電鍍廢水成分複雜,通常含酸、堿、有機溶劑、重金屬離子等毒性物質,危害性較強[1]。對電鍍廢水進行處理、回用,具有現實意義。當前,處理電鍍廢水 河南化工廢水處理 主要采用化學法、物理法、物理化學法和生物法等方法。
其中化學法包括氧化還原法、化學沉澱法和化學中和法等,是相對成熟且有效的方法,適用於處理多種類型的電鍍廢水。截至目前,已開展了大量關於化學法處理電鍍廢水的研究。本文對相關研究進展進行了綜述。
1化學法處理含鉻電鍍廢水

處理含鉻電鍍廢水主要采用氧化還原法和化學沉澱法等方法。氧化還原法是通過投加氧化劑或還原劑,使之與電鍍廢水中的有機溶劑、重金屬離子等毒性物質發生氧化還原反應,將毒性物質轉化成無毒性或微毒性物質[3]。氧化還原法可細分為化學氧化法和化學還原法。
其中化學還原法應用較廣。常用的還原劑有硫酸亞鐵、亞硫酸鹽等。張誌軍等[4]以硫酸亞鐵為還原劑,利用Fe2+將含鉻電鍍廢水中的Cr(VI)還原成Cr(III),並通過調節pH值促使Cr(III)形成Cr(OH)3沉澱,實現固液分離。鄒敏敏等[5]也選用硫酸亞鐵作為還原劑處理含鉻電鍍廢水。
通過單因素試驗考察了硫酸亞鐵的投加量對含鉻電鍍廢水中Cr(VI)的質量濃度的影響。結果表明:隨著硫酸亞鐵投加量的增加,含鉻電鍍廢水中Cr(VI)的質量濃度降低。郭壯[6]采用了同樣的方法,全麵考察了還原劑的投加量、反應時間及pH值對含鉻電鍍廢水處理效果的影響,同時比較了硫酸亞鐵、亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉三種還原劑的還原效果。
結果表明:采用硫酸亞鐵作為還原劑處理含鉻電鍍廢水是可行的。亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉也可用作還原劑處理含鉻電鍍廢水,它們在最佳條件下的處理效果同樣較為理想。與郭壯得到的結果不同,楊廣平等[7]通過對比實驗證實,亞硫酸氫鈉是最佳的還原劑。選用亞硫酸氫鈉作為還原劑處理含鉻電鍍廢水,可保證出水達到排放標準。處理含鉻電鍍廢水,通常選用硫酸亞鐵作為還原劑,再投加大量石灰。
石灰作為沉澱劑或助凝劑,同時起到增強硫酸亞鐵還原性的作用。鑒於石灰的投加量較大,出於對成本的考慮,部分學者提出用粉煤灰代替石灰。以亞硫酸鐵為還原劑、以粉煤灰為沉澱劑處理含鉻電鍍廢水,更為經濟[8-9]。好文閱讀:電廠高含鹽廢水零排放技術路線!
化學沉澱法是通過投加化學試劑,使之與電鍍廢水中的某些毒性物質發生化學反應,生成難溶性沉澱物,實現固液分離,以達到去除毒性物質的目的。
按照沉澱劑的不同,化學沉澱法可細分為氫氧化物沉澱法、鐵氧體沉澱法、鋇鹽沉澱法、硫化物沉澱法等。氫氧化物沉澱法適用於去除含鉻電鍍廢水中的Cr(VI)。鉻等重金屬形成的氫氧化物難溶於水,易實現固液分離而被去除。王本洋等[10]向含鉻電鍍廢水中投加焦亞硫酸鈉,將Cr(VI)還原成Cr(III),並形成Cr(OH)3沉澱。
同時,采用氣浮設備分離Cr(OH)3,從而去除含鉻電鍍廢水中的Cr(VI)。鐵氧體沉澱法的原理是促使重金屬離子形成鐵氧體晶體而沉澱析出,在處理含鉻電鍍廢水 河南化工廢水處理 方麵較為實用。吳成寶等[11]介紹了鐵氧體沉澱法處理含鉻電鍍廢水的原理,闡述了常用的工藝流程,並分析了工藝參數對鐵氧體沉澱法處理效果的影響。黃繼國等[12]采用改進的鐵氧體沉澱法處理含鉻電鍍廢水。
實驗水樣取自四平某電鍍車間,廢鐵屑還原塔由廢鐵絲堆積而成。研究了氯化鐵的投加量、pH值、還原時間及進入還原塔的含鉻電鍍廢水量對鐵氧體沉澱法處理效果的影響。通過實驗,確定了鐵氧體沉澱法處理含鉻電鍍廢水的工藝條件,證實了鐵氧體沉澱法處理含鉻電鍍廢水的效果較好。
