电镀废水处理现状及国家相关政策
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1.电镀废水现状
电镀行业是通用性强、使用面广、跨行业、跨部门的重要加工工业和工艺性生产技术。电镀可以改变金属或非金属制品的表面属性,如抗腐蚀性、外观装饰性、导电性、耐磨性、可焊性等,广泛应用于机械制造工业、轻工业、电子电气工业等,某些特殊功能镀层,还能满足国防尖端技术产品的需要。
我国电镀企业分布广泛,30%在机械制造业,20%在轻工业,20%在电子电气工业,其余分布在航空、航天及仪器仪表等行业。我国电镀加工中应用最广的品种是镀锌,占45-50%,镀铜、镀镍、镀铬占30%,转化膜占15%,电子产品镀铅、锡、金约占5%。
我国电镀企业总数在10000个以上,职工50万人。较正规的生产线超过5000条,年加工生产能力2.5亿~3亿平方米,电镀行业的年产值为100亿元。超过100万m2的大型企业不足600家。
长期以来,我国电镀行业以大量消耗资源的粗放型经营为特点,这不仅对环境造成了污染和危害,也使企业效益低下,难以持续发展。与国外相比,我国电镀行业存在的差距主要体现为:
(1)金属原料利用率低,资源浪费严重。如在装饰镀铬中,我们的铬酐利用率平均在10%左右,国外装饰镀铬的铬酐利用率平均水平为24%,镀锌的锌板和氧化锌的利用率也只有80%,国外的平均水平为90%.
(2)物料流失多,污染严重,处理费用高。未被利用的电镀原材料被作为废物排放,这些有毒有害的重金属和氰化物,不仅污染环境,而且处理起来还需投入大量的费用。据有关资料分析,在物料流失中,被漂洗水带走的原料所占比例最大。装饰镀铬的铬酐被漂洗水带走的为59%左右,镀硬铬为40%左右,镀锌的锌被漂洗水带走的为10%左右。目前,我国每年含重金属电镀废水的排放量约4亿吨左右,以最低处理成本1元/t 计,每年的处理费在4亿元以上。
(3)电镀单位面积的物耗、能耗和用水量高。以用水量为例,据报道,国外电镀1m2的镀件用水量为0.08t,我国最低用水量为0.3t/ m2,平均用水量为0.82t/ m2,是国外的10倍。
表1、2是电镀行业一些具体污染指数。
表1.金属表面处理业排污系数
a,产污系数,即污染物产生系数,指在典型生产条件下,生产单位产品(或使用单位原料等)所产生的污染物量。
b.排污系数,即污染物排放系数,指在典型工况条件下,生产单位产品(使用单位原料)所产生的污染物量经末端治理设施消减后的残余量,或生产单位产品(使用单位原料)直接排放到环境中的污染物量。当污染物直排时,排污系数与产污系数相同。
C,HW17危险废物,废电镀溶液,镀槽淤渣,电镀水处理污泥,表面处理酸碱渣,氧化槽渣,磷化渣,亚硝酸盐废渣
表2.电镀废水的种类、来源和主要污染水平
2.电镀废水处理现状
2.1 化学处理法
2.1.1 含氰废水的处理
含氰废水处理主要为氯系处理、氧系处理、氯氧结合处理方法。
1、氯系处理法氯系法破氰分为两个阶段:第一阶段是将氰化物氧化成氰酸盐(CNO-),CNO-的毒性比CN-的毒性小的多。第二阶段是将氰酸盐进一步氧化分解成二氧化碳和氮气。
作为氯系处理含氰废水的氧化剂为液氯、次氯酸钠、二氧化氯等。二氧化氯有较强的氧化性,其活性为氯的2倍多。在破氰反应时,同时利用氧化还原原理,还可除去水中的部分阴离子,如S2-、SO
3
2-、NO3-和部分阳离子,如Fe2+、Mn2+、Ni2+。
2、臭氧处理法
用臭氧处理含氰废水,一般分为二级处理。第一级将氰氧化CNO-,第二级再
将CNO-氧化为CO
2和N
2
。由于第二阶段反应慢,需要加入亚铜离子作为催化剂。
臭氧处理含氰废水,处理水质好,不存在氯氧化法的余氯问题,污泥少,但电耗大,设备投资高,工程实际应用较少。
2.1.2 含铬废水的处理
1、铁氧体法
铁氧体法处理含铬废水是向废水中投加硫酸亚铁,使废水中的六价铬还原成三价铬,然后投碱调整废水pH值,使废水中的三价铬以及其他重金属离子(以 Mn+表示)发生共沉淀现象。在共沉淀时,溶解于水中的重金属离子进入铁氧体晶体中,生成复合的铁氧体。
采用铁氧体法一般侧重于处理六价铬、镍、铜、锌等重金属离子废水
铁氧体法处理含铬废水的特点是:硫酸亚铁货源广,价格低,处理设备简单,污泥不会引起二次污染,但试剂投加量大,产生的污泥量大,污泥制作铁氧体时技术条件难控制,耗能多,处理成本高。
2、亚硫酸盐还原法
用亚硫酸盐处理电镀废水,主要是在酸性条件下,使废水中的六价铬还原成三价铬,然后调整pH值,使其形成氢氧化铬沉淀而除去,废水得到净化。常用的亚硫酸盐有亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠。
该方法的特点是:处理后水能达到排放标准,并能回收利用氢氧化铬,设备和操作较简单。
技术条件与参数:
(1)废水的酸化亚硫酸盐还原六价铬必须在酸性条件下进行。当pH值≤2.0时,反应可在5min左右进行完毕;当pH值在2.5~3.0时,反应时间在30min左右;当pH值≥3.0时,反应速度很慢。在实际生产中,一般控制废水pH值在2.5~3.0,反应时间控制在20-30min为宜。
(2)亚硫酸盐投加量表3为亚硫酸盐与六价铬的理论投药比与实际投加量的情况。
表3.亚硫酸盐与六价铬的投量比
(3)废水经酸化、还原反应后,加碱调整废水的pH值,使氢氧化铬沉淀,一般控制pH值为7~8,其反应时间为20min。
(4)沉淀剂的选择常用氢氧化钙、碳酸钠、氢氧化钠等均可使三价铬成为氢氧化铬沉淀。采用石灰,价格便宜,但反应慢,且生成泥渣多,泥渣难以回收。采用碳酸钠,投料容易,但反应时会产生二氧化碳。氢氧化钠成本高,但用量少,泥渣纯度高,容易回收。因此一般采用氢氧化钠作沉淀剂,浓度取20%。
3、硫酸亚铁-石灰法
硫酸亚铁是一种强酸弱碱盐,水解后呈酸性。硫酸亚铁与六价铬发生氧化还原反应,生成三价铬,当用石灰提高PH值至7.5~8.5时,即生成氢氧化铬沉淀。当pH值>3时,Fe3+即生成大量沉淀,生成的氢氧化铁有凝聚作用,有利于其他沉淀物的沉降。
硫酸亚铁处理含铬废水的运行条件见表4。反应时间为,连续处理时不小于30min;间歇处理时为2~4h。
表4.硫酸亚铁处理铬废水的运行条件