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电镀废水处理现状及国家相关政策

1.电镀废水现状电镀行业是通用性强、使用面广、跨行业、跨部门的重要加工工业和工艺性生产技术。

电镀可以改变金属或非金属制品的表面属性,如抗腐蚀性、外观装饰性、导电性、耐磨性、可焊性等,广泛应用于机械制造工业、轻工业、电子电气工业等,某些特殊功能镀层,还能满足国防尖端技术产品的需要。

我国电镀企业分布广泛,30%在机械制造业,20%在轻工业,20%在电子电气工业,其余分布在航空、航天及仪器仪表等行业。

我国电镀加工中应用最广的品种是镀锌,占45-50%,镀铜、镀镍、镀铬占30%,转化膜占15%,电子产品镀铅、锡、金约占5%。

我国电镀企业总数在10000个以上,职工50万人。

较正规的生产线超过5000条,年加工生产能力2.5亿~3亿平方米,电镀行业的年产值为100亿元。

超过100万m2的大型企业不足600家。

长期以来,我国电镀行业以大量消耗资源的粗放型经营为特点,这不仅对环境造成了污染和危害,也使企业效益低下,难以持续发展。

与国外相比,我国电镀行业存在的差距主要体现为:(1)金属原料利用率低,资源浪费严重。

如在装饰镀铬中,我们的铬酐利用率平均在10%左右,国外装饰镀铬的铬酐利用率平均水平为24%,镀锌的锌板和氧化锌的利用率也只有80%,国外的平均水平为90%.(2)物料流失多,污染严重,处理费用高。

未被利用的电镀原材料被作为废物排放,这些有毒有害的重金属和氰化物,不仅污染环境,而且处理起来还需投入大量的费用。

据有关资料分析,在物料流失中,被漂洗水带走的原料所占比例最大。

装饰镀铬的铬酐被漂洗水带走的为59%左右,镀硬铬为40%左右,镀锌的锌被漂洗水带走的为10%左右。

目前,我国每年含重金属电镀废水的排放量约4亿吨左右,以最低处理成本1元/t 计,每年的处理费在4亿元以上。

(3)电镀单位面积的物耗、能耗和用水量高。

以用水量为例,据报道,国外电镀1m2的镀件用水量为0.08t,我国最低用水量为0.3t/ m2,平均用水量为0.82t/ m2,是国外的10倍。

表1、2是电镀行业一些具体污染指数。

表1.金属表面处理业排污系数a,产污系数,即污染物产生系数,指在典型生产条件下,生产单位产品(或使用单位原料等)所产生的污染物量。

b.排污系数,即污染物排放系数,指在典型工况条件下,生产单位产品(使用单位原料)所产生的污染物量经末端治理设施消减后的残余量,或生产单位产品(使用单位原料)直接排放到环境中的污染物量。

当污染物直排时,排污系数与产污系数相同。

C,HW17危险废物,废电镀溶液,镀槽淤渣,电镀水处理污泥,表面处理酸碱渣,氧化槽渣,磷化渣,亚硝酸盐废渣表2.电镀废水的种类、来源和主要污染水平2.电镀废水处理现状2.1 化学处理法2.1.1 含氰废水的处理含氰废水处理主要为氯系处理、氧系处理、氯氧结合处理方法。

1、氯系处理法氯系法破氰分为两个阶段:第一阶段是将氰化物氧化成氰酸盐(CNO-),CNO-的毒性比CN-的毒性小的多。

第二阶段是将氰酸盐进一步氧化分解成二氧化碳和氮气。

作为氯系处理含氰废水的氧化剂为液氯、次氯酸钠、二氧化氯等。

二氧化氯有较强的氧化性,其活性为氯的2倍多。

在破氰反应时,同时利用氧化还原原理,还可除去水中的部分阴离子,如S2-、SO32-、NO3-和部分阳离子,如Fe2+、Mn2+、Ni2+。

2、臭氧处理法用臭氧处理含氰废水,一般分为二级处理。

第一级将氰氧化CNO-,第二级再将CNO-氧化为CO2和N2。

由于第二阶段反应慢,需要加入亚铜离子作为催化剂。

臭氧处理含氰废水,处理水质好,不存在氯氧化法的余氯问题,污泥少,但电耗大,设备投资高,工程实际应用较少。

2.1.2 含铬废水的处理1、铁氧体法铁氧体法处理含铬废水是向废水中投加硫酸亚铁,使废水中的六价铬还原成三价铬,然后投碱调整废水pH值,使废水中的三价铬以及其他重金属离子(以 Mn+表示)发生共沉淀现象。

