金屬表面處理廢水的處理方法

姚國勤

(蘇州市吳江區(qū)環(huán)境保護局， 江蘇 蘇州 215200)

1 引言

金屬表面處理的廢水包括含鉻廢水、含鋅染色廢水、酸堿廢水和其它電鍍廢水，也有其對應的處理方法，當然，許多方法也是可以通用的。

2 含鉻廢水處理方法

2.1 生物法

含鉻廢水中鉻的存在形式有三價鉻和六價鉻，其中六價鉻的危害性更大。而人工培養(yǎng)的功能菌具有酶的催化轉(zhuǎn)化作用、絮凝作用、靜電吸附作用、共沉淀作用和對溶液pH值的緩沖作用。生物法操作簡單，設備安全可靠，可回收利用污泥金屬，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。生物吸附劑可分離回收重金屬，也能反復使用。微生物絮凝法重在其安全無毒，不產(chǎn)生二次污染。并且微生物生長快，易于實現(xiàn)工業(yè)化。當然，植物也在處理含鉻廢水中起到重大作用。鳳眼蓮對重金屬有很強的耐毒性和積累能力，是國際上公認和常用的一種治理污染的水生漂浮生物。

2.2 膜分離法

膜分離法需要分離介質(zhì)以及各種推動力(如電位差、壓力差、濃度差等)。目前來看，工業(yè)上應用較多以及應用較為成熟的有反滲透、超濾、液膜、電滲析。膜分離法是一種新型的高分離，提純濃縮及凈化技術。雖發(fā)展較為迅猛，但仍未處于廣泛應用階段，其技術還未完全成熟，尚且需要科研工作者進一步的努力。

2.3 活性炭吸附

活性炭在工業(yè)上以及生活上的應用也日益廣泛，里面的含碳物質(zhì)具有發(fā)達的孔隙結(jié)構以及優(yōu)良的吸附性能，其化學性能也比較穩(wěn)定。在處理廢水過程中，其先對吸附材料進行處理活化，然后再對六價鉻進行吸附，最后再對吸附材料進行再生處理。當pH<3時，活性炭的碳原子能將毒性較大的六價鉻還原為毒性相對較小的三價鉻。因此可用酸性物質(zhì)對吸附六價鉻飽和的活性炭進行再生，把六價鉻解吸為三價鉻。

活性炭吸附技術操作簡單，無二次污染。據(jù)資料顯示，用活性炭填充反應柱的方法處理含鉻廢水，其六價鉻去除率高達98%。但是其壽命較短，處理費用較高，耗費酸堿量大，再生效率較低。

2.4 電解還原法

陽極鐵在電流作用下可產(chǎn)生大量的亞鐵離子，而陰極板上則會產(chǎn)生氫氣，此時電解液處于酸性環(huán)境，亞鐵離子就能將六價鉻還原為三價鉻。三價鉻在pH值為7.0～10.5之間時，與廢水中的氫氧根結(jié)合形成穩(wěn)定沉淀，此時廢水的pH值得到穩(wěn)定，鉻元素也能被分離出來。

電解還原法操作簡單，但是其耗能耗電，運輸轉(zhuǎn)運費用較高。另外電解法只適用于六價鉻離子含量小于100 mg/L的廢水。若不符合這個標準，鐵陽極極易鈍化，反而降低了廢水處理效率。

3 酸堿廢水處理方法

3.1 中和法

中和處理應用于低濃度的酸堿廢水。有酸堿之類的條件時，可利用廢堿中和酸性廢水，利用廢酸中和堿性廢水，或酸堿廢水相互中和，即遵循“以廢治廢”的原理。當然，若沒有這些條件時，也可適當采用中和劑廢水來進行酸堿廢水的處理。

3.2 回收利用法

回收利用應用于高濃度的酸堿廢水。目前企業(yè)回收利用酸堿廢水的方法主要有：自然結(jié)晶法、冷凍結(jié)晶法、浸沒燃燒高溫結(jié)晶法以及真空濃縮冷凍結(jié)晶法。如果廢水含量較大，則適合采用熱效率高的浸沒燃燒高溫結(jié)晶法，但其對防腐蝕要求較高，過程中必須有可燃氣體來源，也會產(chǎn)生含量較大的酸霧。若需要自動化程度較高的設施，可采用真空濃縮冷凍結(jié)晶法和自然結(jié)晶法。這兩種方法相對于浸沒燃燒高溫結(jié)晶法可有效解決產(chǎn)生酸霧較大的問題，但通過回收利用得到的再生酸濃度較低。

3.3 滲析法、離子交換法

這是相對新型的廢水處理方法。其目的是想通過離子交換膜，改變廢水的pH值，使電解液最大可能地處于6～9之間，這樣才符合排入水體的標準。對農(nóng)業(yè)影響：廢水會使土壤酸堿化或鹽堿化，對農(nóng)作物造成危害。對漁業(yè)影響：廢水直接對水體的pH值產(chǎn)生干擾，影響了水生生物生長，進而降低了漁業(yè)的生產(chǎn)。對工業(yè)影響：若廢水不加治理直接排出，則會造成管渠和構筑物的腐蝕。

