一定的问题对其推广有局限性。主要是包括以下几个方面:
(1)电化学法对差别的重金属处置惩罚效果差别,顺应的条件(pH值、电极板间距、电极板等)也纷歧样,故对重金属混淆电镀废水处置惩罚有***;
(2)简单使用电化学法处置惩罚含重金属电镀废水时,虽然处置惩罚效果好,但处置惩罚能耗高,造成运行本钱增添;
(3)受电极板的***,现在大大都电化学处置惩罚手艺仍处于小试阶段,还未普遍应用于工程项目中。
4.结论和展望
随着《电镀行业污染物国家排放标准》(GB21900—2008)的公布,电镀行业废水中各重金属的排放要求均有所提高。为知足现有的排放标准和应对未来越来越严酷的排放趋势,古板的处置惩罚手艺均无法知足排放要求,均需接纳深度处置惩罚,但这使得处置惩罚用度大大提高,并导致资源严重铺张。从久远生长来看,重金属电镀废水中重金属接纳不但能阻止情形污染,还增进了循环经济生长,是从基础上镌汰对情形攻击的主要环节。
为实现这一目的,可接纳电化学法与生物法或物化法相团结,以镌汰能耗,提高处置惩罚效果,抵达废水处置惩罚和重金属接纳的双重目的;因此,重点研发出低本钱电极板和***电化学反应器,以及选择出***佳的工艺组合来降低能耗,已成为现在重点研发的生长偏向。
泉源:长江有色金属网
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