在共沉淀时,溶解于水中的重金属离子进入铁氧体晶体中,生成复合的铁氧体。

采用铁氧体法一般侧重于处理六价铬、镍、铜、锌等重金属离子废水铁氧体法处理含铬废水的特点是:硫酸亚铁货源广,价格低,处理设备简单,污泥不会引起二次污染,但试剂投加量大,产生的污泥量大,污泥制作铁氧体时技术条件难控制,耗能多,处理成本高。

2、亚硫酸盐还原法用亚硫酸盐处理电镀废水,主要是在酸性条件下,使废水中的六价铬还原成三价铬,然后调整pH值,使其形成氢氧化铬沉淀而除去,废水得到净化。

常用的亚硫酸盐有亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠。

该方法的特点是:处理后水能达到排放标准,并能回收利用氢氧化铬,设备和操作较简单。

技术条件与参数:(1)废水的酸化亚硫酸盐还原六价铬必须在酸性条件下进行。

当pH值≤2.0时,反应可在5min左右进行完毕;当pH值在2.5~3.0时,反应时间在30min左右;当pH值≥3.0时,反应速度很慢。

在实际生产中,一般控制废水pH值在2.5~3.0,反应时间控制在20-30min为宜。

(2)亚硫酸盐投加量表3为亚硫酸盐与六价铬的理论投药比与实际投加量的情况。

表3.亚硫酸盐与六价铬的投量比(3)废水经酸化、还原反应后,加碱调整废水的pH值,使氢氧化铬沉淀,一般控制pH值为7~8,其反应时间为20min。

(4)沉淀剂的选择常用氢氧化钙、碳酸钠、氢氧化钠等均可使三价铬成为氢氧化铬沉淀。

采用石灰,价格便宜,但反应慢,且生成泥渣多,泥渣难以回收。

采用碳酸钠,投料容易,但反应时会产生二氧化碳。

氢氧化钠成本高,但用量少,泥渣纯度高,容易回收。

因此一般采用氢氧化钠作沉淀剂,浓度取20%。

3、硫酸亚铁-石灰法硫酸亚铁是一种强酸弱碱盐,水解后呈酸性。

硫酸亚铁与六价铬发生氧化还原反应,生成三价铬,当用石灰提高PH值至7.5~8.5时,即生成氢氧化铬沉淀。

当pH值>3时,Fe3+即生成大量沉淀,生成的氢氧化铁有凝聚作用,有利于其他沉淀物的沉降。

硫酸亚铁处理含铬废水的运行条件见表4。

反应时间为,连续处理时不小于30min;间歇处理时为2~4h。

表4.硫酸亚铁处理铬废水的运行条件硫酸亚铁-石灰法处理含铬废水的特点是:除铬效果好,当使用酸洗废液的硫酸亚铁时,成本较低,处理工艺成熟,但产生的污泥量大,占地面积大,出水色度偏高。

