2010年七月由墨西哥領(lǐng)頭的“泄漏門(mén)”事件，鋪天蓋地的席卷了全世界，作為電鍍大國(guó)的中國(guó)也深深受到了“傷害”，我們幾乎每天都可以看到網(wǎng)上關(guān)于“松花江化學(xué)桶”打撈的新聞，每天都可以看到戰(zhàn)斗在一線的大連清油工人們的最新動(dòng)態(tài)，一張張觸目驚心的照片在警示著我們端正環(huán)保的態(tài)度已經(jīng)刻不容緩。為此小編應(yīng)網(wǎng)友的需求，精心的準(zhǔn)備了這份關(guān)于電鍍行業(yè)重金屬?gòu)U水處理技術(shù)的文章，本文介紹了電鍍重金屬?gòu)U水的各種常用處理技術(shù),及今后的此項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，希望可以充實(shí)大家的知識(shí)，對(duì)日常生產(chǎn)和工作有所幫助?
電鍍廢水的治理在國(guó)內(nèi)外普遍受到重視,研制出許多治理技術(shù)?隨著電鍍工業(yè)的快速發(fā)展,和環(huán)保要求的日益提高,目前,電鍍廢水治理已開(kāi)始進(jìn)入清潔生產(chǎn)工藝?總量控制和循環(huán)經(jīng)濟(jì)整合階段?
一?重金屬?gòu)U水常用處理技術(shù)的現(xiàn)狀
(一)化學(xué)法從近幾十年的國(guó)內(nèi)外電鍍廢水處理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,電鍍廢水有80%采用化學(xué)法處理,化學(xué)法處理電鍍廢水,是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的電鍍廢水處理技術(shù),技術(shù)上較為成熟?化學(xué)法包括沉淀法,氧化還原法,鐵氧體法等,是一種傳統(tǒng)和應(yīng)用廣泛的處理電鍍廢水方法,具有投資少,處理成本低,操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn),適用于各類電鍍金屬?gòu)U水處理?但化學(xué)法的最大不足之處,是生產(chǎn)用水不能回收利用,浪費(fèi)水資源且占用場(chǎng)地較大?
1.化學(xué)沉淀法?化學(xué)沉淀法是使廢水中呈溶解狀態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒闹亟饘倩衔锏姆椒?span lang="EN-US">,包括中和沉淀和硫化物沉淀等?該法是一種較為成熟實(shí)用的電鍍廢水處理技術(shù),且處理成本低,便于管理,處理后廢水可達(dá)標(biāo)排放?
(1)中和沉淀法?在含重金屬的廢水中加入堿進(jìn)行中和反應(yīng),使重金屬生成不溶于水的氫氧化物沉淀形式加以分離?中和沉淀法操作簡(jiǎn)單,是常用的處理廢水方法?
(2)硫化物沉淀法?加入硫化物使廢水中重金屬離子生成硫化物沉淀而除去的方法?與中和沉淀法相比,硫化物沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是:重金屬硫化物溶解度比其氫氧化物的溶解度更低,反應(yīng)PH值在7-9之間,處理后的廢水一般不用中和,處理效果更好?但硫化物沉淀法的缺點(diǎn)是:硫化物沉淀顆粒小,易形成膠體,硫化物沉淀在水中殘留,遇酸生成氣體,可能造成二次污染?
2.氧化還原法?向廢水中投加還原劑將高價(jià)重金屬離子還原成微毒的低價(jià)重金屬離子后,再使其堿化成沉淀而分離去除的方法?該法原理簡(jiǎn)單,操作易于掌握,但存在處理出水水質(zhì)差,不能回用,處理混合廢水時(shí),易造成二次污染,而且通用氧化劑還有供貨和毒性的問(wèn)題尚待解決?
