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电镀废水在水处理行业有哪些环保功能?

时间:2017-11-13 13:12

来源:大禹网

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电镀是利用化学和电化学方法在金属或在其它材料表面镀上各种金属。电镀技术广泛应用于机器制造、轻工、电子等行业。

电镀废水的成分非常复杂,除含氰(CN-)废水和酸碱废水外,重金属废水是电镀业潜在危害性极大的废水类别。根据重金属废水中所含重金属元素进行分类,一般可以分为含铬(Cr)废水、含镍(Ni)废水、含镉(Cd)废水、含铜(Cu)废水、含锌(Zn)废水、含金(Au)废水、含银(Ag)废水等。电镀废水的治理在国内外普遍受到重视,研制出多种治理技术,通过将有毒治理为无毒、有害转化为无害、回收贵重金属、水循环使用等措施消除和减少重金属的排放量。随着电镀工业的快速发展和环保要求的日益提高,目前,电镀废水治理已开始进入清洁生产工艺、总量控制和循环经济整合阶段,资源回收利用和闭路循环是发展的主流方向。

1、电镀重金属废水治理技术的现状

传统的电镀废水处理方法有:化学法,离子交换法,电解法等。但传统方法处理电镀废水存在如下问题:

(1)成本过高——水无法循环利用,水费与污水处理费占总生产成本的15%~20%;

(2)资源浪费——贵重金属排放到水体中,无法回收利用;

(3)环境污染——电镀废水中的重金属为“永远性污染物”,在生物链中转移和积累,最终危害人类健康。

采用法技术为电镀废水处理提供完美解决方案,促进电镀工业技术升级。其主要特点:

(1) 降低成本——水与贵重金属循环利用,减少材料消耗

(2) 回收资源——贵重金属回收利用

(3) 保护环境——废水零排放或微排放

电镀生产过程中的高用水量以及排放出的重金属对水环境的污染,极大地制约了电镀工业的可持续发展。传统的电镀废水处理工艺成本过高,重金属未经回收便排放到水体中,极易对生物造成危害。而膜分离技术对水与重金属进行循环利用,经过膜分离技术处理的电镀废水,可以实现重金属的“零排放”或“微排放”,使生产成本大大降低。

利用膜分离技术,可从电镀废水中回收重金属和水资源,减轻或杜绝它对环境的污染,实现电镀的清洁生产,对附加值较高的金、银、镍、铜等电镀废水用膜分离技术可实现闭路循环,并产生良好的经济效益。对于综合电镀废水,经过简单的物理化学法处理后,采用膜分离技术可回用大部分水,回收率可达60%~80%,减少污水总排放量,削减排放到水体中的污染物。

反渗透系统在日常的运行中,难免会出现系统的无机物结垢、胶体颗粒物的沉积、微生物的滋生、化学污染以及其它问题,这些因素影响着系统安全稳定的运行。下面主要阐述膜系统在日常中出现的问题及控制方法。

2.无机物的结垢

在水中存在Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、CO32-、SO42-、PO43-、SiO2等离子。在一般的情况下是不会造成无机物结垢,但是在反渗透系统中,由于源水一般浓缩4倍,并且pH也有较大的提高,因此比较难溶解的物质就会沉积,在膜表面形成硬垢,导致系统压力升高、产水量下降,严重的还会造成膜表面的损伤,使系统脱盐率降低。

衡量水质是否结垢有两种计算方法:

控制苦咸水结垢指标

对于浓水含盐量TDS≤10,000mg/L的苦咸水,朗格利尔指数(LSIC)作为表示CaCO3结垢可能性的指标:

LSIC=pHC-pHS

式中:LSIC:反渗透浓水的朗格利尔指数

pHC:反渗透浓水pH值

pHS:CaCO3溶液饱和时的pH值

当LSIC≥0,就会出现CaCO3结垢。

控制海水及亚海水结垢指标及处理方法:

当浓水含盐量TDS>10,000mg/L的高盐度苦咸水或海水水源,斯蒂夫和大卫饱和指数(S&DSIC)作为表示CaCO3结垢可能性的指标。

S&DSIC=pHC-pHS

式中:S&DSIC:反渗透浓水的斯蒂夫和大卫饱和指数

pHC:反渗透浓水pH值

pHS:CaCO3溶液饱和时的pH值

当S&DSIC≥0,就会出现CaCO3结垢。其它无机盐结垢预处理的控制方案碳酸钙结垢预处理的控制方案在反渗透系统的结垢中,以碳酸盐垢为主,大多数地表水和地下水中的CaCO3几乎呈饱和状态,由下式表示CaCO3化学平衡:Ca2+ + HCO3– <---> H+ + CaCO3

从化学平衡式可以看出,要抑制CaCO3的结垢,有几种途径:

降低Ca2+的含量

降低了Ca2+含量,可以使化学平衡向左侧移动,不利于形成CaCO3垢。

达到这种目的的方法有:离子交换软化法、石灰软化法、电渗析、纳滤等方法,他们都能有效地降低的Ca2+含量,从而达到抑制钙垢的生成。

Ca2+的增溶

主要是以增加Ca2+的溶解度,从而降低结垢的风险。

方法:添加螯合剂、阻垢剂,增加Ca2+的溶解度,使平衡向左移动。

调节pH值

主要是通过添加无机酸,从而提高H+的浓度,使平衡向左移动。化学原理如下:

CO2 + H2O <---> H2CO3 ――――⑴

H2CO3 <---> H+ + HCO3- ――――⑵

HCO3- <---> H+ + CO32- ――――⑶

3、胶体、颗粒物沉积

胶体、颗粒物污染是比较常见的反渗透系统污染。水中大量存在粘泥、胶体硅、金属的氧化物及有机质等颗粒物,在反渗透系统预处理中可以将源水中的这些污染源控制在一定程度,不致使对系统短期运行造成一定的影响。但由于系统长时间的运行预处理处理效果不理想、预处理反冲洗不彻底、操作人员的日常操作不到位等原因,都会造成系统胶体、颗粒物的污染。

针对胶体污染,通过淤泥密度指数(Silt Density Index ,SDI)来衡量。SDI数值反应了在规定时间内,孔径为0.45um测试膜片被测试给水中的淤泥、胶体、黏土、硅胶体、铁的氧化物、腐植质等污染物堵塞的比率和污染程度。

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编辑:李丹

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