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2.2 基于膜分离技术的组合控制方法
膜分离技术是利用膜的选择透过性实现物质分离的手段,主要包括微滤、纳滤、超滤法、反渗透、电渗析、扩散渗析等[11]。采用膜分离法处理电镀废水处理,尤其是处理镀铜、镀锌、镀镍废水,处理效率高且工艺操作简单,同时易于实现金属的回收,无任何二次污染。该技术也存在缺点,如膜易因堵塞而使用寿命缩短,单独使用膜分离法投资费用较高。因此,通常需要在膜透析工艺之前,组合相应工艺使其净化效果最大化,延长膜使用寿命。云南某厂电镀车间[12]引入TiO2光催化对废水进行处理,成功降低预处理废水COD 75%以上,从而降低其超滤以及反渗透的运行负荷,延长膜清洗周期及使用寿命,水回用率可提高至85%。白心平[13]将纳滤系统嵌入化学沉淀池中,实现膜透析与化学沉淀的交互循环,能够更有效地除去溶液中各类阳离子和重金属离子。
2.3 基于离子交换的组合控制方法
离子交换法是采用以高分子树脂为主的离子交换剂与溶液中的物质发生离子交换的可逆反应[14]。离子交换法适用于许多污染物浓度较低的电镀废水,具有能耗低,化学试剂使用少,无污泥产生,处理效果好等优点,但运行费用较高,设备需要维护,且树脂易被污染。通过将离子交换与其他技术联用,可进一步提高清洁生产水平,改善出水水质。张惠灵[15]采用R32型离子树脂吸附含有铜离子的电镀废液,处理后高浓度的解吸液进入电解池通过电解实现铜的回收利用,纯度高达99.7%。联用电解法的优势在于减少了处理过程中设备运行的经济损失,降低了水资源的消耗和对环境的影响。此外,也可以将离子交换法与膜透析技术联用,发挥其对离子型污染物的去除优势;刘国昌[16]通过耦合离子交换与纳滤技术,成功将Cr(VI)与Cl-分离并浓缩至3200 mg/L,大大提高铬的回收效率。
2.4 基于生物膜反应的组合控制方法
生物膜处理法是生物法的一种。目前而言,电镀废水中污染物的重金属毒害作用是限制生物处理法的最关键问题之一[17],如何降低重金属毒性对微生物生命活动的影响日益受到人们的关注。膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor,MBR)是将生物处理技术与膜分离技术有机结合的新型水处理技术[18]。废水中污染物的去除主要通过微生物的代谢活动,联合膜组件的高效分离作用使废水处理效率得到加强。目前,制约其广泛应用的主要因素是膜污染速度快、更换和清洗成本高等问题。刘星[19]通过添加生物膜水解反应器强化MBR处理工艺,在高浓度重金属情况下,可提高COD去除率。韩立明[20]在MBR反应器中投加悬浮生物载体构成复合式MBR工艺(Hybrid MBR);与普通MBR工艺作对比发现,由于悬浮填料的投加改变了反应器中生物相的丰度占比,为微生物提供了更多样化的生存环境,从而更有效的富集了铜、镍和铬等重金属,COD、氨氮、总氮等污染物平均去除效率也达到了94.4%、74.8%、51.0%。
3.总结
对于电镀废水中不同浓度,不同种类的多组分污染物而言,应根据污染物产生之间的相互作用,从废物资源化的角度组合出最合适、最高效的控制技术手段。如此,既实现了各工艺之间的扬长避短,也降低了设备的维护保养难度,从而促进整个电镀行业的清洁生产。
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作者简介
陈思茹(1985—),女,中级工程师,主要从事环境影响评价冶金机电类项目工作,E-mail:siruchan@163.com。
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