3.鐵氧體法?鐵氧體法是根據(jù)生產(chǎn)鐵氧體的原理發(fā)展起來(lái)的處理方法?該法處理重金屬?gòu)U水,能一次脫除多種金屬離子,尤其適用于混合重金屬電鍍廢水的一次性處理,具有設(shè)備簡(jiǎn)單,投資少,操作方便等特點(diǎn),同時(shí)形成的污泥有較高的化學(xué)穩(wěn)定性,容易進(jìn)行微分離和脫水處理?此法在國(guó)內(nèi)電鍍業(yè)中應(yīng)用較廣,但在形成鐵氧體過(guò)程中需要加熱(約
(二)蒸發(fā)濃縮法?蒸發(fā)濃縮法是對(duì)電鍍廢水進(jìn)行蒸發(fā)?使重金屬?gòu)U水得以濃縮,并加以回收利用的一種處理方法,一般適用于處理含鉻?銅?銀?鎳等重金屬?gòu)U水,對(duì)含重金屬離子濃度低的廢水,直接應(yīng)用蒸發(fā)濃縮回收法能耗大,成本高?蒸發(fā)濃縮處理重金屬?gòu)U水一般是與其它方法并用,如常壓蒸發(fā)器與逆流漂洗系統(tǒng)的聯(lián)合使用處理電鍍廢水,可實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán),效果很好?蒸發(fā)濃縮法處理電鍍重金屬?gòu)U水,工藝成熟簡(jiǎn)單,不需要化學(xué)試劑,無(wú)二次污染,可回用水或有價(jià)值的重金屬,有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益,但因能耗大,操作費(fèi)用高,雜質(zhì)干擾資源回收問(wèn)題還待研究,使應(yīng)用受到限制?目前,一般將其作為其它方法的輔助處理手段?
(三)電解法:電解法是利用金屬的電化學(xué)性質(zhì),在直流電作用下而除去廢水中的金屬離子,是處理含有高濃度電沉積金屬?gòu)U水的一種有效方法,處理效率高,便于回收利用?但該法缺點(diǎn)是不適用于處理含較低濃度的金屬?gòu)U水,并且電耗大,成本高,一般經(jīng)濃縮后再電解經(jīng)濟(jì)效益較好?
(四)離子交換法:離子交換法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質(zhì)的方法,含重金屬?gòu)U水通過(guò)交換劑時(shí),交換器上的離子同水中的金屬離子進(jìn)行交換,達(dá)到去除水中金屬離子的目的?此法操作簡(jiǎn)單,便捷,殘?jiān)€(wěn)定,無(wú)二次污染,但由于離子交換劑選擇性強(qiáng),制造復(fù)雜,成本高,再生劑耗量大,因此在應(yīng)用上受到很大限制?
(五)吸附法:吸附法是利用吸附劑的獨(dú)特結(jié)構(gòu)去除重金屬離子的
一種方法?傳統(tǒng)吸附劑有活性炭,腐植酸?聚糖樹(shù)脂?碴藻土等?實(shí)踐證明,使用不同吸附劑的吸附法,不同程度地存在投資大,運(yùn)行費(fèi)用高,污泥產(chǎn)生量大等問(wèn)題,處理后的水難于達(dá)標(biāo)排放?
(六)膜分離法?膜分離法是利用高分子所具有的選擇性進(jìn)行物質(zhì)分離的技術(shù),包括電滲析?反滲透?膜萃取等?利用膜分離技術(shù)一方面可以回收利用電鍍?cè)?span lang="EN-US">,大大降低成本,另一方面可以實(shí)現(xiàn)電鍍廢水零排放或微排放,具有很好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益?
(七)生物處理技術(shù)?生物處理技術(shù)是通過(guò)生物有機(jī)物或其代謝產(chǎn)物與重金屬離子的相互作用達(dá)到凈化廢水的目的,具有成本低,環(huán)境效益好等優(yōu)點(diǎn)?由于傳統(tǒng)處理方法有成本高?對(duì)大流量含低濃度重金屬的廢水難于處理等缺點(diǎn),隨著重金屬毒性微生物的研究進(jìn)展,生物處理技術(shù)日益受到人們的重視,采用生物技術(shù)處理電鍍金屬?gòu)U水呈發(fā)展勢(shì)頭?
1.生物絮凝法生物絮凝法是利用微生物或微生物產(chǎn)生的代謝物
進(jìn)行絮凝沉淀的一種除污方法?所用的微生物絮凝劑是由微生物產(chǎn)生并分泌到細(xì)胞外,具有絮凝活性的代謝物,一般由多糖?蛋白質(zhì)?DNA?纖維素?糖蛋白?聚氨基酸等高分子物質(zhì)構(gòu)成,分子中含有多種官能團(tuán),能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉淀?目前,對(duì)重金屬有絮凝作用的約有十幾個(gè)品種,生物絮凝劑中的氨基和羥基可與Cu2+?Hg2+?Ag+?Au2+等重金屬離子形成穩(wěn)定的鰲合物而沉淀下來(lái)?微生物絮凝法處理廢水具有安全方便?易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化等特點(diǎn)?具有廣泛應(yīng)用前景?
