近年来,随着工业生产和城市现代化的发展,废水排放量日益增加,水源中重金属积累加剧,重金属污染日益严重。 按照国家“十二五”规划的要求,重金属废水处理是污水处理的重要组成部分,重金属废水的处理刻不容缓。 含铬废水作为重金属废水中的一类污染物,已成为日益突出的污染问题。 含铬废水主要来自电镀、制革、化工、颜料、冶金、耐火材料等行业。 含铬废水中铬有两种形态:Cr6+和Cr3+。 其中Cr6+的毒性最强。 它的毒性比Cr3+高约一百倍,可引起肺癌、肠道疾病、贫血等。鉴于六价铬对环境的严重危害,环保部对铬的排放有严格的规定。 。 《电镀污染物排放标准》(-2008年)中规定,新建企业车间或生产设施废水排放口水中不得含有Cr6+。 铬的最高允许浓度为0.2毫克/升,总铬的最高允许浓度为1.0毫克/升。 不得用稀释法代替必要的处理。 就电镀废水而言,全国约有1万家电镀厂,每年排放的废水达40×108m3,且逐年增加。 含铬废水的处理受到国内外科研人员的高度关注。 本文论述了含铬废水处理现状及超滤膜分离技术的优缺点,重点探讨了新型高效膜处理技术在含铬废水中的应用及发展趋势。
1、含铬废水传统处理技术
电镀废水中的六价铬主要以CrO42-和-的形式存在。 在酸性条件下,六价铬主要以-形式存在,在碱性条件下,以CrO42-形式存在。 含铬废水的处理一般可分为两类:一类是为了达到排放标准,如化学还原法、电解法等;另一类是为了达到排放标准,如化学还原法、电解法等。 另一类是为了废水回用或回收铬资源,如钡盐法、离子交换法、活性炭吸附法、膜分离法等。
传统的含铬废水处理技术主要有化学法(化学沉淀法、铁氧体法、二氧化硫法)、电解法、离子交换法等。化学还原法和沉淀法虽然处理含铬废水简单,但废水中Cr6+含量容易出现反弹。 电化学处理含铬废水的主要优点是离子选择性高,处理产物易于回收利用,克服了沉淀处理含铬废水的缺点。 但电化学法耗电量大、处理成本高、处理时间长。 而且产生的大量泥沙容易结块,影响处理系统的运行。 铁氧体法处理含铬废水虽然处理量大、净化效果好、去除率高,并且最终可以得到铁氧体作为回收产品,但铁氧体的回收价值不高。 离子交换法主要用于处理电镀含铬废水。 出水水质好,有用物质可回收,有利于自动化。 但该方法的树脂易氧化、污染,预处理要求高。
2、超滤膜分离技术处理含铬废水的优缺点
膜分离法是利用特殊的半透膜使溶液中某些组分分离,某些溶质和溶剂透过而达到分离、纯化、浓缩目的的一种新型膜分离技术。 具有分离效率高、无相变、无二次污染、能耗低等优点,被誉为本世纪最具应用前景的六大新技术之一。
超滤膜技术作为膜分离技术的一种也得到了迅速发展。 它是一种基于机械筛分原理,由膜两侧压差(~)驱动的膜分离技术。 它可以分离液相中分子量大于500道尔顿、粒径大于2nm至20nm的颗粒。 采用超滤技术去除实验室废液中的Cr6+。 处理后废液中Cr6+浓度符合国家一级污染物排放标准。 尹玉荣等采用抗污染超滤膜(聚偏氟乙烯合金膜)和高压纳滤膜(聚芳酰胺膜)处理含有Cr6+、Ni2+、Cu2+等重金属离子的电镀废水,其工艺流程为:电镀废水——预处理(先添加将Cr6+还原为Cr3+,然后调节电镀废水pH值至碱性,金属离子与OH-结合形成沉淀,然后添加絮凝剂絮凝沉淀)——防污染膜超滤-高压纳滤,实验结果表明,采用抗污染膜超滤-纳滤多级膜处理后,Cr6+去除率可达93.8%,电镀废水可达到电镀清洗水标准,且回用率高可以达到85%。 益琼通过在实验室废液中添加NaOH来调节pH值,采用微滤+超滤工艺,对水浊度有良好的去除效果。 与传统的含铬废水处理技术相比,超滤膜技术具有效率高、速度快、处理效果好等优点。 但运行过程中的膜堵塞和污染问题尚未得到很好的解决。
3、高效膜处理含铬废水新技术的应用
超滤膜在处理含铬废水时经常遇到颗粒和胶体污染。 为了解决这个问题,过去在膜处理过程中添加大量絮凝剂,保证进入膜设备的废液浓度低于50ppm,以减少膜污染。 针对膜污染问题,我们设计的新型高效膜处理技术采用双循环运行模式,将超滤膜技术与气浮技术相结合[8],连接专用分离装置,有效解决了膜污染问题。膜污染和延长膜的清洗周期和使用寿命,提高膜的工作效率。 根据实验证据,该技术不仅可以使进入膜装置的废液浓度高达20,000 ppm,而且可以提供更好的出水水质。
高效膜处理含铬废水新技术将传统化学还原法与超滤膜污染控制技术相结合。 该技术不仅解决了膜污染问题,而且打破了繁琐、难操作的传统技术,从新的角度出发。 ,设计了一种对重金属污染企业更加实用的新技术,从而简化了处理工艺,减少了工程投资,减少了占地面积,节省了大量的时间,同时也增强了可操作性。 在后续的处理过程中,采用纯物理方法处理废水,避免了添加化学品造成的二次污染。 不仅可以实现水资源的再利用,还可以提高铬渣的纯度,实现资源化利用。