【doc】电镀废水处理技术的研究进展.doc
电镀废水处理技术研究进展 2008年15期第3期 安全与环境工程 2008年15期第3期 电镀废水处理技术研究进展 王亚东，张林生 （东南大学能源环境学院环境工程系，南京） 摘要：本文综述了国内外电镀废水处理技术的研究进展，介绍了不同处理技术的工艺特点及其在电镀废水处理中的应用，为电镀废水处理技术的选择提供依据。 关键词：电镀废水；处理技术；研究进展 中图分类号：X781。1 文献标识码：A 文章编号：1671-1556 (2008) 03-0069 --dong,—sheng (,,,China):.
—,。 :ater~;引言电镀是当今世界三大污染行业之一，据不完全统计，我国电镀行业每年排放电镀废水约40亿m3L。电镀废水水质复杂，成分难控制，含有铬、铜、镍、镉、锌、金、银等重金属离子和氰化物，有些还是具有致癌、致畸、致突变等毒性的物质，对人体危害极大。因此，电镀废水处理技术的研究显得越来越重要。对电镀废水实施污水回用及贵金属回收，不仅可以节约水资源、回收重金属，而且可以有效解决重金属对水体的污染，保护生态环境。 1电镀废水常规处理技术目前，电镀废水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，同时，铁氧体法、膜分离技术、溶剂萃取法、吸附法、生物法等新技术也得到越来越多的研究和应用。
1.1化学沉淀法 1.1.1氢氧化物沉淀法在电镀重金属废水中加入碱性沉淀剂，使废水中的重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀，再经分离去除。此法所用的沉淀剂有石灰、碳酸钠、烧碱等，来源广泛，价格低廉，操作简便，是常用的废水处理方法。但此法出水pH值较高，特别是废水中存在Zn、Al、Pb、Sn等两性金属时，生成的沉淀在较高的pH值下可能再次溶解，因此必须严格控制pH值，实行分段沉淀。对于可能与重金属形成络合物而影响处理效果的阴离子（卤素、氰化物、腐殖质等），需预先除去。 1.1.2硫化物沉淀法通过投加硫化物沉淀剂，使电镀废水中的重金属离子生成硫化物沉淀而分离去除。与氢氧化物沉淀法相比，重金属硫化物的溶度积较小，较容易沉淀，同时出水pH值在7～9之间，无需再中和即可排放。但该方法生成的沉淀物细小，易形成胶体，需投加絮凝剂辅助沉淀，处理成本较高。同时硫化物沉淀剂残留在水中，遇酸会产生硫化氢气体，造成二次污染。因此，该方法在实际中应用并不广泛。 1.1.3 钡盐沉淀法 收稿日期:2008-03-17 修回日期:2008-05-26 作者简介:王亚东(1983-),男,硕士生,主要研究方向为污水处理。
E-mail:@163，安全与环境工程Vol.15该方法主要处理对象是六价铬，加入的沉淀剂有氯化钡、硫化钡和碳酸钡，利用加入的固体钡盐与废水中的铬酸发生反应，生成溶度积远小于加入的钡盐的铬酸钡，从而去除废水中的六价铬。此法工艺简单，处理后出水清澈透明，但钡盐来源少，沉淀分离困难，会引入二次污染物钡离子。1.2氧化还原法1.2.1化学氧化法该方法主要用于电镀废水处理中含氰废水的处理，即将氰离子（CN-）氧化成CNO-进行去除。常用的氧化剂有氯类氧化剂、氧气、臭氧、过氧化氢等。其中，碱性氯化法除氰应用较为广泛。该方法是利用氯类氧化剂在碱性条件下，将CN-最终氧化成无毒的二氧化碳和氮气，可以比较彻底地解决氰化物的污染问题。此外，臭氧/紫外光联合法可以去除氰化物，氰化物的去除率可达99.9[43.1.2.2化学还原法。电镀废水中的铬分为三价和六价，六价铬[Cr(VI)]的毒性比三价铬[Cr(III)]大100倍左右。因此，对于含铬废水的处理，一般采用还原剂将废水中的Cr(VI)还原为Cr(III)，然后再采用沉淀的方法去除水中的三价铬离子。常用的还原剂有硫酸亚铁、亚硫酸盐、铁屑、二氧化硫等。
用铁屑法处理电镀含铬废水，六价铬的去除率可大于99.9，总铬的去除率可大于99.5[53.1.3离子交换法离子交换法是利用交换器本身携带的可自由移动的离子与废水中需处理的离子进行交换来净化废水的方法。离子交换器通常具有吸附和交换的双重功能，即先吸附废水中需交换的离子，然后再进行交换。在电镀废水处理中，离子交换法去除效果好，还能回收铜、镍、镉、铬、银氰化物、金氰化物等络合离子，得到广泛的应用。常用的离子交换剂有离子交换树脂、沸石]、腐殖酸3、硫化煤、黄药(ISX)、离子交换纤维等。利用离子交换技术处理含镍废水已有大量研究3。用黄药(ISX)处理含铜废水，去除率可大于99%[63。沸石对多种重金属离子均有良好的交换性能，适用于处理低浓度、大水量的电镀废水，效果显著。山东某电镀中心采用离子交换浓缩法处理电镀含铬废水，出水各项指标均达标，并实现了CrO。CrO2的闭环回收利用，具有显著的经济效益和社会效益。3.1.4电解法电解法是一种较为成熟的电镀废水处理技术，具有去除率高、无二次污染、能回收沉淀的重金属等优点。采用电解法处理电镀废水时，在电场作用下，溶液中的阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极迁移，溶液中的金属离子在阴极获得电子，以金属的形式沉淀出来。
