电镀废水有哪些技术处理方法？
电镀废水有哪些技术处理方法？
电镀行业污染量大，污染物毒性强，处理困难，容易破坏大环境。我国电镀企业中中小型企业占了很大比重，其生产技术落后，配套废水处理装置不够完善，从而造成更大的污染。电镀废水中含有很多重金属，这些重金属倾向于积累在活着的有机体中，不能生物分解，很多重金属要素有毒或致癌，这些重金属进入人体会给人体带来很大的危害。另外，电镀废水中还包括大量酸类、碱类物质及各种有机物，其中更有一些“三致”物质，严重威胁人体健康。因此，电镀废水需要进行有效处理，处理达标后方可排放。国家和社会越来越重视电镀废水处理技术的研究，实现废弃物的无害化、资源化，取得良好的环境和经济效益。
目前电镀废水的常规处理技术主要有物理法(蒸发浓缩法和反渗透法)、化学法(化学沉淀法、氧化还原法和铁氧体法)、物理化学法(吸附法、膜分离法、离子交换法和电解法)、生物法、联合处理法和其他方法(光催化技术、重金属捕集剂)。下面将介绍各种处理方法的原理、优缺点和研究现状，展望电镀废水的处理，为研究提供依据和方向。
电镀废水的组成与性质
电镀废水主要由电镀零件清洗水、废电镀液、设备冷却水和其他废水(包括清洗车间地面、极板清洗水、通风设备冷凝水和电镀槽泄漏引起的槽液和排水)组成。废水水质复杂、成分不易控制，其中含有不同浓度的铁、铜、锌、铬、锡、铅、镉、铁和镍离子以及高浓度的酸、硫酸盐、氯离子等，这些离子严重威胁着人体健康。此外，电镀废水中还含有很多宝贵的工业原料，可以回收处理。
电镀废水处理方法
物理法是一种不改变物质化学性质而达到分离电镀废水中的悬浮污染物质的方法，其中有代表性的包括蒸发浓缩法和反渗透法。前者顾名思义，即通过蒸发使重金属浓缩。后者是利用反渗透的原理，在含有废水的部分施加较高的压力，使作为溶剂的水分子透过半透膜，使水与重金属等溶质分离。两者均是物理操作，工艺成熟简单;无需添加化学试剂，无二次污染，并能够回收利用重金属和水，一般适用于含铬、铜及镍废水。但是，这两种方法不适用于能源消耗大、成本高等问题处理重金属含量低的废水。因此，一般将物理法作为辅助处理手段和其他方法共同处理电镀废水。采用微滤-反渗透工艺处理电镀废水。结果表明，电镀废水脱盐率、cu2+去除率和ni2+去除率分别达到95.6%、98.8%和98.6%。浊度几乎去除，出水水质符合gb21900-2008《电镀污染物排放标准》中特殊水污染排放限值的要求。
化学法
通过投加化学试剂与废水中污染物结合形成沉淀，然后通过沉降、过滤、分离、去除的一种方法。主要包括硫化物沉淀、氢氧化物沉淀、铬酸盐沉淀和铁氧体沉淀。化学沉淀法作为一种传统工艺，应用较为成熟，费用相对低廉，所以在电镀废水处理中占据较大比重。但是，化学品消耗过多，废渣产生量大，重金属不能直接回收，容易引起二次污染等问题。
氧化还原法
氧化还原法是利用氧化剂或还原剂与可溶性污染物进行氧化还原反应，从而将污染物转化为无害物质的方法。其中主要包括化学氧化法和化学还原法。氧化还原法具来源广、效率高、操作简单、投资少、应用广泛等优点。茹振修等采用氧化还原法处理含氰铬混合电镀废水，结果表明两种废水混合处理后各指标优于国家标准，工艺流程和设备比单独处理简单。
铁氧体法
铁氧体法的原理是：在适宜的温度条件与ph条件下，加入的硫酸铁盐与电镀废水中的金属离子形成铁氧体复合氧化物，通过固液分离从而达到去除重金属离子。铁氧体法具有工艺简单、固液容易分离、无二次污染等优点。但是这种方法处理成本高、处理过程条件难以控制，产生大量的污泥。彭丽花等利用铁氧体法处理混合电镀废水，该方法可有效处理含有多种重金属离子的电镀废液，处理价格低廉。
离子交换法
利用交换剂中交换基团对废水中的不同离子进行选择性交换分离，以达到去除污染物的一种方法。目前，该种方法主要适用于含铬、含镍、含金等电镀废水的处理。离子交换法在处理效率、资源回收方面有着其它方法难以匹敌的优势，但具有一次性投资大、操作管理较复杂、占地面积较大、且易造成“二次污染”等问题。另外，由于树脂柱易饱和，因此离子交换法在重金属浓度高的废水中受到限制。董新等采用离子交换法处理电镀含铬废水，结果表明：处理后出水中c(rvi)浓度小于0.2mg/l，达到国家排放标准，另外，对得到的铬酸溶液进行浓缩后可重新应用于镀槽，消除了c(rvi)对环境的污染。
