在电镀废水分质分流中,将难处理的电镀废水单独收集处理,总结了电镀废水中难处理水系的来源、性质。难处理电镀废水之所以难处理是由于废水中成份复杂、浓度高,且重金属大部分呈稳定的络合态,使重金属难以沉降。总结了难处理电镀废水一般处理方法,物理法有吸附法、离子交换法,化学法有碱中和沉淀法、硫化物沉淀法、螯合沉淀法、铁氧体法、高级氧化法等,还有生物处理法。
难处理电镀废水的来源与性质
电镀废水分质分流处理,是近年来国家清洁生产政策提倡的处理方式,大部分企业已经得到积极执行。通过分质分流后,电镀废水中难处理废水也被相应的分流出来
+#技术电镀废水分流水系中可以看出,前处理老化液、络合铜、络合镍、退镀废水一般污染物浓度高、成份复杂,且重金属一般以络合态形式存在。与游离态的重金属离子相比,络合态的重金属不再以单一的重金属离子形式存在,而是与柠檬酸、EDTA、酒石酸、氨等物质形成稳定的螯合物,如化学镀镍液中使用强度较大的络合剂与镍作用。重金属离子与络合剂形成稳定的络合态化合物,使重金属不易形成氢氧化物或者硫化物沉淀,因此采用传统的化学沉淀法不能有效地去除废水中的重金属离子,去除难度更大。此种情况,造成这些系别废水很难处理至达标水平。
难处理电镀废水一般处理方法
1.物理法——蒸发浓缩
蒸发浓缩利用热蒸发处理电镀重金属废水,工艺成熟简单,不需化学试剂,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、杂质干扰资源回收等问题还有待于研究,使应用受到限制。一般而言,电镀工业上应用蒸发浓缩法处理重金属废水常常是与其他方法联用。
2.物理法——吸附法
吸附法是利用吸附材料将溶液中金属转移到吸附材料上的方法,有物理吸附和化学吸附。吸附法之间的最大不同之处在于吸附剂的选用,常用的吸附材料有活性炭、壳聚糖和沸石等。活性炭有很好的吸附能力,对金属的去除能力强,但是处理成本较高,活性炭的再生不容易。壳聚糖分子内含羟基、氨基等活性基团,与重金属离子有较强的结合能力,对重金属有很好的吸附效果。目前很多学者开始研究一些天然或合成材料来作为吸附剂。吸附法在实际应用中由于吸附剂难以循环利用,吸附后的材料还需要二次处理,增加了处理费用,而且大部分吸附剂价格昂贵,从而限制吸附法的发展。此后的发展也只能从新型、廉价、吸附效果好的吸附剂着手。
3.离子交换法
离子交换法是一种借助于离子交换材料上的可交换离子与废水溶液中相同电性的离子进行交换反应而除去水中有害离子的处理方法。常用的离子交换材料有腐殖酸物质、离子交换树脂、黄原酸酯、离子交换纤维等,目前使用最多的是离子交换树脂。常用的离子交换树脂有阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、离子交换纤维、螯合树脂以及腐殖酸树脂等。离子交换树脂具有吸附和交换双重作用,对重金属离子处理效果好,可回收废水中的重金属离子,但是不适于处理高浓度的重金属废水。
4.化学法——碱中和沉淀法
碱中和沉淀法主要是利用重金属离子与羟基反应,生成难溶的金属氢氧化物沉淀,从而得到分离。难处理电镀废水中一般包含铜、镍、锌等络合形态重金属,他们在水溶液中存在平衡：Mn++nOH-=M(OH)n↓通过向废水中投加碱液从而增加羟基的浓度,使平衡向右移,生成大量的氢氧化物沉淀,从而重金属得到去除。不过,如果水中重金属络合态络合能力大于羟基的络合能力,则加入氢氧化物是不会生成金属氢氧化物沉淀,往往难处理电镀废水均存在这种情况。
5.化学法——硫化物沉淀法
硫化物沉淀法是向络合重金属废水中加入S2-（如硫化钠）以形成溶解度很小的硫化物沉淀（如CuS,CuS的溶度积为6.3×10-36,比一般的络合物小得多）,从而去除重金属的处理方法。一般硫化物沉淀的溶度积比氢氧化物沉淀的溶度积小几个数量级,金属硫化物即使在酸性溶液中也不易溶解。硫化物沉淀法具有成本低、操作简便的优点,主要运用于高浓度络合重金属废水的预处理。但是也存在以下问题：硫化物沉淀颗粒小,易形成胶体,难以分离；沉淀物在空气中易被氧化,遇酸易分解,存在一系列环境问题；硫化物沉淀剂本身也会在水中残留,硫化钠、硫化氢钠等无机硫化物与HCl,H2SO4等酸性物质接触时,会产生大量的硫化氢气体,形成二次污染。
6.化学法——螯合沉淀法
