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前言
电镀是金属表面的美容师,可在各种基础材料上获得各种基础性、装饰性和防护性良好的金属镀膜,其产品无处不在。因此,电镀在国民经济中有着举足轻重的地位。据统计,2006年,中国约有电镀厂15000个,每年排出的电镀废水约为40×108m3[1],电镀废水成分复杂,除含有氰化物和酸碱废水外,其所含的重金属毒性巨大,包括铜、锌、铬、镍、铅、铂、金、银等。这些金属一经排放,进入环境中不能被生物降解,往往是参与食物链循环,并最终在生物体内积累,破坏生物体正常生理代谢活动,危害人类健康,另外,实现对电镀废水中贵重金属的回收也具有重要经济价值。因此,研究电镀废水处理技术具有重要意义。发展电镀废水处理技术,不仅可以节约水资源,回收重金属,还能有效地解决电镀废水对水体的污染和人体的危害,保护生态环境和人体健康。
1˙电镀废水处理技术
目前,处理电镀废水的主要技术有化学沉淀法、离子交换法、吸附、膜过滤、电化学处理技术等[2]。
1.1化学沉淀法
化学沉淀法是电镀废水处理中,较为经济有效的方法,因其技术成熟、操作管理简单,可同时去除电镀废水中多种金属,因此得到广泛的应用。向污水中投加化学药剂,使原来污水中的重金属离子转化为不溶于水的重金属化合物,进而沉淀使其与污水分离,从而达到去除的目的,如氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体法等。
1.1.1氢氧化物沉淀法
氢氧化物沉淀法是最常使用的化学沉淀法。该工艺具有操作简单、成本低、PH容易控制等优点。它通过向废水中投加碱性沉淀剂,使废水中的重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀,从而分离去除,其采用的石灰、碳酸钠等试剂来源广泛、价格低。
尽管如此,氢氧化物沉淀法的使用也有其自身的局限性。存在着在使用过程中产生了大量的污泥,易造成二次污染;需额外投加化学药剂;对氢氧化物溶积常数较大的重金属需要调节pH至11~12,而排放时又要调回6~9,增加处理成本等缺点。
1.1.2硫化物沉淀法
硫化物沉淀也是去除水中重金属离子的一种有效方法,常用的硫化物有Na2S、NaHS、H2S等。在一定pH范围内,硫化物沉淀法适用与否,取决于硫化物的溶度积,金属离子的价态和浓度等,对溶液pH的调节能选择性地析出溶度积较小的金属硫化物[3]。
硫化物沉淀法有许多优点:金属形成的硫化物沉淀往往比氢氧化物溶解度更小;适应的pH范围更宽;硫化物沉淀法处理重金属的成本随浓度的变化较小等。但其应用也有一些局限性:使用硫化物沉淀过程有潜在的危害,重金属离子大多存在于酸性废水中,使用硫化物会导致有毒的H2S气体产生;硫化物沉淀容易形成胶体沉淀,分离困难。
1.1.3铁氧体法
铁氧体沉淀法是根据生产铁氧体的原理发展而来,使废水中的各种金属离子形成铁氧体晶粒一起沉淀析出,使水得到净化,同时形成沉淀后,可通过磁力分离,能达到好的分离效果。它通常在废水中加入铁盐或亚铁盐,在碱性条件下加热搅拌,加入适量添加剂,最终形成铁氧体。重金属离子通过吸附、包裹和夹带的作用,取代铁氧体晶格中的Fe2+或Fe3+的位置,形成复合铁氧体,铁氧体通式为FeO˙Fe2O3。
铁氧体法的主要优点是硫酸亚铁货源广、价格低、处理设备简单、处理后水能达到达标排放、污泥不会引起二次污染;缺点是试剂投量大,产生的污泥量大,污泥制作铁氧体时技术条件较难控制,消耗热能较多,处理成本也较高,不适用于大量废水处理。
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