电解法
电解法是利用电极氧化和还原产物与废水中的有害物质发生化学反应生成沉淀的一种方法。该种方法效率高，易于回收，且回收产物一般具有再利用价值，有一定经济效益，同时因为此方法耗能较大、费用高，故不适于处理低浓度的电镀废水。不少研究者通过电渗析法从电镀废水中选择性的回收锌和镍。采用ruo2/ti阳极和不锈钢阴极联合电氧化-电积(eo-ed)体系处理镍氨络合物废水，同时实现了镍氨络合物的络合和镍金属的回收，其中镍回收率85-95%，氨氮去除率65-70%。
膜分离法
由于膜存在渗透作用，在外部能量的推动下，可以实现废液中某些成分的选择性透过，从而达到分离、提纯和富集。其中包括反渗透(ro)、微滤、超滤和纳滤，这些方法不仅可以解决重金属污染的问题，而且还可以回用电镀工业中的有用金属。膜分离法是一种很有发展前景的技术、占地面积小、无二次污染，但是膜的造价高、易受污染。利用膜分离法处理电镀废水，结果发现在一定的条件(压力、ph和回流比)下对废水中的铬离子、铜离子和镍离子的去除率均达到98%以上，同时经济效益和环境效益极较佳。
吸附法
吸附剂拥有特殊的结构，利用这些结构吸附去除重金属的方法就叫做吸附法。活性炭、壳聚糖树脂、腐殖酸都是常见的吸附剂。不同吸附剂的吸附机理不同，主要是物理、化学和生物吸附。吸附法具有去除效率高、稳定性好、不产生或很少产生二次污染、吸附剂可重复使用等优点。于泊蕖用mg(oh)2吸附废水中ni2+离子，研究表明，当ph在4.8~8.6之间、搅拌时间在4min、投加量为1.5g/l时，90%以上的ni2+离子都能通过此方法吸附去除，并且使用过的mg(oh)2能够再次回用。ta-herir等通过mcm-48介孔二氧化硅对电镀废水吸附进行了研究，结果表明：使用制备的吸附剂能去除99%的ag。wangsy等采用桉叶渣制备磁性生物炭来处理与金属共存的含cr电镀废水，其中cr(vi)、总cr、cu(ii)和n(iii)在磁性生物炭上被有效的吸附。并且，使用后的磁性生物炭仍具有原始的磁性分离性能。
关键词：重金属捕集剂 通风设备 吸附剂 活性炭
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目前电镀废水的常规处理技术主要有物理法(蒸发浓缩法和反渗透法)、化学法(化学沉淀法、氧化还原法和铁氧体法)、物理化学法(吸附法、膜分离法、离子交换法和电解法)、生物法、联合处理法和其他方法(光催化技术、重金属捕集剂)。下面将介绍各种处理方法的原理、优缺点和研究现状，展望电镀废水的处理，为研究提供依据和方向。
电镀废水的组成与性质
电镀废水主要由电镀零件清洗水、废电镀液、设备冷却水和其他废水(包括清洗车间地面、极板清洗水、通风设备冷凝水和电镀槽泄漏引起的槽液和排水)组成。废水水质复杂、成分不易控制，其中含有不同浓度的铁、铜、锌、铬、锡、铅、镉、铁和镍离子以及高浓度的酸、硫酸盐、氯离子等，这些离子严重威胁着人体健康。此外，电镀废水中还含有很多宝贵的工业原料，可以回收处理。
电镀废水处理方法
物理法是一种不改变物质化学性质而达到分离电镀废水中的悬浮污染物质的方法，其中有代表性的包括蒸发浓缩法和反渗透法。前者顾名思义，即通过蒸发使重金属浓缩。后者是利用反渗透的原理，在含有废水的部分施加较高的压力，使作为溶剂的水分子透过半透膜，使水与重金属等溶质分离。两者均是物理操作，工艺成熟简单;无需添加化学试剂，无二次污染，并能够回收利用重金属和水，一般适用于含铬、铜及镍废水。但是，这两种方法不适用于能源消耗大、成本高等问题处理重金属含量低的废水。因此，一般将物理法作为辅助处理手段和其他方法共同处理电镀废水。采用微滤-反渗透工艺处理电镀废水。结果表明，电镀废水脱盐率、cu2+去除率和ni2+去除率分别达到95.6%、98.8%和98.6%。浊度几乎去除，出水水质符合gb21900-2008《电镀污染物排放标准》中特殊水污染排放限值的要求。