螯合沉淀法（或重金属捕集法）是近年来发展很快的重金属治理方法。它是在常温下利用螯合剂或重金属捕集剂与废水中的Cu2+,Ni2+,Pb2+,Zn2+,Cr3+等重金属离子发生螯合反应,生成水不溶性的螯合盐,再加入少量有机或无机絮凝剂形成絮状沉淀,从而去除水中重金属离子。螯合沉淀法具有处理效率高、污泥量少、与重金属离子结合牢固稳定、不产生二次污染等优点,是一种行之有效的电镀重金属废水深度净化处理工艺。市售型号很多,如CL-M05、CL-M06、CL-M02B、CL-MCS等众多重金属离子螯合沉降剂均为此种方法。
7.化学法——铁氧体法
在化学沉淀法处理废水中,铁氧体是近十多年来,根据湿法生产铁氧体的原理而发展起来的一种新型处理方法。铁氧体是一类复合的金属氧化物,其化学通式为M2FeO4或MOFe2O3(M表示其它金属),呈尖晶石状立方结晶构造。铁氧体约有百种以上,最简单而又最常见的是磁铁矿FeO#Fe2O3或Fe3O4。
铁氧体法分为沉淀中和法、氧化法、常温铁氧体法和GT-铁氧体法。
铁氧体法处理重金属电镀废水主要是在含有重金属离子的电镀废水中加入铁盐或亚铁盐,在一定条件下形成铁氧体。在铁氧体形成过程中,各重金属离子通过吸附、包裹和夹带作用,取代铁氧体晶格中Fe2+或Fe3+的位置,形成复合铁氧体沉淀析出,从而使废水得到净化。其形成过程如下：
Mn+＋Fe2+＋Fe3+＋OH-→M·M(OH)n·Fe(OH)3＋Fe(OH)2→复合铁氧体
铁氧体法处理重金属废水具有处理设备简单、投资较少（硫酸亚铁来源广）、沉渣可回收利用等优点；但是产生的污泥量大,制成铁氧体时技术条件难控制。
8.化学法——高级氧化破络法
Fenton氧化破络法
Fenton试剂催化氧化是H2O2在Fe2+的催化作用下,分解产生具有很高氧化还原电位（2.80V）的羟基自由基,羟基自由基能将重金属络合物氧化破络,破络后重金属变成游离态重金属离子,此时再加碱沉淀,即可将重金属去除。Fenton反应过程是由铁离子与H2O2反应产生了高活性的羟基自由基来氧化分解有机污染物。反应过程如下：
Fe2++H2O2→Fe3++HO·+OH-HO·+Fe2+→OH-+Fe3+
RH+HO·→H2O+R·
式中,R为金属原子。
Fenton氧化反应条件相对温和,反应速度快,但也存在一些缺点,如H2O2的消耗量大、适用的pH范围小（一般pH值在3.5以下）。
光催化氧化法
光催化氧化法是利用光能来催化活化物种,氧化或者还原去除水中重金属离子,从而达到净化废水的作用,是一种环境友好型水处理技术。光催化过程反应快速,污染低；常用的光催化剂有TiO2,SnO2,Fe2O3,ZnO,SrTiO3等。其中研究最为广泛的是TiO2,有良好的催化热力学和动力学优点。TiO2光催化去除重金属离子机理如下：（1）光生电子直接还原金属离子；（2）间接还原为低价态,如Cr6+还原为Cr3+；（3）氧化低价金属离子为高价态的离子态。近些年来,光催化法处理重金属废水得到了一定的研究。光催化法以其低耗能、无毒化、选择性好、常温常压、快速高效等优点而日益得到重视。
9.生物法
生化法处理重金属废水主要是通过生物的新陈代谢活动及其衍生物对废水中的重金属进行静电吸附作用、酶的催化转化作用、络合作用、絮凝作用等,从而使重金属离子沉淀为污泥。所需的微生物主要都是人工培养的复合菌。生化法具有适应性强、设备简单、投资少等优点,但是起作用的功能菌丝有繁殖速度慢、去除效果不是很理想的缺点,需要严格控制微生物的培养条件。
电镀废水处理设备：离子交换树脂
Tulsimer?A-21除六价铬树脂是专门研发用于饮用水、电镀等行业水中除六价铬的一款树脂，具有优秀的抗氧化性能和效的操作性能。处理精度能够达到0.02mg/l以下，对六价铬的实际操作吸附容量可达40g/l，是目前主流的六价铬废水处理方法。
Tulsimer?T-52H在这种形势下应运而生，专门做电镀、化学镀等清洗废水中三价铬的深度去除。电镀铬通常采用六价铬电镀液，由于六价铬的毒性大，对环境污染严重，而三价铬的毒性仅有六价铬的百分之一，所以近年来，逐渐开始推广三价铬电镀工艺。由此，也带来了三价铬电镀废水的处理问题。
除三价铬树脂处理精度，各种废水中三价铬含量可做到0.02ppm；吸附量大，实际操作交换量可达30g/l。除三价铬树脂能对低浓度废水进行深度处理，浓缩比，解决低浓度废水处理难题；电镀废水中六价铬经过还原——沉淀之后的三价铬深度处理具有很大的优势。