工业废水论文.docx

工业废水论文.docx

《工业废水论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工业废水论文.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

工业废水论文

电镀废水工艺及其实例

郑志勇环境工程091班20094550120

摘要：

通过分析我国电镀废水主要成分和处理现状，结合了国家相关法规政策，比较了电镀废水处理的各种工艺流程的优缺点以及适用范围，并用实例介绍了部分工艺的具体应用，为电镀行业实现“清洁生产、节能减排”提供参考。

关键词：

电镀；废水;政策;工艺;清洁生产；实例；应用。

ElectroplatingWastewateranditsInstance

Abstract:

Throughtheanalysisofelectroplatingwastewatercompositionandprocessingstatus,andtherelevantnationalregulationsandpolicies,comparetheadvantagesanddisadvantagesofthescopeofapplicationofelectroplatingwastewatertreatmentprocess,andpartoftheprocessspecificapplicationexamplesfortheelectroplatingindustrytoachievecleanerproduction,energysavingandprovideareference.

Keywords:

Plating;wastewater;policy;process;cleanerproduction;instance;application

1.概述

电镀是利用电化学的方法对金属和非金属表面进行装饰、防护及获取某些新的性能的一种工艺过程，是许多工业部门不可或缺的工艺环节。

据“七五”期间国内47个城市的初步统计，有电镀厂点5870个以上。

1987年上海市共有530多个，全国电镀厂点总数估计近万个。

这些电镀厂点在生产过程中，不仅产生各种漂洗废水，而且还排出各种废液。

废水废液中含有酸、碱、CN-、Cr6+、Cd2+、Cu2+、Ni2+、Pb2+、Hg2+等金属离子和有毒物质，还有苯类、硝基、胺基类等有毒害的有机物，严重危害生物的生存。

根据电镀废水所含物质不同，可将电镀废水合理地分为以下七类：

重金属废水、含氰废水、含铬废水、络合废水、含镍废水、化学镀废水、焦磷酸铜废水，针对不同类型废水采取有针对性的预处理技术，可实现废水处理后出水稳定达到《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）水污染特别排放限值要求，实现废水回用率稳定达到60%以上。

电镀工艺因其污染严重，于1994年被我国政府列为25种限制发展的行业之一。

但是从国内外发展现状看，电镀技术是现代化工业不可缺少的组成部分，并没有被其它技术全面取代的趋势，而是在不断开拓新技术、新工艺的同时，着重致力于电镀污染的防治。

电镀废水的治理在国内外普遍受到重视，研制出许多治理技术。

我国对电镀废水的治理起步较早，60年代初就已开始，至今将近有50年的历史。

60年代至70年代中期电镀废水的处理引起了重视，但仍处于单纯的控制排放阶段。

70年代中期至80年代初，大多数电镀废水都已有了比较有效的处理，离子交换、薄膜蒸发浓缩等工艺在全国范围内推广使用，反渗透、电渗析等工艺已进入工业化使用阶段，废水中贵重物质的回收和水的回收利用技术也有了很大进展。

80年代至90年代开始研究从根本上控制污染的技术，综合防治研究取得了可喜的成果。

上世纪90年代至今，电镀废水治理由工艺改革、回收利用和闭路循环进一步向综合防治方向发展，多元化组合处理同自动控制相结合的资源回用技术成为电镀废水治理的发展主流。

2.国家相关政策

对于电镀废水处理，国家也在相关政策、法规上予以支持与鼓励。

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》第六篇二十四章第三节提出要加强重金属污染治理的决心。

电镀废水中因含有大量重金属，所以电镀废水处理被列为国家十一五规划的一个重点项目。

《中华人民共和国清洁生产促进法》自2003年1月1日起施行，该法第十九条规定“企业在进行技术改造过程中，应当对生产过程中产生的废物、废水和余热等进行综合利用或者循环使用;并采用能够达到国家或者地方规定的污染物排放标准和污染物排放总量控制指标的污染防治技术”，可见，对电镀废水的处理和综合利用也是一种企业清洁生产的一种体现。

另外《中华人民共和国清洁生产促进法》法第三十五条规定“对利用废物生产产品的和从废物中回收原料的，税务机关按照国家有关规定，减征或者免征增值税”，可见电镀废水的处理是国家奖励扶持的项目，若能提出一种有效地处理电镀废水的工艺，必然会得到国家的大力支持及广泛推广。

国家发改委和国家环保总局于2005年5月编制《电镀行业清洁生产评价指标体系》，该法规定企业用指标体系检查衡量本身清洁生产水平，使从事相关管理活动的部门依据本指标体系审核企业的清洁生产。