4.硫酸钡钡盐法处理含铬废水是利用固相碳酸钡与废水中的铬酸接触反应,形成溶度积比碳酸钡小的铬酸钡,以此除去废水中的六价铬。

经碳酸钡处理后的废水中含有一定量的残余钡离子,可用石膏(CaSO4·2H2O)进行除钡,生成溶度积更小的硫酸钡。

技术条件和运行参数:(1)采用钡盐及其投加量:一般采用碳酸钡,也可采用氯化钡。

碳酸钡不易溶于水,可一次性向反应池中投加较多的碳酸钡,其后陆续补加直至不能使用时全部更新。

其理论投量比为Cr6+∶BaCO3为1∶3.8(质量比),实际采用为1∶(10~15)。

氯化钡易溶于水,反应速度比碳酸钡快,为液相反应,其理论投量比为Cr6+∶BaCL2为1∶4.7(质量比),实际采用为1∶(7~9)。

(2)搅拌和反应:空气或机械搅拌,反应时间采用碳酸钡时为10~20min,采用氯化钡时为10min左右。

(3)废水的pH值;用碳酸钡为试剂时,反应时废水的pH值一般控制在4~5。

用氯化钡时,反应时废水的pH值一般控制在6.5~7。

钡盐法处理含铬废水的特点为:方法简单,出水水质好,但货源、沉淀分离以及污泥二次污染问题较大,污泥清除周期较长。

同时,由于钡盐有毒,因此,如采用这种方法时,对调节池、反应沉淀池等地下构筑物应做好防渗漏、防腐蚀等措施,并加强管理,防止由钡引起的污染。

2.1.3 含锌废水的处理1、碱性锌酸盐镀锌废水的处理锌为两性金属,在碱性条件下,根据pH值的不同存在 ZnO2-和Zn(OH),当2形式存在。

对含锌废水的处理主要是通过对pH值调整到8~10时,主要以Zn(OH)2废水pH的控制,使废水中的Zn2+与OH-反应生成氢氧化锌沉淀,以沉淀、气浮、过滤等固液分离方式,或投加适量的混凝剂,结合凝聚、共沉等原理,达到去除污染净化废水之目的。

一般挂镀锌清洗废水的含锌浓度为10~30mg/l,pH值=10~12。

镀锌前,酸洗废水中往往由于挂具清洗不干净等原因也会带入锌,其浓度一般为5~20mg/l,含铁量为5~8mg/l,pH值=2~3。

所以处理含锌废水应包括以上两部分清洗废水。

这两种废水的混合处理,不但可处理锌,而且还利用了酸洗废水,中和了含锌废水中的碱,同时其中铁所形成的氢氧化铁,还起到凝聚作用,是十分有利的。

技术条件和参数①废水进水浓度一般废水含锌浓度不大于50mg/l。

②反应时的pH值废水进水的pH值为9~12,反应后最佳pH值为3.5~9.0,可利用酸洗槽的废盐酸来调整pH值。

③凝聚剂投加量和混合反应时间凝聚剂可采用碱式氯化铝,投加量为10~15mg/l(以Al计)。

混合反应时间宜采用5~10min。

④补充水量在运行过程中,循环水中的含盐量会不断增加,含锌、氯离子会不断积累,为了改善循环水水质,每天应排放累计处理水量的10%~15%的循环水,补入纯水。

2、铵盐镀锌废水的处理(1)石灰法处理铵盐镀锌废水当废水pH值=10时,氨三乙酸与锌离子配位的稳定性比钙离子大,而pH=12时则相反,氨三乙酸与钙离子络合的稳定性比锌离子大,因此,利用这个机理来提高废水pH值,增大钙离子浓度,有利于配位剂与钙离子配位,使锌离子释放出来,然后形成氢氧化锌沉淀。

据试验最佳pH值为10.95~11.2,钙盐用CaO,投加量为Ca2+/Zn2+=(3~4)∶1,废水起始含锌浓度在150mg/l以下时,处理后Zn2+浓度小于5mg/l。

处理时可用石灰(按计算量)和氢氧化钠调整pH值到11~12,搅拌10~20min,然后经沉淀、过滤。

在运行中应注意pH值不能超过13,否则由于羟基配合物的溶解度增加,使氢氧化锌重新溶解,使出水锌含量升高。

工程实践证明,加石灰调整废水pH=12时,锌仍以氢氧化锌的形态存在。

(2)铵盐镀锌混合废水处理将铵盐镀锌废水与含铜、镍、铬和预处理的酸性废水等混合后,在酸性条件下,用化学沉淀法能去除锌和其他金属离子,处理后水达到排放标准。

其基本原理可能是由于氯化铵是中等配位强度的配位剂,能与锌、铜、镍等金属离子配位,但在酸性的混合废水中配位能力较弱,加碱时形成金属氢氧化物的速度又高于形成配合物的速度。

主要技术参数:①废水含锌浓度控制在小于100mg/l,这样处理后的废水含锌浓度可小于5 mg/l,而且其他金属离子也能符合排放标准。

②废水的pH值处理前混合废水必须为酸性,反应时pH值调整到9。

③投试剂量如混合废水内含六价铬,则必须投加硫酸亚铁做还原剂,用时也可起到凝聚的作用,投加量根据六价铬浓度及废水中存在的亚铁离子确定,助凝剂采用阴离子型或非离子型的聚丙烯酰胺,投加量为5~10mg/l。

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