电镀清洗废水治理方法

电镀清洗废水治理方法

      0·引言
    电镀行业既是重污染行业又是耗水大户，据不完全统计，我国电镀点已经发展到近两万个，水资源的消耗也随之增加，全国年排放电镀废水超过40亿吨，其中80%以上来自于镀件的清洗过程。目前，电镀废水有50%以上未达到国家排放标准[1]，电镀清洗用水以及水中重金属离子的重复利用率很低，恣意浪费现象十分普遍。可以说目前电镀废水的达标排放是不彻底的，有待于水处理技术的进一步提升，实现循环经济。
    1·电镀废水的来源与分类
    电镀废水的主要来源如下：①电镀件清洗水。这部分废水属通常排放性污水；②废镀液排放。主要包括工艺上所需的倒槽、过滤镀液后的废弃液、失效的电镀液等。这部分废水数量不多，但浓度高、污染大，要求集中回收处理；③工艺操作、设备、以及工艺流程的安排等原因造成的“跑、冒、滴、漏”等废液；④刷洗极板，冲洗车间地面、设备等所产生的部分废水。
    如果按照电镀种类和电镀工艺，可以把电镀废水分成5类：①前处理废水，来源于电镀前处理，包括除蜡、脱脂和酸蚀除锈工艺；②含氰废水，来源于氰化镀铜、氰化镀金和仿金电镀等工艺；③含铬废水，来源于六价铬电镀、铬酐钝化和塑料电镀前粗化等工艺；④综合废水，来源于光亮镀铜、冲击镍电镀、半光镍电镀和光亮镍电镀等工艺；⑤混排废水，来源于镀槽渗漏，操作或管理不善引起的“跑、冒、滴、漏”以及刷洗极板、冲洗车间地面和冲洗设备等过程[2]。由此可见，电镀废水80%以上来自于镀件的清洗过程，目前电镀清洗用水的重复利用率很低，水的恣意浪费现象十分普遍。
    2·传统的电镀废水处理方法
    2.1化学法目前，电镀清洗废水处理工艺中，有80%采用化学法[4]，但化学处理后电镀废水即使达标排放，其中仍有重金属存在，容易被动物和植物吸收积累，并以食物链的方式转移至人体中。且排放水不能循环使用，不经过深度处理后也不能复用。再则，化学法处理后含重金属的污泥量大，不易处理，容易造成二次污染。
    2.2电解法电解法是处理含有高浓度电沉积金属废水的一种有效方法，虽然处理方法比较成熟，运行可靠稳定，操作简单，管理维修方便，但是耗电量大。如处理镀铬废水时，耗电量大，污泥量也多；处理含氰废水时，其耗电量比碱性氯化法大10倍，处理费用高一倍。在许多情况下，电解法处理中，除耗电量大以外，还要产生并散发有毒气体。
    2.3离子交换法离子交换法操作简单、便捷、残渣稳定、无二次污染，但离子交换剂选择性强，制造复杂，成本高，再生剂耗量大，在应用上受到很大限制。离子交换树脂吸附饱和后需用、碱再生或转型，再生时需耗用大量的酸碱类化学原材料，处理成本高，工艺要求复杂，树脂在使用过程中易破碎，使其应用推广受到影响。
    2.4蒸发浓缩法蒸发浓缩法工艺成熟简单、不需要化学试剂、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，但其能耗大、操作费用高，杂质干扰资源回收，故目前，一般将其作为其它方法的辅助处理手段。
    3·电镀清洗废水减排处理及资源化利用新工艺
    一般的电镀工业生产工艺由三部分组成，如图1所示。我们就清洗废水的处理提出新工艺如图2。
           
          
    将重金属捕集剂和来自于电镀清洗废水储槽的清洗废水加入到捕集器中，反应后溶液经过滤器过滤处理。过滤后，所得滤液分为两部分，一部分返回至2级清洗槽，用于清洗从1级清洗槽中转移来的镀件；剩余部分经过RO膜处理器处理，得到浓水和纯水两部分，浓水返回1级清洗槽，用于清洗刚刚从电镀槽转移来的镀件。纯水根据需要分为两部分，一部分返回3级清洗槽，用于清洗经2级清洗槽清洗的镀件，剩余部分返回纯水储槽，可供车间作为其他用水使用。3级清洗槽的清洗水定期排放至2级清洗槽，也可以直接排放至电镀清洗废水储槽；2级清洗槽的清洗水定期排放至1级清洗槽，也可以直接排放至电镀清洗废水储槽；1级清洗槽的清洗废水定期排放至电镀清洗废水储槽，从而实现了电镀清洗废水减排处理与资源化利用。过滤后得到的滤渣经臭氧高级氧化，再经滤渣处理器处理后，将其中的重金属返回到镀液调配槽中，根据需要，定期补充到电镀槽中。
    4·设计应用前景
    传统的电镀清洗废水处理方法普遍存在成本高、工艺复杂，受经济因素影响大，产生二次污染的弊端，导致后期更难治理，花费更多，使其应用推广受到影响。新工艺工程投资费用较低，处理一吨电镀清洗废水的成本为3.97元/吨，回用水资源、节约排污费、以及回收重金属合计产生的经济效益为14.1元/吨，经济上具有绝对的优势。同时工艺简单，操作方便，便于使用自动控制电路进行集中管理。此外，本团队自行研制的捕集剂具有良好的捕集效率，可广泛应用于电镀废水的处理中。在经济上和功效上的优势，决定了本工艺一但广泛应用于电镀清洗废水的处理，将为国家节约大量运行费用和水资源，减少各种重金属污染物的排放，可以真正达到人与自然的和谐，促进人文﹑经济﹑生态协调可持续发展，节能减排效果较为显著，具有良好的环境效益、社会效益和经济效益，应用前景广泛。
    5·总结与反思
    本文着重论述在电镀清洗废水的处理方面新老技术的对比，意在突出新技术的优越性，无论从实用性、经济性还是环保性上讲新技术均优于老技术。创新的基石是扎实的基本功，从提出问题到得出具体方案我们应用自己所学的专业知识，经过多次的论证与实验。节能减排大赛不仅在于号召和鼓励大家节能减排，更是极大地激发了广大本科生积极投入科研事业，以创新的眼光看待问题。在解决问题的同时培养和发展学生收集文献资料、获取信息的能力，发现问题、独立思考的能力，运用理论知识解决问题的能力，设计和推导论证、分析与综合能力，科学实验、发明创造的能力，写作能力等。更重要的一点是，节能减排大赛使得本科生的创新才能得到了施展，创新想法得以付诸实践。国家目前正处于经济、政治、文化高速发展时期，设立类似节能减排大赛这样公平、公正，激发大学生创新才能的科技类竞赛是非常有必要和富有成效的。
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