2.生物吸附法生物吸附法指利用生物體的化學(xué)結(jié)構(gòu)及成分特
性來(lái)吸附溶于水中的金屬離子,再通過(guò)固液分離而去除金屬離子的方法?利用胞外聚合物分離金屬離子,有些細(xì)菌在生長(zhǎng)過(guò)程中釋放的蛋白質(zhì),能使溶液中可溶性的重金屬離子轉(zhuǎn)化為沉淀物而去除?該法具有原料易得?處理成本低等特點(diǎn)?
3.生物化學(xué)法生物化學(xué)法是通過(guò)微生物處理含重金屬?gòu)U水,將可溶性離子轉(zhuǎn)化為不溶性化合物而去除?
例如:有人利用脫硫腸桿菌(SRV)去除電鍍廢水中的銅離子,在含銅質(zhì)量濃度為246.8mg/L的溶液,當(dāng)PH為4.0時(shí),去除率達(dá)99.12%?
二?重金屬?gòu)U水處理技術(shù)的展望
隨著電鍍工業(yè)的快速發(fā)展和環(huán)保要求的日益提高,電鍍重金屬?gòu)U水治理已開(kāi)始進(jìn)入清潔生產(chǎn)工藝,總量控制和循環(huán)經(jīng)濟(jì)整合階段,未來(lái)電鍍重金屬?gòu)U水處理將突出以下幾個(gè)方面:
(1)實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)?推行清潔生產(chǎn),提高電鍍物質(zhì)?資源的轉(zhuǎn)化率和循環(huán)利用率,從源頭上削減重金屬污染物的產(chǎn)生量,同時(shí)采用全過(guò)程控制?結(jié)合廢水綜合治理?最終實(shí)現(xiàn)廢水零排放?
(2)重金屬?gòu)U水的處理技術(shù)很多,其中生物技術(shù)是具有較大發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù),具有成本低?效益高?不造成二次污染等優(yōu)點(diǎn),未來(lái)將廣泛應(yīng)用于電鍍廢水的治理工藝?
(3)綜合一體化技術(shù)是未來(lái)重金屬?gòu)U水處理技術(shù)的熱點(diǎn)?各種重金屬也因其行業(yè)和工藝的差異,僅使用一種廢水處理方法往往有其局限性,達(dá)不到理想的效果?只有綜合多種處理技術(shù)特點(diǎn)的一體化技術(shù)應(yīng)用,才能達(dá)到理想效果?
電鍍廢水的成分非常復(fù)雜，除含氰(CN-)廢水和酸堿廢水外，重金屬?gòu)U水是電鍍業(yè)潛在危害性極大的廢水類別。根據(jù)重金屬?gòu)U水中所含重金屬元素進(jìn)行分類，一般可以分為含鉻(Cr)廢水、含鎳(Ni)廢水、含鎘(Cd)廢水、含銅(Cu)廢水、含鋅(Zn)廢水、含金(Au)廢水、含銀(Ag)廢水等。
一般情況水的酸性強(qiáng)也有少量呈堿性的其中重金屬含量隨表面活性劑、光亮劑、以及生產(chǎn)工藝的不同而變化。
通常鍍貴重金屬的廠家都做金屬回收，水也做了中水回用鍍塑料的一般重金屬含量比較低是一種水鍍金屬的要看加工的物品和數(shù)量，但通常電鍍水中鉻含量都比較高，至于處理方法有下面幾種，主要是根據(jù)成本和出水要求而定方法。
化學(xué)沉淀
化學(xué)沉淀法是使廢水中呈溶解狀態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒闹亟饘倩衔锏姆椒?，包括中和沉法和硫化物沉淀法等?span lang="EN-US">
中和沉淀法
在含重金屬的廢水中加入堿進(jìn)行中和反應(yīng)，使重金屬生成不溶于水的氫氧化物沉淀形式加以分離。中和沉淀法操作簡(jiǎn)單，是常用的處理廢水方法。實(shí)踐證明在操作中需要注意以下幾點(diǎn)[1]：(1)中和沉淀后，廢水中若pH值高，需要中和處理后才可排放；(2)廢水中常常有多種重金屬共存，當(dāng)廢水中含有Zn、Pb、Sn、Al等兩性金屬時(shí)，pH值偏高，可能有再溶解傾向，因此要嚴(yán)格控制pH值，實(shí)行分段沉淀；(3)廢水中有些陰離子如：鹵素、氰根、腐植質(zhì)等有可能與重金屬形成絡(luò)合物，因此要在中和之前需經(jīng)過(guò)預(yù)處理；(4)有些顆粒小，不易沉淀，則需加入絮凝劑輔助沉淀生成。
硫化物沉淀法
