詳解電鍍廢水的來(lái)源、特性和處理工藝
電鍍廢水的來(lái)源一般為:
(1)鍍件清洗水;
(2)廢電鍍液;
(3)其他廢水,包括沖刷車(chē)間地面,刷洗極板洗水,通風(fēng)設備冷凝水,以及由于鍍槽滲漏或操作管理不當造成的 “跑、冒、滴、漏”的各種槽液和排水;
(4)設備冷卻水,冷卻水在使用過(guò)程中除溫度升高以外,未受到污染。電鍍廢水的水質(zhì)、水量與電鍍生產(chǎn)的工藝條件、生產(chǎn)負荷、操作管理與用水方式等因素有關(guān)。電鍍廢水的水質(zhì)復雜,成分不易控制,其中含有鉻、鎘、鎳、銅、鋅、金、銀等重金屬離子和氰化物等,有些屬于致癌、致畸、致突變的劇毒物質(zhì)。
廢水特性:
前處理
對于金屬基體材料,其電鍍的可分為:
1、(包括磨光、拋光、噴砂、滾光、刷光等)
2、(包括除油、除銹和侵蝕等)
3、電化學(xué)處理(包括電化學(xué)除油和電化學(xué)侵蝕等)
除油過(guò)程中常用堿性化合物如NaOH、Na2CO3、Na3PO4、Na2SiO3等,對于油污特別嚴重的零件有時(shí)還用煤油、汽油、丙酮、甲苯、三氯乙烯、四氯化碳等有機溶劑除油,再進(jìn)行化學(xué)堿性除油。為去除某些礦物油,通常在除油液中加一定量的乳化劑,如OP乳化劑、AE乳化劑、三乙醇胺油酸皂等。因此除油過(guò)程中產(chǎn)生的清洗廢水以及更新廢液都是堿性廢水,常含有油類(lèi)及其它有機化合物。
酸洗除銹常用的有鹽酸、硫酸,為防止鍍件基體的腐蝕,常加入某些緩蝕劑如硫脲、磺化煤焦油、烏洛托品聯(lián)苯胺等。酸洗除銹過(guò)程產(chǎn)生的清洗水一般酸度都較高,含有重金屬離子及少量有機添加劑。
前處理廢水是電鍍廢水處理中的重要組成部分,約占電鍍廢水總量的50%,廢水中含有一定的鹽份、游離酸、有機化合物等,組分變化很大,隨鍍種、前處理工藝以及工廠(chǎng)管理水平等而變。
鍍層漂洗
鍍層漂洗水是電鍍作業(yè)中重金屬污染的主要來(lái)源。電鍍液的主要成分是金屬鹽和絡(luò )合劑,包括各種金屬的硫酸鹽、氯化物、氟硼酸鹽等以及氰化物、氯化銨、氨三乙酸、焦磷酸鹽、有機膦酸等。除此之外,為改善鍍層性質(zhì),往往還在鍍液中添加某些有機化合物,如作為整平劑的香豆素、丁炔二醇、硫脲,作為光亮劑的有糖精、香草醛、芐叉丙酮、對甲苯磺酰胺、苯磺酸等。因此鍍件漂洗廢水中除含有重金屬離子外,還含有少量的有機物。漂洗廢水的排放量以及重金屬離子的種類(lèi)與濃度隨鍍件的物理形狀、電鍍液的配方、漂洗方法以及電鍍操作管理水平等諸多因素而變。特別是漂洗工藝對廢水中重金屬的濃度影響很大,直接影響到資源的回收和廢水的處理效果。
鍍層后
鍍層后處理主要包括漂洗之后的鈍化、不良鍍層的退鍍以及其他特殊的表面處理。后處理過(guò)程中同樣產(chǎn)生大量的重金屬廢水。一般來(lái)說(shuō),常含有Cr6+ 、Cu2+、Ni2+、Zn2+、Fe2+等重金屬;H2SO4、HCl、H3BO3、H3PO4、NaOH、Na2CO3等酸堿物質(zhì);甘油、氨三乙酸、六次甲基四胺、防染鹽、醋酸等有機物質(zhì)??偟膩?lái)說(shuō),這類(lèi)鍍層后處理廢水復雜多變,水量也不穩定,一般都與混合廢水或酸堿廢水合并處理。
電鍍廢液