鐵氧體沉澱法最適合處理成分簡單、Cr(VI)的質量濃度較低的含鉻電鍍廢水。而對於成分複雜、Cr(VI)的質量濃度較高的含鉻電鍍廢水,單純采用鐵氧體沉澱法的效果不理想。研究表明[13-15]:采用在鐵氧體沉澱法基礎上衍生出的複合方法,處理成分複雜、質量濃度較高的含鉻電鍍廢水的效果較好,出水均達到排放標準。鋇鹽沉澱法僅適用於去除含鉻電鍍廢水中的Cr(VI)。
李航彬等[16]采用鋇鹽沉澱法處理含鉻電鍍廢水。通過研究預調pH值、沉澱劑的投加量等對含鉻電鍍廢水處理效果的影響,得到鋇鹽沉澱法處理含鉻電鍍廢水的最優工藝參數。結果表明:采用最優工藝參數處理後的含鉻電鍍廢水中Cr(VI)的質量濃度約為0.4mg/L,達到排放標準。謝東麗等[17]同樣采用鋇鹽沉澱法處理含鉻電鍍廢水。
結果表明:初始pH值和計量比對含鉻電鍍廢水中Cr(VI)的去除率影響明顯,而溫度對含鉻電鍍廢水中Cr(VI)的去除率幾乎無影響。初始pH值為8~9時,Cr(VI)的去除率超過95%;計量比為1.1︰1.0時,Cr(VI)的去除率超過99%。經鋇鹽沉澱法處理後,含鉻電鍍廢水中Cr(VI)的質量濃度為0.2767mg/L,達到排放標準。吳永林[18]的研究表明:采用鋇鹽沉澱法處理含鉻電鍍廢水的效果較好,處理後Cr(VI)的質量濃度低於0.002mg/L。
2化學法處理含鎳電鍍廢水
化學沉澱法適用於處理含鎳電鍍廢水。化學沉澱法主要分為鐵氧體沉澱法、硫化物沉澱法和螯合沉澱法等。左鳴等[19]采用鐵氧體沉澱法處理含鎳電鍍廢水,並研究了絮凝pH值和還原劑的投加量對含鎳電鍍廢水中Ni2+去除效果的影響。結果表明:去除Ni2+最佳的絮凝pH值為8~9。
經鐵氧體沉澱法處理後,出水水質達到排放標準,其中Ni2+的質量濃度低於1mg/L。常軍霞等[20]研究了鐵氧體沉澱法處理含鎳電鍍廢水的工藝條件。結果表明:在最佳工藝條件下,經鐵氧體沉澱法處理後,含鎳電鍍廢水中Ni2+的質量濃度約為0.47mg/L,出水達到排放標準。
研究證實,采用鐵氧體沉澱法與其他方法形成的組合方法處理含鎳電鍍廢水的效果更好。江洪龍等[21]采用鐵氧體沉澱-Fenton組合方法處理含鎳電鍍廢水,並得到最優的工藝條件。結果表明:最優工藝條件下,含鎳電鍍廢水中Ni2+的去除率接近99.95%。組合方法的處理效果優於鐵氧體沉澱法的處理效果。
姚建霞[22]采用鐵氧體沉澱-Carbonite組合方法處理含鎳電鍍廢水。不同的是,姚建霞等選取的水樣為高質量濃度(Ni2+的質量濃度為4000mg/L左右)的含鎳電鍍廢水。首先,通過單因素試驗和正交試驗確定了最佳工藝條件。其次,在最佳工藝條件下,采用鐵氧體沉澱-Carbonite組合方法處理高質量濃度的含鎳電鍍廢水。
結果表明:Ni2+的去除率高達96.5%,處理後含鎳電鍍廢水 河南化工廢水處理 中Ni2+的質量濃度約為0.24mg/L,出水達到排放標準。硫化物沉澱法的原理是促使電鍍廢水中的重金屬離子形成硫化物沉澱,實現固液分離而被去除。賈開成等[23]結合實例,通過實驗評價了硫化物沉澱法對Ni2+的去除效果。結果表明:經硫化物沉澱法處理後,含鎳電鍍廢水中Ni2+的去除率為99.9%左右,其質量濃度僅為0.1mg/L。
陳夢君等[24]對比了硫化物沉澱法、鐵氧體沉澱法和中和沉澱法對含鎳電鍍廢水中Ni2+的去除效果。結果表明:鐵氧體沉澱法去除Ni2+的效果最好,硫化物沉澱法的去除效果一般,中和沉澱法的去除效果最差。將鐵氧體沉澱法與硫化物沉澱法組合,對含鎳電鍍廢水中Ni2+的去除效果更好,Ni2+的去除率高達96.9%,處理後出水達到排放標準。