当前电镀行业的主要环境问题是水污染，指标体系中废水处理占据很大比重，因此对电镀废水进行处理和综合利用，是一种非常必要的执法活动。

国家环境保护总局科技标准司于2005年7月开始着手编制电镀行业污染物排放标准，并规定2008年起使用国标GB21900－2008对电镀行业废水排放进行标准限值。

3.电镀废水处理方法

电镀废水的处理技术总的来讲可以分为7类：

化学法；离子交换法；吸附法；电解法；蒸发浓缩法；膜分离法；生物处理技术。

但是目前主要以成本低的、技术成熟的化学化学沉淀法和氧化还原法为主，同时适当地辅以其他的处理方法。

3.1化学法

从近几十年的国内外电镀废水处理技术发展趋势来看，电镀废水有80%采用化学法处理，化学法处理电镀废水在技术上较为成熟。

化学法包括沉淀法、氧化还原法、铁氧体法等，具有投资少、处理成本低，操作简单等优点，适用于各类电镀金属废水处理。

但化学法需要不断消耗化工原料，并有污泥产生，排出的水回用困难，且占地面积较大。

3.1.1化学沉淀法

化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物的方法，又分为中和沉淀法和硫化物沉淀法。

（1）中和沉淀法。

在含重金属的废水中加入碱进行中和反应，使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离。

中和沉淀法操作简单，是常用的处理废水方法。

（2）硫化物沉淀法。

加入硫化物使废水中重金属离子生成硫化物沉淀而除去的方法。

与中和沉淀法相比，硫化物沉淀法的优点是：

重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低，反应pH值在7-9之间，处理后的废水一般不用中和，处理效果更好。

但硫化物沉淀法的缺点是：

硫化物沉淀颗粒小，易形成胶体，硫化物沉淀在水中残留，遇酸生成气体，可能造成二次污染。

3.1.2氧化还原法

向废水中投加还原剂将高价重金属离子还原成微毒的低价重金属离子后，再使其碱化成沉淀而分离去除的方法。

工业上以化学还原法除铬比较成熟。

具体地讲，工业上化学还原法处理电镀含铬废水的方法，有硫酸亚铁-石灰法、亚硫酸盐法、二氧化硫法、亚铁盐法、硫化碱法等。

其中亚硫酸盐法处理量大，综合利用方便，在国内外应用最广。

如，六价铬质量浓度为140mg/L的某种电镀废水，用亚硫酸氢钠进行处理，出水Cr3+质量浓度可降为0.7-1.0mg/L。

另采用二氧化硫作还原剂处理高浓度大流量的含铬废水，国内已有工程实例。

亚铁盐还原沉淀法也是治理含铬电镀废水的经典方法，被许多厂家采用。

如某五金厂电镀废水：

六价铬质量浓度为100mg/L，Ni2+50mg/L，pH=4-6，经该法处理后出水达排放标准。

目前英、美等国应用水合肼对镀铬漂洗水进行槽内还原，反应速度快，处理效果好。

另外值得一提的是铁屑法。

铁屑处理废水最初就是从治理电镀废水开始的。

国内外许多文献报导了生产规模的铁屑处理电镀废水的情况。

铁屑法整个装置易于定型化及设备制造工业化，我国某些大型电镀企业乃至乡镇企业铁屑处理电镀废水的工业化装置在运行中。

氧化还原法原理简单，操作易于掌握，对某些类型的电镀废水是行之有效的，但是其出水水质差，不能回用，处理混合废水时，易造成二次污染，而且通用氧化剂还有供货和毒性的问题尚待解决。

3.1.3铁氧体法

铁氧体法是根据生产铁氧体的原理发展起来的处理方法。

该法处理重金属废水，能一次脱除多种金属离子，尤其适用于混合重金属电镀废水的一次性处理，具有设备简单，投资少，操作方便等特点，同时形成的污泥有较高的化学稳定性，容易进行微分离和脱水处理。