電鍍、鈍化、退鍍等電鍍作業(yè)中常用的槽液經(jīng)長(cháng)期使用后或積累了許多其他的金屬離子,或由于某些添加劑的破壞,或某些有效成分比例失調等原因而影響鍍層或鈍化層的質(zhì)量。因此許多工廠(chǎng)為控制這些槽液中的雜質(zhì)在工藝許可的范圍內,將槽液廢棄一部分,補充新溶液,也有的工廠(chǎng)將這些失效的槽液全部棄去。這些廢棄的各種濃度液一般重金屬離子濃度都很高,積累的雜質(zhì)也很多,不僅污染物的種類(lèi)不同,而且主要污染物的濃度、其他金屬雜質(zhì)離子的濃度以及溶液介質(zhì)也都往往有較大的差異。這些差異決定了這些廢水的處理技術(shù)上的多樣性和工藝上的特殊性。
處理方式:
電鍍廢水處理
當前一般采用物化法處理。處理方法較多,有效的也不少,但可以做到整體達標的并不多。但做的好的也是有的,如,陜西福天寶公司的DTCR—重金屬離子捕集劑,它通過(guò)DTCR與廢水中重金屬離子形成一種大分子的螯合物,然后經(jīng)過(guò)絮凝,可以很好的去除電鍍廢水中的重金屬離子,并達到國家標準。
電鍍和金屬加工業(yè)廢水中鋅的主要來(lái)源是電鍍或酸洗的拖帶液。污染物經(jīng)金屬漂洗過(guò)程又轉移到漂洗水中。酸洗工序包括將金屬(鋅或銅)先浸在強酸中以去除表面的氧化物,隨后再浸入含強鉻酸的光亮劑中進(jìn)行增光處理。該廢水中含有大量的鹽酸和鋅、銅等重金屬離子及有機光亮劑等,毒性較大,有些還含致癌、致畸、致突變的劇毒物質(zhì),對人類(lèi)危害極大。因此,對電鍍廢水必須認真進(jìn)行回收處理,做到消除或減少其對環(huán)境的污染。
電鍍廢水處理設備由調節池、加藥箱、還原池、中和反應池、pH調節池、絮凝池、斜管沉淀池、廂式壓濾機、清水池、氣浮反應,活性炭過(guò)濾器等組成。
主要有以下幾種方法。
1.氣浮法
氣浮法是向水中通入空氣,產(chǎn)生微小氣泡,由于氣泡與細小懸浮物之間黏附,形成浮選體,利用氣泡的浮升作用,上浮到水面,形成泡沫或浮渣,從而使水中的懸浮物質(zhì)得以分離。按照氣泡產(chǎn)生方式的不同,可分為充氣氣浮、溶氣氣浮和電解氣浮三類(lèi)。
氣浮法是代替沉淀法的新型固液分離手段,1978年上海同濟大學(xué)首次應用氣浮法處理電鍍重金屬廢水處理獲得成功。隨后,因處理過(guò)程連續化,設備緊湊,占地少,便于自動(dòng)化而得到了廣泛的應用。
氣浮法固液分離技術(shù)適應性強,可處理鍍鉻廢水、含鉻鈍化廢水以及混合廢水。不僅可去除重金屬氫氧化物,而且可以去除其他懸浮物、乳化油、表面活性劑等。氣浮法用于處理鍍鉻廢水的原理是:在酸性的條件下硫酸亞鐵和六價(jià)鉻進(jìn)行氧化還原反應,然后在堿性條件下產(chǎn)生絮凝體,在無(wú)數微細氣泡作用下使絮凝體浮出水面,使水質(zhì)變清。
2.離子交換法
離子交換法主要是利用離子交換樹(shù)脂中的交換離子同電鍍廢水中的某些離子進(jìn)行交換而將其除去,使廢水得到凈化的方法。
國內用離子交換技術(shù)處理電鍍廢水是從20世紀60年代開(kāi)始進(jìn)行試驗研究的,到70 年代末,因為迫切需要解決環(huán)境污染問(wèn)題,這一技術(shù)得到了很大發(fā)展,當前已成為處理電鍍廢水和回收某些金屬的有效手段之一,也是使某些鍍種的電鍍廢水達到閉路循環(huán)的一個(gè)重要環(huán)節。但是采用離子交換法的投資費用很高,系統設計和操作管理較為復雜,一般的中小型企業(yè)難以適應,往往由于維修、管理等不善而達不到預期的效果,因此,在推廣應用上受到了一定的限制。