4 含鋅廢水處理方法

4.1 鐵氧體法

鐵氧體法顧名思義即為鐵離子與其它金屬離子組成的氧化物固溶體。因為形成鐵氧體所需的工藝條件不同，因此也有對應的不同的處理方法。一般來說有中和法和氧化法。中和法可以通過適當控制廢水中亞鐵離子和鐵離子的濃度等條件來形成鐵氧體；而氧化法是通過加熱與通入氧氣氧化來實現(xiàn)對廢水的處理。若要考慮到設備建設。中和法可以不必增加設備，而氧化法則需要增添設備，相對來說中和法的投資費用較低。

4.2 混凝沉淀法

“混凝沉淀”分為兩個步驟，“加入混凝劑”“形成氫氧化物絮凝體”。工業(yè)上比較常用的混凝劑有:石灰，鋁鹽，鐵鹽等。在pH值為8～10的弱堿性條件下，混凝劑會對鋅離子起到絮凝作用而形成共沉淀析出。

4.3 硫化沉淀法

硫化沉淀法對硫加入量有嚴格要求，按理論上來說硫加入量計算過量50%～80%。若硫加入量過少，則會降低二價硫離子與重金屬離子之間的親和力，這樣就不易生成濃度積小的硫化物沉淀，降低了廢水的處理效率。若硫加入量過多，過量的硫會與廢水中的某些重金屬離子生成溶于水的絡合離子，進而降低了處理效果。如果要避免這一現(xiàn)象可以選擇往廢水中加入亞鐵鹽。

4.4 吸附法

吸附法在前面提到過，是屬于處理含鉻表面廢水的一種處理方法。生活中較常用的是活性炭及磺化媒，腐植酸，海泡石，聚糖樹脂等這類傳統(tǒng)吸附型吸附材料。當然在知識，產(chǎn)品創(chuàng)新的時代，人類也相繼開發(fā)出新型的具有吸附能力的吸附材料。如:陶粒，硅藻土，浮石，泥媒等。由于新型材料具有的獨特特點，有一些也已應用到工業(yè)生產(chǎn)中。

4.5 生物吸附法

上面談到了新型材料以及傳統(tǒng)材料的吸附性能。許多有特定獨特結(jié)構的微生物也被用來吸附廢水中的有害物質(zhì)。能用于這項技術的微生物一般都具有一定的線性結(jié)構，且表面具有較強的親水性，疏水性以及較高的電荷。能與顆粒通過各種作用(比如離子鍵，吸附等)相結(jié)合。近幾年國內(nèi)關于用微生物處理金屬廢水的研究也進行了許多，但都主要集中于基因工程菌的構造、純菌種的分離提取、混合菌的培養(yǎng)等方面。

5 電鍍廢水處理方法

5.1 堿性氯化法

堿性氯化法采用氯氣或者是液氯，漂白粉將電鍍廢水中的氰化物氧化成二氧化碳和氮氣等無毒無害物質(zhì)。這項技術技巧性較高。pH值不同的情況下要進行不同的操作。第一階段是在pH值大于10的強堿性環(huán)境下，將氰化物氧化成氰酸鹽。這一過程稱作不完全氧化。而第二階段則是要在pH值大于8.5的弱堿性環(huán)境下進行。即進一步將第一階段得到的氰酸鹽氧化分解為二氧化碳和氮氣，這一過程稱為完全氧化。因為材料的特殊性以及過程的復雜性，該方法的實踐性能不高。如:液氯存儲困難，易腐蝕設備，水泵易堵塞。

5.2 蒸發(fā)濃縮

該方法所遵循的原理是通過蒸發(fā)手段減少鍍液中的水分進而達到鍍液濃縮并加以回收和利用。后者是利用固液分離原理，將金屬鹽以晶體形式在鹽類物質(zhì)過飽和溶液中析出，以達到去除或回收利用有價值物質(zhì)的目的。

5.3 臭氧氧化法

臭氧容易分解釋放出原子氧，而原子氧的氧化性很強，從而強化了氰化物的氰化過程。臭氧將廢水中氰化物等含氰物質(zhì)氧化成無害無毒的氮氣，進而將氰化物去除。這個方法有諸多優(yōu)點，如:這個過程不會產(chǎn)生二次污染、操作方便、水中溶解氧也可得到補充。當然，臭氧產(chǎn)生反應器復雜，成本也較高。鐵氰絡合物也不能被其去除。

6 結(jié)語

金屬表面處理廢水中含有磷、鐵離子、鋅、鉻、氨氮等有害物質(zhì)，其直接排放會對水，土壤造成嚴重污染。企業(yè)在保證經(jīng)濟發(fā)展的同時，也要顧及生態(tài)環(huán)境。傳統(tǒng)以及新型處理方法起著重大作用。當然也都有各自的優(yōu)缺點，相信在人才知識“爆炸”的時代，更多可實施性高的實驗方案會相繼應用到社會中，以實現(xiàn)企業(yè)和生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。