此法在国内电镀业中应用较广，但在形成铁氧体过程中需要加热（约70℃），能耗高，存在着处理后盐度高，而且不能处理含Hg和络合物废水的缺点。

3.2离子交换法

离子交换法是利用离子交换剂分离废水中有害物质的方法，含重金属废水通过交换剂时，交换剂上的离子同水中的金属离子进行交换，达到去除水中金属离子的目的。

此法操作简单，残渣稳定，无二次污染，但由于离子交换剂选择性强，制造复杂，成本高，再生剂耗量大，因此在应用上受到很大限制。

3.3吸附法

吸附法是利用吸附剂的独特结构去除重金属离子的一种方法。

传统吸附剂有活性炭、腐殖酸、聚糖树脂、碴藻土等。

实践证明，使用不同吸附剂的吸附法，不同程度地存在投资大，运行费用高，污泥产生量大等问题，处理后的水难于达标排放。

3.4电解法

电解法是利用点解作用本身处理或回收重金属，也有利用电解产生的金属氧化物的凝聚作用。

主要缺点时消耗电力和铁材，污泥也多，目前已较少采用，但由于回收纯度高，用于回收鬼子红金属还是不错的。

3.5蒸发浓缩法

蒸发浓缩法是对电镀废水进行蒸发，使重金属废水得以浓缩，并加以回收利用的一种处理方法，一般适用于处理含铬、铜、银、镍等重金属废水，对含重金属离子浓度低的废水，直接应用蒸发浓缩回收法能耗大，成本高。

蒸发浓缩处理重金属废水一般是与其它方法并用，如常压蒸发器与逆流漂洗系统的联合使用处理电镀废水，可实现闭路循环，效果很好。

1990年在对美国缅因州与加里弗尼亚州的调查中，有37%电镀厂采用了常压蒸发与逆流漂洗配合系统，20世纪80年代该法在我国应用也较多，尤其是用于电镀含铬废水的处理。

蒸发浓缩法处理电镀重金属废水，工艺成熟简单，不需要化学试剂，无二次污染，可回用水或有价值的重金属，有良好的环境效益和经济效益，但因能耗大，操作费用高，杂质干扰资源回收问题还待研究，使应用受到限制。

目前，一般将其作为其它方法的辅助处理手段。

3.6膜分离法

膜分离法是利用高分子所具有的选择性进行物质分离的技术，包括电渗析、反渗透、膜萃取等。

利用膜分离技术一方面可以回收利用电镀原料，大大降低成本，另一方面可以实现电镀废水零排放或微排放，具有很好的经济和环境效益。

3.7生物处理技术

主要是用来治理电镀废水的高新技术，它包括微生物法等。

微生物法主要是应用SR复合功能菌处理电镀废水中的重金属。

目前活性炭-生物膜法由于活性炭的富集作用和生物膜降解作用相结合，可望成为处理含氰废水较有前途的方法之一。

4.处理实例

某有限公司的生产污水主要来自镀前镀件的酸、碱处理以及镀后的漂洗，另外定期还会排放出一定量的废酸。

（1）生产废水的预处理

①Cr6＋的去除

目前含铬电镀废水主要采用氧化还原－沉淀法处理工艺。

氧化还原法是指利用强氧化剂或强还原剂，将废水中的有毒物质氧化或还原为无毒或低毒物质。

在电镀废水中六价铬主要以CrO42-形式存在，在酸性条件下存在形式为Cr2O72-，在亚铁离子的作用下发生还原反应，还原反应较快。

还原以后的铬在碱性条件下以Cr（OH）3沉淀的形式存在，所得到的污泥是三价铬和铁的氢氧化物混合沉淀。

用硫酸亚铁还原六价铬，考虑到氧化还原反应不彻底，实际操作中硫酸亚铁的用量是理论计算量的2.5-3倍，因此污泥量大。

具体流程如下：

          硫酸亚铁

            ↓

电镀废水→还原反应→PH中和→絮凝沉淀→达标排放

其基本原理为：

Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

Cr3++3OH-=Cr（OH）3↓

从上述流程可以看出，由于硫酸亚铁还原六价铬是在较酸性条件进行，同时污泥的产生量较大，也给污泥处置增加一定的难度。

②其它金属离子的去除

电镀废水除Cr6+超出国家排放标准外，其中还含有大量的Zn2+、Cu2+、Ni2+、Fe2+等金属离子。

因此采用碱性条件下曝气氧化的方法，不仅可使pH值达到排放标准，而且可以有效地去除废水中的重金属离子。

其基本原理为：

2HCl+Ca（OH）2=CaCl2+2H2O

Zn2++2OH-=Zn（OH）2↓

Ni2++2OH-=Ni（OH）2↓

Cu2++2OH-=Cu（OH）2↓

Fe2+-e=Fe3+

Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓

首先将pH调节至过碱

由于锌离子分别在PH=6.4开始沉淀，到PH=9.3才能完全沉淀（2.0mg/l），到PH=10.5时开始溶解，因此分为两级反应，一级反应池的PH必须控制在9.5～10范围内。

在一级反应中Fe3+离子到PH=4.1时能完全沉淀；Cu2+离子到PH=5.0时形成碱式盐沉淀，PH=7.2能完全沉淀；Cr3+离子在PH=4.9开始沉淀，到PH=6.8时能完全沉淀，到PH=12时开始溶解；