當前,國內對含鉻、含鎳等電鍍廢水采用離子交換法處理較為普遍,在設計、運行和管理上已有較為成熟的經(jīng)驗。經(jīng)處理后水能達到排放標準,且出水水質(zhì)較好,一般能循環(huán)使用。樹(shù)脂交換吸附飽和后的再生洗脫液經(jīng)電鍍工藝成分調整和凈化后能回用于鍍槽,基本實(shí)現閉路循環(huán)。另外,離子交換法也可用于處理含銅、含鋅、含金等廢水。
3.電解法
電解法主要是使廢水中的有害物質(zhì)通過(guò)電解過(guò)程在陽(yáng)、陰兩極上分別發(fā)生氧化和還原反應,轉化成無(wú)害物質(zhì);或利用電極氧化和還原產(chǎn)物與廢水中的有害物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應,生成不溶于水的沉淀物,然后分離除去或通過(guò)電解反應回收金屬。國內在20世紀60年代開(kāi)始用電解法處理電鍍含鉻廢水,70年代末對含銀、銅等廢水進(jìn)行實(shí)驗研究,回收銀、銅等金屬,取得了很好的效果。
電解法處理電鍍廢水一般用于中、小型廠(chǎng),其主要特點(diǎn)是不需投加處理藥劑,流程簡(jiǎn)單,操作方便,占生產(chǎn)場(chǎng)地少,同時(shí)由于回收的金屬純度高,用于回收貴重金屬有很好的經(jīng)濟效益。但當處理水量較大時(shí),電解法的耗電較大,消耗的鐵極板量也較大,同時(shí)分離出來(lái)的污泥與化學(xué)處理法一樣不易處置,所以已較少采用。
4.萃取法
萃取法是利用一種不溶于水而能溶解水中某種物質(zhì)(稱(chēng)溶質(zhì)或萃取物)的溶劑投加入廢水中,使溶質(zhì)充分溶解在溶劑內,從而從廢水中分離除去或回收某種物質(zhì)的方法。萃取操作過(guò)程包括混合、分離和回收三個(gè)主要工序。
工藝流程:
產(chǎn)品典型工藝流程:
☆自來(lái)水----水泵----多介質(zhì)過(guò)濾器----活性炭過(guò)濾器----自動(dòng)加藥裝置----保安過(guò)濾器----高壓泵----一級反滲透----中間水箱----高壓泵----二級反滲透----純水箱----純水泵 新工藝
☆漂洗水----水箱----水泵----多介質(zhì)過(guò)濾器----保安過(guò)濾器----超濾----電鍍液回收桶
☆漂洗水----水箱----水泵----多介質(zhì)過(guò)濾器----保安過(guò)濾器----超濾----電鍍液回收桶----高壓泵----反滲透----清洗水箱
排放標準:
規定了電鍍企業(yè)水和大氣污染物排放限值、監測和監控要求。為促進(jìn)區域經(jīng)濟與發(fā)展,推動(dòng)經(jīng)濟結構的調整和經(jīng)濟增長(cháng)方式的轉變,引導電鍍生產(chǎn)工藝和污染治理技術(shù)的發(fā)展方向,本標準規定了水污染物特別排放限值。
電鍍企業(yè)排放惡臭污染物、環(huán)境噪聲適用相應的國家污染物排放標準,產(chǎn)生固體廢物的鑒別、處理和處置適用國家固體廢物污染控制標準。
自本標準實(shí)施之日起,電鍍企業(yè)水和大氣污染物排放控制按本標準的規定執行,不再執行《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)和《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)中的相關(guān)規定。