化学法
通过投加化学试剂与废水中污染物结合形成沉淀，然后通过沉降、过滤、分离、去除的一种方法。主要包括硫化物沉淀、氢氧化物沉淀、铬酸盐沉淀和铁氧体沉淀。化学沉淀法作为一种传统工艺，应用较为成熟，费用相对低廉，所以在电镀废水处理中占据较大比重。但是，化学品消耗过多，废渣产生量大，重金属不能直接回收，容易引起二次污染等问题。
氧化还原法
氧化还原法是利用氧化剂或还原剂与可溶性污染物进行氧化还原反应，从而将污染物转化为无害物质的方法。其中主要包括化学氧化法和化学还原法。氧化还原法具来源广、效率高、操作简单、投资少、应用广泛等优点。茹振修等采用氧化还原法处理含氰铬混合电镀废水，结果表明两种废水混合处理后各指标优于国家标准，工艺流程和设备比单独处理简单。
铁氧体法
铁氧体法的原理是：在适宜的温度条件与ph条件下，加入的硫酸铁盐与电镀废水中的金属离子形成铁氧体复合氧化物，通过固液分离从而达到去除重金属离子。铁氧体法具有工艺简单、固液容易分离、无二次污染等优点。但是这种方法处理成本高、处理过程条件难以控制，产生大量的污泥。彭丽花等利用铁氧体法处理混合电镀废水，该方法可有效处理含有多种重金属离子的电镀废液，处理价格低廉。
离子交换法
利用交换剂中交换基团对废水中的不同离子进行选择性交换分离，以达到去除污染物的一种方法。目前，该种方法主要适用于含铬、含镍、含金等电镀废水的处理。离子交换法在处理效率、资源回收方面有着其它方法难以匹敌的优势，但具有一次性投资大、操作管理较复杂、占地面积较大、且易造成“二次污染”等问题。另外，由于树脂柱易饱和，因此离子交换法在重金属浓度高的废水中受到限制。董新等采用离子交换法处理电镀含铬废水，结果表明：处理后出水中c(rvi)浓度小于0.2mg/l，达到国家排放标准，另外，对得到的铬酸溶液进行浓缩后可重新应用于镀槽，消除了c(rvi)对环境的污染。
电解法
电解法是利用电极氧化和还原产物与废水中的有害物质发生化学反应生成沉淀的一种方法。该种方法效率高，易于回收，且回收产物一般具有再利用价值，有一定经济效益，同时因为此方法耗能较大、费用高，故不适于处理低浓度的电镀废水。不少研究者通过电渗析法从电镀废水中选择性的回收锌和镍。采用ruo2/ti阳极和不锈钢阴极联合电氧化-电积(eo-ed)体系处理镍氨络合物废水，同时实现了镍氨络合物的络合和镍金属的回收，其中镍回收率85-95%，氨氮去除率65-70%。
膜分离法
由于膜存在渗透作用，在外部能量的推动下，可以实现废液中某些成分的选择性透过，从而达到分离、提纯和富集。其中包括反渗透(ro)、微滤、超滤和纳滤，这些方法不仅可以解决重金属污染的问题，而且还可以回用电镀工业中的有用金属。膜分离法是一种很有发展前景的技术、占地面积小、无二次污染，但是膜的造价高、易受污染。利用膜分离法处理电镀废水，结果发现在一定的条件(压力、ph和回流比)下对废水中的铬离子、铜离子和镍离子的去除率均达到98%以上，同时经济效益和环境效益极较佳。
吸附法
吸附剂拥有特殊的结构，利用这些结构吸附去除重金属的方法就叫做吸附法。活性炭、壳聚糖树脂、腐殖酸都是常见的吸附剂。不同吸附剂的吸附机理不同，主要是物理、化学和生物吸附。吸附法具有去除效率高、稳定性好、不产生或很少产生二次污染、吸附剂可重复使用等优点。于泊蕖用mg(oh)2吸附废水中ni2+离子，研究表明，当ph在4.8~8.6之间、搅拌时间在4min、投加量为1.5g/l时，90%以上的ni2+离子都能通过此方法吸附去除，并且使用过的mg(oh)2能够再次回用。ta-herir等通过mcm-48介孔二氧化硅对电镀废水吸附进行了研究，结果表明：使用制备的吸附剂能去除99%的ag。wangsy等采用桉叶渣制备磁性生物炭来处理与金属共存的含cr电镀废水，其中cr(vi)、总cr、cu(ii)和n(iii)在磁性生物炭上被有效的吸附。并且，使用后的磁性生物炭仍具有原始的磁性分离性能。
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