相比鐵氧體沉澱法和硫化物沉澱法,螯合沉澱法的發展較晚。螯合沉澱法選用重金屬螯合劑作為沉澱劑。重金屬螯合劑能與多種重金屬離子迅速反應生成不溶於水的螯合鹽,通過絮凝沉澱,達到去除電鍍廢水中重金屬離子的目的。劉存海等[25]采用螯合沉澱法處理含鎳電鍍廢水,選用以氫氧化鈉、二硫化碳、二乙烯三胺和環氧氯丙烷等為原料合成的重金屬螯合劑HMCA作為沉澱劑。考察了HMCA捕集Ni2+的性能,以及HMCA的投加量對Ni2+的質量濃度的影響。
結果表明:HMCA能夠快速捕集Ni2+,並與Ni2+反應形成結構致密、性質穩定的螯合產物。HMCA的投加量為3.79g/L時,含鎳電鍍廢水中Ni2+的質量濃度最低,為0.45g/L。李俠[26]采用巰基苯甲酸螯合劑MSD作為沉澱劑。結果表明:當pH值為9、MSD的實際投加量為理論投加量的1.2倍時,處理含鎳電鍍廢水的效果最好。
劉轉年等[27]選用以聚丙烯酰胺和磺胺為原料在堿性條件下合成的重金屬螯合劑PAS作為沉澱劑。結果表明:PAS是一種良好的沉澱劑,當其投加量為0.6mg/L時,含鎳電鍍廢水中Ni2+的去除率高達98%。
3化學法處理含氰電鍍廢水
化學氧化法適用於處理含氰電鍍廢水。汪青春等[28]選用次氯酸鈉 河南化工廢水處理 作為氧化劑,處理含氰電鍍廢水。通過實驗確定最優的工藝條件為:氧化劑的實際投加量為理論投加量的7.0~7.3倍,反應pH值為10.5~12.0,反應時間為30min。在最優工藝條件下,經化學氧化法處理後,含氰電鍍廢水中CN-的質量濃度低於0.5mg/L。
石磊等[29]選用二氧化氯作為氧化劑,采用化學氧化法處理含氰電鍍廢水,並詳細介紹了以二氧化氯為氧化劑的化學氧化法處理含氰電鍍廢水的過程。劉世德[30]采用氯堿氧化法處理含氰電鍍廢水。結果表明:經氯堿氧化法處理後,出水中氰化物的質量濃度約為0.12mg/L。
楊偉誌等[31]同樣采用氯堿氧化法處理含氰電鍍廢水,並考察了pH值、反應時間對含氰電鍍廢水處理效果的影響。化學氧化法處理含氰電鍍廢水過程涉及的參數較多,為實現處理過程自動化控製、過程參數實時監控調節,劉建偉[32]設計了一套專用的控製係統。實際運行結果表明:該控製係統能夠發揮預期功能,具有實用價值。
4化學法處理含銅電鍍廢水
化學沉澱法適用於處理含銅電鍍廢水。截至目前,有關化學沉澱法處理含銅電鍍廢水的研究相對較少。王紹楠等[33]研究了硫化物沉澱法在含銅電鍍廢水處理中的應用。
研究表明:溫度和硫化物的投加量均會影響含銅電鍍廢水的處理效果。溫度較高時,硫化物沉澱法處理含銅電鍍廢水的效果較好。肖靜晶[34]分別以氧化鈣、硫化鈉、DA為沉澱劑,采用化學沉澱法處理含銅電鍍廢水,效果有所不同。DA作為沉澱劑處理含銅電鍍廢水的效果最好,Cu2+的回收率接近100%。邵利芬等[35]比較了硫化物沉澱法和中和沉澱法的優缺點,指出了硫化物沉澱法處理含銅電鍍廢水具有突出的優勢,但同樣存在明顯的劣勢。
中和沉澱法適用於處理成分簡單的含銅電鍍廢水。而對於成分複雜的含銅電鍍廢水,中和沉澱法的處理效果不佳,出水難以達到排放標準。除了適用於處理含鉻 河南化工廢水處理 電鍍廢水、含鎳電鍍廢水、含氰電鍍廢水和含銅電鍍廢水,化學法在含鋅電鍍廢水、含鉛電鍍廢水等廢水的處理中也有應用體現[36-37]。
5結語
化學法相對成熟且有效,在電鍍廢水處理中應用最廣泛,適用於處理含鉻電鍍廢水、含鎳電鍍廢水、含氰電鍍廢水、含銅電鍍廢水等多種類型的電鍍廢水。化學法具有突出的優點,但也存在明顯的缺點,如產生大量汙泥、出水難以回用等。
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