由于Ni2+离子在PH=7.7开始沉淀，到PH=10.5才能完全沉淀（1.0mg/l），所以在一级反应中Ni2+、Fe2+不能完全沉淀，故需要二级反应，在二级曝气氧化反应中，PH必须控制在10.5-11范围内。

（2）生产废水的生化处理

经过两级沉淀处理之后，废水中的PH值、重金属离子指标已经合格，但由于废水中含有添加剂等有机物，导致废水中CODcr超标，（废水中CODcr一部分由亚铁产生，一部分由有机物产生）根据测试经两级沉淀之后CODcr值在200mg/l左右，而国家标准在100mg/l，所以废水在经过两级沉淀预处理之后，采用好氧生化法处理，使之达到国家标准。

电镀添加剂主要分为整平剂、应力消除剂、表面活性剂、光亮剂、辅助光亮剂等，主要为醛类、香豆素、糖精及分解产物等，此类物质大部分为可生化物质。

好氧生物处理工艺分为：

活性污泥法和生物膜法。

活性污泥法有SBR及其改进型、AB法等；生物膜法有接触氧化法、生物滤池等。

其中SBR及其改进型和生物接触氧化法是目前国际上污水生化处理的热门工艺。

①SBR及其改进型

SBR法是序列间歇式活性污泥法（SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。

SBR污水处理技术及其改进型与传统污水处理技术是不相同的。

其采用的是时间分割操作替代空间分割操作，非稳态生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代动态沉淀等。

它在运行上实现了有序和间歇操作相结合。

SBR法是在单一的反应池内进行活性污泥处理工艺，并使污水处理的单元操作以时间的形式连续地进行处理的方法。

SBR反应池内设隔墙,将反应池分成预反应区和主反应区,墙的底部有孔相通。

每一个周期的进水、反应、沉淀、滗水和闲置五道工序都在同一池内周而复始地进行。

SBR工艺与其它处理工艺相比，SBR工艺使污水处理构筑物大大简化。

a、曝气期由曝气系统向反应池供氧，有机污染物被微生物氧化分解，同时NH3-N通过硝化细菌转化为NO3—N。

b、沉淀期停止曝气，进行泥水分离，同时微生物利用水中的剩余溶解氧进行氧化分解，反应池逐渐由好氧状态向缺氧状态转化，开始进行反硝化反应。

c、滗水期沉淀结束后进行滗水排出上清液，池中水位逐步下降，此时反应池逐步过渡到厌氧状态，继续进行反硝化。

d、闲置期闲置期内池中水位由最低水位上升到最高水位。

SBR工艺及其改进型与传统活性污泥法相比，具有如下特点：

a、工艺流程简单，省去初沉池、二沉池、污泥回流及污泥回流设备。

b、占地面积省，比普通曝气法省20—30%。

c、运行费用省，自动化控制程度高，管理方便。

氧的吸收率高，运行费用省25%。

d、处理效率高，运行稳定性可靠，耐负荷冲击能力强，出水水质好。

e、脱氮除磷效果好。

f、污泥沉降性好。

②生物接触氧化法

生物接触氧化法是一种介于活性污泥法于生物滤池之间的生物膜法工艺。

接触氧化池内设有填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长于填料表面，部分则是絮状悬浮生长于水中。

现阶段生物接触氧化法，就是在池内设置填料，将充氧的污水浸没全部填料，并以一定的速度流经填料。

填料上长满生物膜，同时污水中也有一定的活性污泥，污水与生物膜及活性污泥相接触，在微生物的作用下，污水得到净化。

可以说生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物膜法两者之间的、具有活性污泥与生物膜双重效能的生物处理法。

生物接触氧化工艺具有如下特点：

a、生物接触氧化法的容积负荷高，同样大小体积的设备，处理时间短，处理能力高，节约占地面积，比普通曝气法省。

b、运行费用省，自动化控制程度高，管理方便。

氧的吸收率高，不需另加药剂，运行费用省。

c、处理效率高，出水水质好而稳定；在毒物和pH值的冲击下，生物膜受影响小，而且恢复快。

d、运行稳定性可靠，耐负荷冲击能力强。

e、可有效地防止污泥膨胀，而且能充分发挥其分解、氧化能力高的特点。

工艺流程说明:

废酸定期排入废酸池中，综合电镀废水和废酸进入调节池后，由泵提升进入还原池，由加药泵加还原剂，使六价铬在酸性条件下还原成三价铬，反应后自流进入反应池，由加药泵加碱反应，废水中的大部分二价铁离子、三价铁离子、三价铬、锌离子、镍离子、铜离子在碱性条件下生成沉淀，反应后的废水经导流筒进入1＃沉淀池进行沉淀分离。

