黃小惠 霍曉源 王石磊 (珠海力合環境工程有限公司,廣東 珠海 519015)
電鍍生產工藝由前處理、電鍍和后處理三個工藝組合而成,這些工藝的進行過程中都有廢水產生。第一,金屬進行電鍍處理后需要進行清洗,這些清洗工件的水是電鍍廢水的重要組成部分,這部分電鍍廢水中含有重金屬離子和少量的有機物。第二,對金屬進行電鍍的過程中會產生一些廢棄或者失效的電鍍液,這部分廢水雖然量很小但是污染性較大。第三,清潔車間設備后所產生的廢水,這部分廢水中也含有電鍍過程中遺留的電鍍液等污染性物質。
電鍍廢水的成分復雜,其中包括前處理過程中除銹、除蠟等工藝產生的前處理廢水;還包括電鍍過程中產生的含氰、含鉻等重金屬廢水;有含添加劑、光亮劑等有機物的廢水。其復雜的組成成分使電鍍廢水具有污染性較強、危害較大的特點,電鍍廢水嚴重影響了生態環境和人們的身體健康。
上面已經講了電鍍廢水對人們的身體健康有較大傷害,下面針對比較典型的電鍍廢水講一下它們的危害。含氰廢水中的氰化物是毒性非常大的物質,它與酸發生反應會生成毒性更強的氫氰酸,這種物質在0.05mg/L的濃度下就會引起人的短時間頭疼和心率不齊,高濃度甚至導致死亡,含氰廢水影響著水生生物的生命,用這種廢水灌溉農作物會使農作物減產[1]。含鉻廢水中的六價鉻對人有較大危害,其對人體皮膚、呼吸系統和內臟有較大的損害。鋅在電鍍行業中使用較多,含鋅廢水會導致植物的富積,過量的鋅會引起炎癥,使人乏力。含銅廢水會抑制水體的自行凈化,銅對人體的細胞生長和內分泌腺功能有較大的影響。含鎳廢水則對人的脊髓、腦、肺、和心臟有較大影響。
電鍍廢水中常規的處理技術有化學沉淀法、氧化還原法、離子交換法和電解法等化學方法。第一,化學沉淀技術。通過向電鍍廢水中加入化學試劑與電鍍廢水中的污染物發生化學反應生成沉淀,再將沉淀分離出來達到凈化電鍍廢水的目的[2]。例如:向電鍍廢水中加入氫氧化物與電鍍廢水發生反應生成氫氧化物沉淀予以分離,或者是向廢水中加入鋇鹽與廢水發生反應生成鋇鹽沉淀予以分離。第二,氧化還原法。該方法是利用氧化還原反應治理電鍍廢水,通過向電鍍廢水中加入合適的化學試劑,與電鍍廢水中的污染物發生氧化還原反應,使本來有毒害的物質變為無毒無害的物質。例如:向廢水中加入還原劑與廢水中的六價鉻發生反應,將六價鉻還原為無毒的三價鉻,然后再進行后續處理。氧化還原法還用于治理電鍍廢水中的氰,通過氧化還原反應使氰變為無毒害的二氧化碳和氮氣,從而達到凈化電鍍廢水的目的。第三,離子交換法。離子交換法是通過向電鍍廢水中加入交換劑,與廢水發生置換反應,活躍的原子置換出待處理的離子,從而達到凈化廢水的效果。在實際的應用過程中,離子交換劑有吸附和交換兩種作用,此方法適用于重金屬電鍍廢水,通過該方法不僅能夠凈化廢水而且能夠回收金屬。第四,電解法。給電鍍廢水施加電場,在電場的作用下正負離子各自向電場的陰極和陽極遷移,這樣金屬離子就在電場的陰極析出,達到凈化電鍍廢水的目的,這種處理方法操作簡單,無二次污染,能回收重金屬但是該方法耗電耗水比較大。
為了滿足人們日益增長的環保要求,人們不斷研究開發出鐵氧體法、膜分離技術、生物法等新的技術。第一,鐵氧體法。鐵氧體法的實質是氧化還原反應,以硫酸亞鐵做還原劑,加入過量的硫酸亞鐵與廢水中的金屬離子發生反應生成鐵氧體晶粒沉淀析出,達到凈化廢水的目的。這種處理方法能夠處理大量的廢水且處理效果好,但它的缺點是綜合效益較低,控制起來不方便。第二,膜分離技術。膜分離技術是利用膜的選擇透過性,對廢水的污染物進行分離,膜分離技術不需要添加化學試劑,操作方便,可以循環利用,缺點是膜的更換頻率較高。膜分離技術是一種較為綠色的電鍍廢水處理技術,它符合人們對環保的要求,有比較好的發展前景,膜技術具體包括反滲透、超濾、納濾和電滲析等。第三,生物法。生物法處理廢水主要是通過投加高降解能力的微生物,應對不同的廢水組成成分采用不同的微生物與污染物進行反應進行廢水處理;向染料廢水中投入營養物和基質類似物,營養物可以改善系統的運行能力,基質類似物能夠提高酶的活性,提高反應速度;利用基因工程投入遺傳工程菌酶,提高反應速度。生物法對于電鍍廢水中的重金屬有顯著的處理效果,缺點是微生物與污染物的反應速度較慢。
現在電鍍廢水的處理還存在二次污染等問題,為了解決這些問題,并保證人們的利益,電鍍廢水的處理會向更綠色、更節能、更經濟的方向發展,由于單一處理方法具有局限性,未來的電鍍廢水處理會是多種方法聯合使用,在應用過程中需要根據不同的情況選擇合適的聯合處理方法,在滿足電鍍廢水處理要求的前提下,提高企業的綜合效益。
[1]王文星.電鍍廢水處理技術研究現狀及趨勢[J].電鍍與精飾,2011(05):42-46.
[2]黃其祥,胡衍華,徐湊友,黃建輝.電鍍廢水處理技術研究現狀及展望[J].廣東化工,2010(04).
[3]胡翔,陳建峰,李春喜.電鍍廢水處理技術研究現狀及展望[J].新技術新工藝,2008.