近年来电解法发展很快，利用铁屑电解原理制成的动态废水处理装置和高压脉冲电凝聚法处理电镀重金属废水取得了良好的效果。四川某增压器厂采用铁屑电解法处理电镀含铬废水，出水铬含量远低于国家标准，且此法的投资和运行费用比普通电解法低。电解法比较适合中、小型电镀废水处理，当水量大时，此法耗电量较大，铁板消耗也大，电解处理前需浓缩。2电镀废水处理新技术2.1铁氧体法铁氧体法是在硫酸亚铁（FeSO）还原法的基础上发展起来的。该方法利用过量的FeSO作还原剂，在一定的酸度下，生成铁氧体晶体，使废水中的各种金属离子(主要有Cr、Ni、Cu、Zn)析出，从而净化废水，特别适用于处理含有多种重金属离子的电镀混合废水。铁氧体法的主要优点是硫酸亚铁来源广泛、价格便宜、设备简单、处理量大、净化效果好，污泥不会造成二次污染。但该方法产生的污泥量大，由污泥制取铁氧体的工艺条件不易控制，且需耗能加热(70℃左右)，处理成本高。铁氧体法可处理含铬废水，最高去除率可达99.99[]。2.2膜分离技术膜分离技术是利用膜的选择透过性，分离去除废水中某些成分的方法。
膜技术净化分离效率高，无二次污染，能回收废水中的重金属，是一项很有前景的技术。电镀废水处理中采用的膜技术主要有电渗析、反渗透、超滤、纳滤等。利用膜技术处理含镍废水纳滤、反渗透、超滤三种方法，镍离子截留率可达99%以上，处理后的重金属废液经浓缩后可达到回用水标准。利用纳滤技术处理含铜、含铬废水也取得了良好的效果。长沙某新材料公司采用纳滤、反渗透技术对电镀镍漂洗水进行回收处理，镍离子截留率达99%以上，浓缩液中镍离子浓度满足电镀工艺L1的要求。第3期王亚东等：电镀废水处理技术研究进展2.3溶剂萃取法溶剂萃取法是将不溶于水但能溶解水中某种物质的溶剂(称为溶质或萃取物)加入废水中，使溶质充分溶解于溶剂中，然后从废水中分离、除去或回收。萃取过程包括混合、分离和回收三个主要步骤。该方法为液液接触，可连续操作，分离效果好。利用溶剂萃取法从含氰废水中提取铜和锌的报道较多。用体积分数为409/6的磷酸三丁酯-煤油溶液为萃取剂处理含铬废水，Cr(VI)的萃取率可达999/5以上，且萃余液可达到排放标准[E¨]。用溶剂萃取法处理废水的关键是采用选择性高的萃取剂。
由于萃取过程中溶剂的损失和再生过程中能耗较大，该方法的应用受到很大的限制。2.4吸附法吸附法处理电镀废水是利用吸附剂的独特结构来去除废水中的重金属离子，常用的吸附剂有活性炭、腐殖酸、海泡石、壳聚糖树脂等[1]。吸附法因其操作简单、投资少、处理效果好而日益受到重视。活性炭吸附法处理电镀含铬废水，Cr(VI)的去除率可达91.69/6。操作简单，再生容易，得到了广泛的应用。酸性条件下铝锆柱撑蒙脱石对Cr(VI)的去除率可达99%，出水中Cr(VI)含量低于国家排放标准，具有实际应用前景[2]。木锯屑吸附电镀废水中的重金属离子，价格低廉，特别适合处理含铜废水[2]。椰壳纤维可用于处理含铬的电镀废水，铬的去除率最高可达99.99%[21]。此外，研究表明，橘皮[2]、蛋壳膜（ESM）[2]等也可用于吸附回收电镀废水中的重金属物质。吸附法处理电镀重金属废水的主要问题是处理后的出水难以达标回用，一般只能作为预处理方法。2.5生物法生物法处理电镀废水主要依靠人工培养的复合功能菌，这种功能菌具有静电吸附、酶催化转化、络合、絮凝、共沉淀和pH缓冲等作用[2]。
功能菌首先将废水中的Cr(VI)还原为Cr(III)，然后铬、锌、镍、镉、铜、铅等离子被细菌吸附络合，重金属离子沉淀到污泥中，经固液分离后去除。根据去除重金属离子的机理不同，生物法可分为生物絮凝法、生物吸附法、生物化学法和植物修复法。利用生物吸附法处理含铬废水的研究表明，其对铬的去除效果显著。[26]某电子管厂采用生物法处理电镀含铬废水，运行稳定，对金属浓度变化适应性强，处理效果良好。[11]利用复合生物吸附剂FY01与活性污泥联合处理含铬废水，对废水pH值适应性强，铬的综合去除率最高可达97.79/6。 [27]当改性城市污泥的pH值为7、吸附时间为20min、吸附温度为室温、Cr(VI)初始浓度≤50mg/L时，吸附率可达95%以上[28]，达到了废物综合利用的目的。王亚雄等[3]研究发现，产碱假单胞菌和藤黄微球菌对Cu、Pb离子有较强的吸附能力，吸附容量大、速度快、选择性好，吸附设备简单、操作方便，处理效果好。尹华等[4]利用解脂假丝酵母和产朊假丝酵母与活性污泥联合处理含铬电镀废水，有效提高了铬的生物吸附效率，总铬（30.2mg/L）的去除率达到91.1。生物法适应性强、设备简单、无二次污染、处理成本低，在电镀废水处理中有着广阔的应用前景。生物处理电镀废水的主要问题是功能菌繁殖慢、反应效率不高、处理后的水难以达到回用标准。但生物处理技术作为一种更加环保、彻底的废水处理技术，未来将与物理、化学方法配合使用。