上清液自流进入曝气氧化池，进一步曝气氧化，使剩余的亚铁离子氧化为三价铁离子，并在碱性条件下生成氢氧化铁沉淀，在2＃沉淀池进行沉淀分离，上清液经PH回调后经接触氧化生化池去除CODcr后进入3＃沉淀池，上清液自流入清水池后达标排放。

各沉淀池污泥进入污泥浓缩池浓缩，浓缩后污泥经高压泵注入压滤机压滤，干化后污泥作为危险废物，送固废中心处置。

处理工艺技术特点

1、采用物化方法对污水进行预处理，有效去除污水中绝大部分的重金属，减少毒性，增强污水的可生化性。

2、生化处理采用接触氧化处理工艺，有效的去除CODCr，降低投资及运行成本。

3、废酸采取“定期排放、天天处理”的治理方式，避免了调节池水质变化过大影响后续处理工艺。

废酸中盐分较高，若一次性处理会使水体短时间内CL-浓度急剧上升，对活性污泥造成抑制甚至死亡。

4、尽量采取重力自流的方式，以减少机泵功率；投加药剂选用可靠、高效的品牌，降低药剂消耗等。

通过以上多种方式，可较达程度的降低污水处理系统的运行费用。

参考文献

［1］尹六寓．络合沉淀工艺处理氰化电镀废水［J］．给水排水，2006，32（12）:

59－61．

［2］黄中子，李寒娥，胡曰利，等．电镀废水氧化破氰工艺优化试验［J］．中南林学院学报，2006，26

（2）:

96－99．

［3］夏爱军，王江梅，张新国．还原法处理电镀废水后铬反弹成因分析与对策［J］.环境污染与防治，2003，25

（2）:

107－108．

［4］林静雯，林桐枫，王清，等．含铬、镍电镀废水的治理［J］．环境保护科学，1999，26（4）:

23－24．

［5］谢芳．浅谈目前电镀废水处理的几种方法［J］.中国高新技术企业，2009（11）:

103－104．

［6］杨晓玲．用气浮法处理含重金属废水［J］．云南冶金，2000，29（4）:

38－40．

［7］张宏梅．生物絮凝剂在环境废水处理中的应用［J］．化工技术与开发，2007，36（7）:

41－43．

［8］代淑娟，魏德洲，白丽梅，等．生物吸附－沉降法去除电镀废水中镉［J］．中国有色金属学报，2008，18（10）:

1945－1950．

［9］马礼飞．微生物功能菌处理电镀废水［J］．四川建筑，2003，23（3）:

76．

［10］吴乾菁，李昕，李福德．SR4菌株处理电镀废水中Ni2+的研究［J］．上海环境科学，1995，14（12）:

10－12．

［11］李健，石凤林，尔丽珠，等．离子交换法治理重金属电镀废水及发展动态［J］．电镀与精饰，2003，25（6）:

28－31．

［12］楼永通，宋伟华，罗菊芬，等．1200m3/d电镀废水膜法回收工程［J］．膜科学与技术，2004，24（5）:

43－46．

［13］张惠源．电镀废水采用连续微滤膜分离法处理［J］．稀有金属，2007，21（S2）:

17－20．

［14］郑广宏，肖方．含Cr（Ⅵ）电镀废水治理技术研究进展［J］．工业用水与废水，2008，39（5）:

11－14．

［15］汤荣年，康思琦，尹庚明，等．电镀废水综合治理新工艺研究［J］．五邑大学学报:

自然科学版，2002，16（4）:

39－43．

［16］张乐华，朱又春，李勇，等．电解法在废水处理中的应用及研究进展［J］．工业水处理，2001，21（10）:

5－8．

［17］马洪芳．铁屑内电解法处理电镀废水［J］．材料保护，2002，35（8）:

59－59．

［18］周军，叶长明，徐驷蛟，等．电渗析技术在工业废水处理中应用的研究［J］．2007（7）:

33－37．

［19］Hammer,DA.Constructedwetlandsforwastewatertreatment［M］.Michigan:

LewisPublishersInc.,1989.

［20］McLatcheyGP,ReddyKR.Regulationoforganicmatterdecompositionandnutrientreleaseinawetlandsoil［J］.JournalofEnvironmentalQuality,1998（27）:

1268-1274.

［21］DavidCH,JanickFA,RainaMM.Removalofcadmium,leadandzincfromsoilbyrhamnolipidbiosurfactant[J].EnvironSciTechnol,1995,29（9）:

2280-2285.