工业电镀废水处理技术研究的新进展 4页

'工业电镀废水处理技术研究新进展电镀技术广泛用于汽车、电子电器、航空航天工业、建筑工业及相应的装饰工业。随着电镀工业的发展，电镀废水排放量也越来越人，电镀已成为当今世界最严重的污染工业Z-O我国目前约有电镀厂15000家，每年排放40亿m3废水，至少50%未达到国家排放标准，这些废水中含右氤化物、碱、酸以及镉、六价锯、锌、铜、镰等重金属污染物，毒性大，危害严重，电镀废水的治理是一个不可忽略的问题。常见的电镀废水处理方法主要有离子交换法、铁氧体法、化学沉淀法以及膜分离法等。本文主耍介绍这些方法在电镀废水处理中的应用及研究进展，并略加评述。1•离子交换法离子交换法主要是利用离子交换树脂屮的交换离子同电镀废水屮的某些离子进行交换而将其除去，使废水得到净化的方法。近几年来这一技术在废水处理方面得到了很大的发展，冃前已成为处理电镀废水和冋收某些金属离子的有效手段之ORengaraj等研究了IRN77和SKN1树脂对Cr(lll)的去除率。结果表明，金属离了的浓度高于100mg/L时，能够完全被树脂吸附。RSJuang等采用强酸性AmberlitelR-120树脂处理含有多种重金属离子［(Ni(ll)、Mn(ll)和Co(ll)］和ED-TA、NTA及柠檬酸盐等的混合废水，发现金属离子和树脂的交换平衡主要取决于废水的pH和废水中的其他复杂成分的组成。THEom等采用离子交换法处理电镀废水，金属冋收率达97%以上。SofiaAC等对螯合树脂CR11和弱酸性树脂IR86进行了测试，结果表明，两种树脂对水溶液屮三价珞都有很高的吸附性,对于电镀废水的处理，CR11树脂比IRC86树脂更有前景。RSJuang等用强酸性树脂对模拟电镀废水中牒的吸附进行了研究，结果表明，随着时间的增加，排放的废水中银的含量越来越少，但是rfT丁废水中其他朵质的存在，使得银的排放不可能为0。2•化学沉淀法 化学沉淀法包括氢氧化物沉淀、硫化物沉淀和硫酸复盐沉淀法等。它是根据各重金属离子不同的溶度积和初始浓度来计算岀其沉淀的pH范围，然后通过加入沉淀剂，使其在一定的pH值下完全沉淀的过程。SNHosseini等采用碱性试剂，如石灰、氢氧化钠对含铜珞废水进行处理，在pH分别为12和8.7时，Cu2+和Cr3+完全沉淀下来，废水可达标排放。HamidiAAziz等使用石灰石来处理含重金属废水，用一定量的石灰石调终点pH值为8.5,重金属离子去除率可达90%以上。尹敬群等对某铜冶炼厂的含重金属、氟、神等有毒、有害元素较高的酸性废水进行了石膏化■硫化处理，进一步以石灰乳中和，废水达到国家一级排放标准。1•吸附法吸附对于电镀废水的处理已经成为一种非传统方法，它是利用多孔性I古I体相物质吸附分离水小污染物的水处理过程。各种各样产生于农业废弃物、工业副产品、天然材料及改性生物高分子的低成本吸附剂已经得到发展和应用，常见的吸附剂有活性炭、活化煤、焦炭、煤渣、树脂、木屑等。Nah等采用氧化铁修饰合成具有磁性的沸石对Pb(ll)具有高的吸附能力，在较宽的pH值范围内(5〜11)有较好的化学阻抗作用。Aklil等利用改性天然材料在pH=5时进行吸附，取得好的吸附效果。Lee等采用工业副产品如粉煤灰、废铁、铁渣及水合二氧化钛等吸附重金属废水，取得高的去除率。Gupta等考察了一种由制糖工业产生的甘蔗渣烧成的灰对Cd(ll)和Ni(ll)去除率的影响，在pH从6.0〜6.5的范围内去除率较高。Igwe等使用玉米壳对Pb2+、Cd2+、Zn2+进行了吸附，吸附量分别达到456,493.7,495.9mg/g。Crini研究了一系列以多糖为基础的材料对废水屮金属离子的吸附，结果表明，交联壳聚糖对Cd2+、Cu2+、As5+的吸附分别达到了150,164,230mg/g;交联淀粉凝胶对Pb2+和Cu2+的吸附分别达到了433,135mg/g;氧化铝/壳聚糖复合材料对Cu2+的吸附达到了200mg/goEssawy和Ibrahim制备了一种高分了水凝胶，对金属离了的去除顺序为Cu(ll)>Ni(ll)>Cd(ll)o4•膜过滤法膜分离过程是物质透过或被截留于膜的过程，近似于筛分过程。