葛 鑫

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1 電鍍廢水概述

電鍍車(chē)間生產(chǎn)過(guò)程中,會(huì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理、電鍍、后處理三個(gè)部分,其中鍍件清洗水、電鍍廢液、設(shè)備清潔水、冷凝水、滲漏水都可以被歸納為電鍍廢水中的一員。鍍件清洗環(huán)節(jié)中,工作人員需要將鍍件上的油污、雜質(zhì)、銹斑清除掉,就要用到酸、堿或表面活性劑,因此,鍍件清洗水中主要是酸、堿、表面活性劑、油類(lèi)物質(zhì)等。電鍍環(huán)節(jié)中,工作人員需要通過(guò)電解反應(yīng)來(lái)為鍍件上金屬或合金鍍膜,且完成鍍膜后還要進(jìn)行多次反復(fù)洗滌,電鍍廢水中的重金屬物質(zhì)主要來(lái)源于這一環(huán)節(jié)。后處理環(huán)節(jié)中,工作人員需要對(duì)完成電鍍的工件進(jìn)行著色、封閉等處理,提高電鍍件的耐腐蝕、耐磨損程度,提高電鍍件的美觀程度。這一環(huán)節(jié)是電鍍廢水有機(jī)物、絡(luò)酸根成分出現(xiàn)的主要環(huán)節(jié)。電鍍廢水中含有大量的重金屬等污染物,這些污染物進(jìn)入水體后會(huì)沿著食物鏈逐漸富集到人類(lèi)體內(nèi),成為損傷人類(lèi)呼吸、神經(jīng)、消化等系統(tǒng)功能的元兇,并且重金屬污染物難以進(jìn)行生物降解,毒害程度較高。除了重金屬物質(zhì)外,電鍍廢水中還存在酸堿度的問(wèn)題,無(wú)論是酸類(lèi)物質(zhì)還是堿類(lèi)物質(zhì),進(jìn)入自然水體后都會(huì)影響水體的酸堿度,對(duì)水體中的微生物、植物、動(dòng)物生長(zhǎng)環(huán)境造成破壞。

2 電鍍重金屬?gòu)U水的治理技術(shù)應(yīng)用

治理廢水的技術(shù)無(wú)非物理類(lèi)、化學(xué)類(lèi)、生物類(lèi)、綜合類(lèi)四種:

2.1 物理類(lèi)治理技術(shù)應(yīng)用 物理類(lèi)治理技術(shù)在面對(duì)電鍍廢水中的重金屬物質(zhì),可用的方法基本集中在分離領(lǐng)域,無(wú)論是膜分離法、反滲透法還是蒸發(fā)濃縮法,都是在分離重金屬和水體,對(duì)重金屬進(jìn)行回收。其中膜分離法是一種無(wú)二次污染、環(huán)境友好程度高、處理效果佳、設(shè)備占地面積小的技術(shù),但存在膜組件壽命短、容易堵塞、容易被污染的問(wèn)題,進(jìn)行定期反沖洗、藥洗又會(huì)增加治理成本。反滲透法是一種利用滲透壓實(shí)現(xiàn)重金屬分離和回收的技術(shù),去除效率高,但也存在反滲透膜的運(yùn)維和成本問(wèn)題。蒸發(fā)濃縮法屬于物理分離領(lǐng)域中比較特殊的一類(lèi),膜分離和反滲透法都是讓污染物離開(kāi)水體,蒸發(fā)濃縮法是讓水體離開(kāi)污染物。蒸發(fā)濃縮法的的處理效果不如膜分離和反滲透法,能耗、成本都比較高,需要配合其他技術(shù)去應(yīng)用。

