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电镀废水处理技术研究现状及评述

北极星环保网来源:《电镀与涂饰》作者:王天行等2017/7/17 16:39:44我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:电镀废水 废水处理技术 酸碱废水

1.5离子交换法

离子交换法是利用离子交换剂对废水中的有害物质进行交换分离,常用的离子交换剂有腐殖酸物质、沸石、离子交换树脂、离子交换纤维等[30]。离子交换的运行操作包括交换、反洗、再生、清洗四个步骤。

此方法具有操作简单、可回收利用重金属、二次污染小等特点,但离子交换剂成本高,再生剂耗量大。

陆继来等[31]研究了强酸性离子交换树脂对含镍废水的处理工艺条件及镍回收方法。结果表明:

pH为6~7有利于强酸性阳离子交换树脂对镍离子的去除。离子交换除镍的适宜温度为30°C,适宜流速为15BV/h(即每小时15倍树脂床体积)。适宜的脱附剂为10%盐酸,脱附液流速为2BV/h。

前4.6BV脱附液可回用于配制电镀槽液,平均镍离子质量浓度达18.8g/L。Mei-lingKong等[32]研究了CHS-1树脂对Cr(VI)的吸附能力,发现Cr(VI)在低浓度时,树脂的交换吸附率是由液膜扩散和化学反应控制的。CHS-1树脂对Cr(VI)的最佳吸附pH为2~3,在298K下其饱和吸附能力为347.22mg/g。

CHS-1树脂可以用5%的氢氧化钠溶液和5%氯化钠溶液来洗脱,再生后吸附能力没有明显的下降。李爱民等[33]使用钛酸酯偶联剂将γ-Fe2O3与丙烯酸甲酯共聚,在碱性条件下进行水解,制备出磁性弱酸阳离子交换树脂NDMC-1。

通过对重金属Cu2+的吸附研究发现,NDMC-1树脂粒径较小、外表面积大,因而具有较快的动力学性能。

1.6蒸发浓缩法

蒸发浓缩法是通过加热对电镀废水进行蒸发,使液体浓缩达到回用的效果。一般适用于处理含铬、铜、银、镍等重金属浓度高的废水,用其处理浓度低的重金属废水时耗能大,不经济。

在处理电镀废水中,蒸发浓缩法常常与其他方法一起使用,可实现闭路循环,效果不错,比如常压蒸发器与逆流漂洗系统联合使用。蒸发浓缩法操作简单,技术成熟,可实现循环利用,但是浓缩后的干固体处置费用大,制约了它的应用,目前一般只作为辅助处理手段[34]。

1.7生物处理技术

生物处理法是利用微生物或者植物对污染物进行净化,该方法运行成本低,污泥量少,无二次污染,对于水量大的低浓度电镀废水来说是不二之选。生物法主要包括生物絮凝法、生物吸附法、生物化学法和植物修复法[35]。

1.7.1生物絮凝法

生物絮凝法是一种利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀来净化水质的方法。微生物絮凝剂是一类由微生物产生并分泌到细胞外、具有絮凝活性的代谢物,能使水中胶体悬浮物相互凝聚、沉淀。

生物絮凝剂与无机絮凝剂和合成有机絮凝剂相比,具有处理废水安全无毒、絮凝效果好、不产生二次污染等优点,但其存在活体生物絮凝剂不易保存,生产成本高等问题,限制了它的实际应用。目前大部分生物絮凝剂还处在探索研究阶段[36]。

生物絮凝剂可以分为以下三类[37-38]:

(1)直接利用微生物细胞作为絮凝剂,如一些细菌、放线菌、真菌、酵母等。

(2)利用微生物细胞壁提取物作为絮凝剂。微生物产生的絮凝物质为糖蛋白、黏多糖、蛋白质等高分子物质,如酵母细胞壁的葡聚糖、N−乙酰葡萄糖胺、丝状真菌细胞壁多糖等都可作为良好的生物絮凝剂。

(3)利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂。代谢产物主要有多糖、蛋白质、脂类及其复合物等。近年来报道的生物絮凝剂主要为多糖类和蛋白质类,前者有ZS-7、ZL-P、H12、DP-152等,后者有MBF-W6、NOC-1等。陶颖等[39]利用假单胞菌Gx4-1胞外高聚物制得的絮凝剂对Cr(Ⅳ)进行了絮凝吸附研究。

其研究结果表明,在适宜条件下Cr(Ⅳ)的去除率可达51%。姚俊[40]研究了枯草芽孢杆菌NX-2制备的生物絮凝剂γ−聚谷氨酸(γ-PGA)对电镀废水的处理效果,实验证明,γ-PGA能有效地去除Cr3+、Ni2+等重金属离子。

1.7.2生物吸附法

生物吸附法是利用生物体自身的化学结构或成分特性来吸附水中的重金属,然后通过固液分离,从水中分离出重金属。

可以从溶液中分离出重金属的生物体及其衍生物都叫做生物吸附剂。生物吸附剂主要有生物质、细菌、酵母、霉菌、藻类等。该方法成本低,吸附和解析速率快,易于回收重金属,具有选择性,前景广阔[41]。

代淑娟等[42]研究了各种因素对枯草芽胞杆菌吸附电镀废水中Cd2+效果的影响,结果表明:pH为8、吸附剂用量为10g/L(湿重)、搅拌转数为800r/min、吸附时间为10min的条件下,废水中镉的去除率达93%以上。吸附镉后的枯草芽胞杆菌细胞膨大,色泽变亮,细胞之间相互粘连。Cd2+与细胞表面的钠进行了离子交换吸附。

壳聚糖是一种碱性天然高分子多糖,由海洋生物中甲壳动物提取的甲壳素经过脱乙酰基处理而得到[43],可以有效地去除电镀废水中的重金属离子[44]。

XitongSun等[45]通过乳化交联法制备了磁性二氧化硅纳米颗粒组成的壳聚糖微球,然后用乙二胺和缩水甘油基三甲基氯化反应的季铵基团改性,所得生物吸附剂具有很高的耐酸性和磁响应。用它来去除酸性废水中的Cr(VI),在pH为2.5、温度为25°C的条件下,最大吸附能力为233.1mg/g,平衡时间为40~120min[取决于初始Cr(VI)的浓度]。

使用0.3mol/LNaOH和0.3mol/LNaCl的混合液进行吸附剂再生,解吸率达到95.6%,因此该生物吸附剂具有很高的重复使用性。

延伸阅读:

化学法处理电镀废水的研究进展

电镀废水提标改造技术的实例

膜技术治理电镀废水实现零排放

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