電鍍含氰廢水處理中試試驗研究

周志強(qiáng)，張玉山（廈門溢盛環(huán)保科技有限公司，福建 廈門 361101）

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電鍍含氰廢水處理中試試驗研究

周志強(qiáng)，張玉山
（廈門溢盛環(huán)保科技有限公司，福建 廈門 361101）

摘 要：采用“反滲透+離子交換”為核心的組合工藝對電鍍含氰廢水進(jìn)行處理，系統(tǒng)凈化后的純凈水回到漂洗槽回用于漂洗，氰化物由于受到膜組件的截留而得到濃縮，濃縮液收集后可回收氰化物。

關(guān)鍵詞：電鍍含氰廢水；反滲透膜；離子交換

含氰廢水主要產(chǎn)生于稀有金屬冶煉和電鍍生產(chǎn)。在眾多的鍍種中，氰化電鍍是常用的鍍種之一，主要用于鍍鋅、鍍鉛、鍍鎘、鍍銅、鍍銀、鍍金。在含氰廢水中，除了含有劇毒的游離氰化物外，尚有銅氰、鎘氰、銀氰、鋅氰等絡(luò)合離子存在。廢水中CN-質(zhì)量濃度較高，還含有大量的重金屬、硫氰酸鹽等化合物，對外界水環(huán)境污染很嚴(yán)重。氰化物屬于劇毒物質(zhì)，CN-會與人體中高鐵細(xì)胞色素酶結(jié)合，生成氰化高鐵細(xì)胞色素氧化酶而失去氧的傳遞功能，在體內(nèi)引起組織缺氧而窒息［1］。氰化物對人的致死量因人而異，在0.5～3.5mg/kg［2］，對其他小動物、水生生物的致死量更小，嚴(yán)重威脅人、動物、水生生物的生命安全，破壞生態(tài)平衡。

由于氰化物強(qiáng)烈的毒性，有關(guān)含氰廢水的治理一直受到人們的極大重視。目前，見報道的含氰廢水處理方法主要有化學(xué)氧化（氯堿、二氧化氯、臭氧）、高溫水解、電解、離子交換、活性炭吸附、液膜和生物處理等［2］。近年來，作為高科技含氰廢水處理技術(shù)的膜分離法，由于具有能耗低、無二次污染和可實現(xiàn)污染物資源化等特點而日益受到人們的關(guān)注［3］。

膜分離技術(shù)是利用膜的選擇透過性，對廢水中的某些成分進(jìn)行分離去除的方法。利用膜分離技術(shù)對電鍍廢水處理可達(dá)到閉路循環(huán)，實現(xiàn)水的回用和重金屬的零排放或微排放，大大降低生產(chǎn)成本。膜技術(shù)因其凈化分離率高、無二次污染，且能回收重金屬，是一項很有發(fā)展前途的技術(shù)。目前，應(yīng)用于電鍍廢水處理的膜技術(shù)主要有反滲透、超濾、納濾、電滲析等，效果較好。膜分離作為一項高新技術(shù)在電鍍行業(yè)的鍍液及綜合廢水處理回用方面有著廣泛的應(yīng)用前景［4］。

本文從實際應(yīng)用角度出發(fā)，采用“反滲透 + 離子交換”為核心的組合工藝對廈門某電鍍廠電鍍含氰廢水進(jìn)行中試試驗，考察了其處理效果，為該技術(shù)的工程應(yīng)用提供了參考。

1 材料和方法

1.1 試驗廢水

試驗在廈門某電鍍廠進(jìn)行，試驗廢水為電鍍生產(chǎn)線排放的含氰漂洗水，主要為預(yù)鍍銅漂洗水和防置換漂洗水。

1.2 工藝流程

該中試試驗工藝包括預(yù)處理、反滲透膜分離及離子交換三部分，其中，預(yù)處理為“超濾 + 活性炭吸附”組合。工藝流程如圖1所示。

圖1 中試工藝流程

廢水輸入超濾器經(jīng)超濾膜分離得透析液，該透析液輸入活性炭罐利用活性炭吸附水中的有機(jī)物，而后透析液經(jīng)反滲透膜分離系統(tǒng)分離截留所有的離子得膜透過液和濃縮液，濃縮液進(jìn)入化學(xué)處理站，膜透過液經(jīng)陰樹脂床進(jìn)行陰離子樹脂交換，將殘留的微量氰化物從水中置換出來，再經(jīng)陽樹脂床進(jìn)行陽離子樹脂交換，將水中的陽離子交換同時釋放出H+，使水中pH為6～8，而后再經(jīng)混床進(jìn)行陰陽離子交換，得超純水，回用于生產(chǎn)線。

1.3 試驗方法及分析方法

采用“反滲透 + 離子交換”組合系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)工作，氰化物的檢測為進(jìn)水、反滲透膜濃縮液、離子交換床出水，以考察脫氰效果；pH、電導(dǎo)率的檢測為進(jìn)水、反滲透膜濃縮液、離子交換床出水，以考察回用水水質(zhì)；通過對反滲透膜前壓力、膜進(jìn)水流量、透過液流量的監(jiān)測，以考察膜通量的穩(wěn)定性。

分析方法采用國標(biāo)法：氰化物采用異煙酸-巴比妥酸分光光度法［5］；pH、電導(dǎo)率采用電極法；反滲透膜前壓力采用在線壓力表監(jiān)測；膜進(jìn)水流量、透過液流量采用在線流量計監(jiān)測。回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與討論