2.2 化學(xué)類(lèi)治理技術(shù)應(yīng)用 化學(xué)類(lèi)治理技術(shù)在面對(duì)電鍍廢水中的重金屬物質(zhì)時(shí),通常采用轉(zhuǎn)變物質(zhì)價(jià)態(tài)的方式來(lái)讓重金屬物質(zhì)更容易被去除。無(wú)論是化學(xué)反應(yīng)沉淀,還是氧化還原、離子交換,都是在讓重金屬物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化的情況下對(duì)重金屬進(jìn)行去除和回收的。應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)沉淀法需要向水體中投放化學(xué)試劑,讓重金屬物質(zhì)發(fā)生變化,比如六價(jià)鉻反應(yīng)成三價(jià)鉻,讓重金屬物質(zhì)形成毒性低的沉淀物被回收。但這種方法會(huì)消耗大量的藥劑,還會(huì)產(chǎn)生大量的沉淀物,去除效果較為優(yōu)秀但形成二次污染的可能性較高。離子交換法是一種利用交換基團(tuán)來(lái)促使重金屬離子進(jìn)行交換的技術(shù),是重金屬?gòu)U水的常見(jiàn)處理技術(shù),但在重金屬濃度過(guò)高時(shí)樹(shù)脂交換柱容易過(guò)飽和,更適合使用在濃度較低的廢水處理中。而且離子交換法設(shè)備的占地面積較大,存在二次污染問(wèn)題,但處理效果較好,端看電鍍廠實(shí)際情況和需求如何。吸附法是利用吸附劑或化合鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)重金屬脫除的技術(shù),物理吸附常用活性炭、煤粉等大孔吸附劑,但這些吸附劑的脫附困難,吸附處理成本高;化學(xué)吸附常用活性高錳酸鉀球、殼聚糖等,可與重金屬離子形成穩(wěn)定的螯合物,從而從電鍍廢水中去除大量的重金屬物質(zhì)。

2.3 光催化氧化治理技術(shù)應(yīng)用 光催化氧化技術(shù)是一種促使重金屬價(jià)態(tài)變化來(lái)去除水體中重金屬物質(zhì)的技術(shù),常見(jiàn)的催化劑包括氧化亞鐵、氧化鋅等,同時(shí)需要借助紫外線的力量進(jìn)行催化。光催化氧化技術(shù)的應(yīng)用效果很優(yōu)秀,對(duì)電鍍廢水中的重金屬物質(zhì)去除率基本在90%以上,但這種治理技術(shù)的成本較高,且容易產(chǎn)生二次污染。

2.4 生物治理技術(shù)應(yīng)用 在重金屬?gòu)U水的治理領(lǐng)域中,微生物并不能如降解有機(jī)物那樣處理重金屬物質(zhì),生物治理技術(shù)的形式主要是生物絮凝、生物吸附和植物修復(fù)法。生物絮凝利用的是微生物代謝物,部分代謝物能夠代替化學(xué)藥劑促使重金屬物質(zhì)的沉淀;生物吸附法利用微生物細(xì)胞本身具有的吸附能力,讓重金屬元素能夠從水體中剝離出來(lái);植物修復(fù)法在水體中的應(yīng)用方式與其在土壤中的應(yīng)用方式相似,都是利用植物根系的富集、吸收、轉(zhuǎn)移能力。生物治理技術(shù)普遍存在處理速度慢,但成本較低、二次污染可能性低的特點(diǎn),需要與其他技術(shù)配合使用提高處理效率。

3 電鍍重金屬?gòu)U水治理技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向

目前,電鍍重金屬?gòu)U水治理技術(shù)中存在處理效率、效果佳的技術(shù)成本高、容易二次污染,成本低、不容易二次污染的技術(shù)處理效率和效果有限的問(wèn)題,似乎處理效果和運(yùn)行效果難以兼顧,進(jìn)行兩類(lèi)技術(shù)的綜合應(yīng)用也許是未來(lái)重金屬?gòu)U水治理技術(shù)的主要發(fā)展方向之一。在單一治理技術(shù)領(lǐng)域中,進(jìn)行技術(shù)、藥劑、設(shè)備的完善,提高重金屬的處理效率,也是提高電鍍廢水治理效果的主要發(fā)展方向之一。比如膜分離技術(shù)中改善膜材料性能,調(diào)整設(shè)備運(yùn)行方式降低膜污染的程度等。

結(jié)束語(yǔ)

重金屬是一種難降解、會(huì)隨著食物鏈積累的物質(zhì),在這自然界中較難自然凈化,改變重金屬物質(zhì)價(jià)態(tài)、從水體中分離重金屬、降低重金屬毒性基本上是處理重金屬?gòu)U水的主要方式。電鍍行業(yè)是生產(chǎn)生活領(lǐng)域中不可獲取的環(huán)節(jié),是制造業(yè)中尚無(wú)法取代的環(huán)節(jié),但治理電鍍廢水、治理水污染問(wèn)題又勢(shì)在必行,因此從技術(shù)領(lǐng)域提高治理效果是最佳途徑。