按分离离子大小,可分为微滤、超滤、反渗透、纳滤等。膜分离法具有无物相变化，能量转化效率 高，不消耗化学试剂，常温操作，不消耗热能等优点。Juang和Shiau研究了壳聚糖改性膜对模拟废水中Cu(ll)和Zn(ll)去除，结果表明，在pH8・5〜9・5时，100%的Cu(ll)和95%的Zn(ll)被截留。Saffaj等使用低成本的ZnAI2O4-TiO2UF膜对模拟液中的Cd(ll)和Cr(lll)进行吸附,Cd(ll)的去除率达到93%,Cr(lll)的去除率达到86%oLv等研究了两性的聚苯并咪畔纳米中空纤维膜对阴阳离子的去除，90%以上溶解物能够被阻截下来。#p#分页标題#e#Barakat等考察了竣甲基纤维索和超滤膜对废水屮Cu(ll)、Ni(ll)和Cr(lll)的去除,在碱性条件下，它们的去除率能达到90%以上。WenruiZuo等研究了多种膜在分离和降低重金属污染方面的性能，结果表明，UF的渗透能力没有MF好，RO在废水处理方面比NF要强。邱运仁等以聚丙烯酸钠为络合剂，采用芳香聚酰胺膜为超滤膜，Cu2+的截留率达到97%以上。张志军等针对太湖地区日益提高的电镀废水排放标准，提出采用混凝■微滤膜过滤组合工艺来去除电镀废水中的铜和鎳。电镀废水中Cu2+质量浓度为57.6mg/L,Ni2+质量浓度为42.Omg/L,采用FeS04混凝剂及PVDF微滤膜处理后，出水中Cu2+和Ni2+质量浓度为0.15,0.87mg/L,低于国家《污水综合排放标准》一，级排放标准要求，同吋具有较强的经济适用性。5•其它方法近年來国外自些学者研究了一些新型的废水处理技术，如光催化法和电渗析法等。5.1光催化法光催化法是一种借助具有半导体性质的悬浮液将太阳能转化成化学能的方法，它在治理环境污染方面具有快速、高效等特点。Barakat等研究了用紫外辐射过的二氧化钛悬浮液光催化來破坏氧化络合物，同时降低铜离了的含量。结果显示，游离铜离子(10—2mol/L)在3h内完全去除。Cu2+和CN—的浓度越高，他们的去除率越大，当Cu2+:CN—的摩尔比率为10：1时，离子去除完全。Rengaraj等采用溶胶■凝胶法制备了一种新型的光催化剂二氧化钛镀钱。它被用来在紫外的照射下光催化还原Cr(VI)o结果显示，二氧化钛晶体中有枚的存在可以提高Cr(VI)的光催化还原能力。为了克服TiO2能量的有限，Yoon等研究了将二氧化钛作为阳极固定起來。固定的二氧化钛电极能够将溶液中有毒的Cr(VI)转化为无毒的Cr(lll),在光催化下， pH为3,反应2h,转化率能达到98%。5.2电渗析(ED)电渗析是一种利用电势的不同，将溶液中不同的离子通过离子交换进行分离的膜分离过程。Mo・hammadi等研究了在不同的浓度下，用实验室电渗析室，考察了流量、温度、电压对两种渗透膜去除效率的影响。结果表明，增加电压和温度，性能提高;增加流量，反而降低分离比例。浓度大于500mg/L时，浓度对分离比例的影响减弱。Jakobs-en研究了电渗析去除废水污泥中Cd2+的工艺。将废水污泥加入到一个电动直流区域，搅拌。液体与固体(mL/g新鲜污泥)的比值是介丁订・4〜2。实验进行了污泥悬浮在蒸镭水、柠檬酸和硝酸溶液的研究。结果表明，Cd2+在3个实验中的去除效率分别为69%,70%和67%OMohammadi等研究了电渗析过程对锌、铅和珞离子的去除情况，结呆发现，电渗析效果跟离子的种类没有关系，主要取决于反应条件和渗析室结构。6•结论化学沉淀法具有成本低、试剂來源广、低能耗、操作过程简单、金属离子去除率高，可分步沉淀回收金属离子等优点，在废水处理中应用广泛。但化学沉淀法会产生大量污泥，容易对环境造成二次污染。近年來，膜过滤法、吸附法、离了交换法等新型方法在电镀废水的处理方面受到了广泛关注，这些新型的方法在去除金属离子的同时又不会对环境造成二次污染。但是，它们同时存在着设备复杂、成本和能耗高、选择性低及操作时间长以等缺点，固而在推广应用上受到一定限制。笔者认为当前首要任务是寻找新型的选择性高的沉淀剂，既能完全沉淀金属离子，使金属离子较容易回收，还不会对环境造成二次污染。'