2.1 系統(tǒng)穩(wěn)定運行后氰化物的去除情況

系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，對不同時段進(jìn)出水進(jìn)行氰化物濃度監(jiān)測，分析系統(tǒng)脫氰效果，如表2、圖2所示。

表2 氰化物濃度

圖2 系統(tǒng)處理過程中氰化物濃度變化圖

由于試驗用水為生產(chǎn)線直接排水，每個漂洗槽排放周期不一致，導(dǎo)致進(jìn)水水質(zhì)在不同時段波動幅度較大，由此造成進(jìn)水與膜濃縮液中氰化物濃度產(chǎn)生波動，但從表2、圖2中可看出，出水中氰化物濃度的波動遠(yuǎn)小于膜濃縮液，且保持在低濃度狀態(tài)。從表2可以看出“反滲透 + 離子交換”組合系統(tǒng)對氰化物的脫除率穩(wěn)定維持在98%以上，由此可見系統(tǒng)對氰化物的截留效果很好。

2.2 系統(tǒng)穩(wěn)定運行后脫鹽情況

系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，對不同時段進(jìn)出水進(jìn)行電導(dǎo)率監(jiān)測，分析系統(tǒng)脫鹽效果，如表3、圖3所示。

由表3、圖3可以看出來水水質(zhì)不穩(wěn)定，導(dǎo)致膜進(jìn)水和膜濃縮液的電導(dǎo)率出現(xiàn)了一定的起伏，但離子交換床出水電導(dǎo)率穩(wěn)定維持約在0.06μs/cm，系統(tǒng)脫鹽率高達(dá)99%以上。試驗表明不穩(wěn)定的來水對出水電導(dǎo)率未造成影響，可見除了膜對脫鹽起主導(dǎo)作用外，離子交換床對鹽也具有一定的脫除效果，該工序的優(yōu)化保證了出水的穩(wěn)定性，使整個處理系統(tǒng)更完整、可靠。

表3 電導(dǎo)率

圖3 系統(tǒng)處理過程中電導(dǎo)率變化圖

2.3 系統(tǒng)穩(wěn)定運行后出水pH情況

系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，對不同時段的進(jìn)出水進(jìn)行pH監(jiān)測，分析系統(tǒng)出水是否達(dá)回用標(biāo)準(zhǔn)（見表4、圖4）。

表4 監(jiān)測點pH

圖4 系統(tǒng)處理過程中pH變化圖

由表4、圖4可以看出，膜進(jìn)水與膜濃縮液的pH均為9～10，呈堿性，且兩者比較接近，由此可見反滲透膜對降低pH無明顯效果。同時由圖4、表4可知，采用“反滲透 +離子交換”組合工藝對純粹膜工藝優(yōu)化后，出水pH得到很好控制，穩(wěn)定在7左右，達(dá)到了回用水要求，表明該組合工藝的選取確實可行。

2.4 系統(tǒng)穩(wěn)定運行后膜通量的穩(wěn)定性情況

采用膜技術(shù)處理廢水往往造成膜污染，導(dǎo)致膜堵塞，影響處理效果。從本試驗的運行情況來看，膜前壓力均穩(wěn)定在0.8MPa，膜進(jìn)水流量均穩(wěn)定在41.5LPM，透過液流量均穩(wěn)定在8LPM。可見，經(jīng)過3個月的連續(xù)運行，反滲透膜元件的通量穩(wěn)定，未發(fā)現(xiàn)明顯的膜堵塞。

3 結(jié)論

（1）采用“反滲透 + 離子交換”組合工藝系統(tǒng)對氰化物的攔截率高達(dá)98%以上，由此表明該系統(tǒng)對氰化物的脫除效果好且穩(wěn)定，該工藝的設(shè)計符合實際生產(chǎn)需求。

（2）系統(tǒng)脫除效果好，出水電阻率穩(wěn)定在16.9～17.3 MΩ·cm，符合生產(chǎn)純水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（電阻率≥5MΩ·cm），可直接回用于生產(chǎn)線。

（3）離子交換對水質(zhì)具有良好的pH調(diào)節(jié)效果，出水pH穩(wěn)定于中性，符合生產(chǎn)回用要求。

（4）采用“超濾 + 活性炭吸附”組合工藝作為預(yù)處理工藝，在系統(tǒng)設(shè)計工況下，反滲透膜的通量穩(wěn)定，3個月的連續(xù)試驗未發(fā)現(xiàn)明顯的膜堵塞。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 陳華進(jìn)，李方實.含氰廢水處理方法進(jìn)展［J］.江蘇化工，2005，33（1）：39-431.

［2］ 高大明.含氰廢水處理技術(shù)20年回顧［J］.黃金，2000，21（1）：46- 51.

［3］ Shen Z， Qian G， Wang R. Cyanide removal from wastewater using gas membranes: poilot scale study［J］. Water Environ Res.， 2004， 76 （1）:15-22.

［4］ 薛婧.電鍍廢水處理技術(shù)的研究進(jìn)展［J］.機(jī)械管理開發(fā)，2010，25（3）：71-80.

［5］ 國家環(huán)保總局編.水和廢水監(jiān)測分析方法［M］.中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

中圖分類號：X703

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1006-5377（2016）02-0028-03

Experimental Study on Plating Cyanogen-contained Wastewater Treatment

ZHOU Zhi-qiang， ZHANG Yu-shan