加入硫化物沉淀劑使廢水中重金屬離子生成硫化物沉淀除去的方法。與中和沉淀法相比，硫化物沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是：重金屬硫化物溶解度比其氫氧化物的溶解度更低，而且反應(yīng)的pH值在7—9之間，處理后的廢水一般不用中和。硫化物沉淀法的缺點(diǎn)是[2]：硫化物沉淀物顆粒小，易形成膠體；硫化物沉淀劑本身在水中殘留，遇酸生成硫化氫氣體，產(chǎn)生二次污染。為了防止二次污染問(wèn)題，英國(guó)學(xué)者研究出了改進(jìn)的硫化物沉淀法，即在需處理的廢水中有選擇性的加入硫化物離子和另一重金屬離子(該重金屬的硫化物離子平衡濃度比需要除去的重金屬污染物質(zhì)的硫化物的平衡濃度高)。由于加進(jìn)去的重金屬的硫化物比廢水中的重金屬的硫化物更易溶解，這樣廢水中原有的重金屬離子就比添加進(jìn)去的重金屬離子先分離出來(lái)，同時(shí)防止有害氣體硫化氫生成和硫化物離子殘留問(wèn)題。
螯合沉淀法
加入螯合沉淀劑（如DTCR）使其發(fā)生螯合沉淀。該方法有出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)效果好，適用條件廣，無(wú)二次污染，污泥含水率低，污泥便于回收，同時(shí)設(shè)備要求簡(jiǎn)單，實(shí)施方便等特點(diǎn)。缺點(diǎn)在于價(jià)格偏高。
氧化還原處理
化學(xué)還原法
電鍍廢水中的Cr主要以Cr6+離子形態(tài)存在，因此向廢水中投加還原劑將Cr6+還原成微毒的Cr3+后，投加石灰或NaOH產(chǎn)生Cr(OH)3沉淀分離去除?；瘜W(xué)還原法治理電鍍廢水是最早應(yīng)用的治理技術(shù)之一，在我國(guó)有著廣泛的應(yīng)用，其治理原理簡(jiǎn)單、操作易于掌握、能承受大水量和高濃度廢水沖擊。根據(jù)投加還原劑的不同，可分為FeSO4法、NaHSO3法、鐵屑法、SO2法等。
應(yīng)用化學(xué)還原法處理含Cr廢水，堿化時(shí)一般用石灰，但廢渣多；用NaOH或Na2CO3，則污泥少，但藥劑費(fèi)用高，處理成本大，這是化學(xué)還原法的缺點(diǎn)。
鐵氧體法
鐵氧體技術(shù)是根據(jù)生產(chǎn)鐵氧體的原理發(fā)展起來(lái)的。在含Cr廢水中加入過(guò)量的FeSO4，使Cr6+還原成Cr3+,Fe2+氧化成Fe3+，調(diào)節(jié)pH值至8左右，使Fe離子和Cr離子產(chǎn)生氫氧化物沉淀。通入空氣攪拌并加入氫氧化物不斷反應(yīng)，形成鉻鐵氧體。其典型工藝有間歇式和連續(xù)式。鐵氧體法形成的污泥化學(xué)穩(wěn)定性高，易于固液分離和脫水。鐵氧體法除能處理含Cr廢水外，特別適用于含重金屬離子的電鍍混合廢水。我國(guó)應(yīng)用鐵氧體法已經(jīng)有幾十年歷史，處理后的廢水能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，在國(guó)內(nèi)電鍍工業(yè)中應(yīng)用較多。
鐵氧體法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、操作簡(jiǎn)便、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)。但在形成鐵氧體過(guò)程中需要加熱(約70oC)，能耗較高，處理后鹽度高，而且有不能處理含Hg和絡(luò)合物廢水的缺點(diǎn)。
電解法
電解法處理含Cr廢水在我國(guó)已經(jīng)有二十多年的歷史，具有去除率高、無(wú)二次污染、所沉淀的重金屬可回收利用等優(yōu)點(diǎn)。大約有30多種廢水溶液中的金屬離子可進(jìn)行電沉積。電解法是一種比較成熟的處理技術(shù)，能減少污泥的生成量，且能回收Cu、Ag、Cd等金屬，已應(yīng)用于廢水的治理。不過(guò)電解法成本比較高，一般經(jīng)濃縮后再電解經(jīng)濟(jì)效益較好。
近年來(lái)，電解法迅速發(fā)展，并對(duì)鐵屑內(nèi)電解進(jìn)行了深入研究，利用鐵屑內(nèi)電解原理研制的動(dòng)態(tài)廢水處理裝置對(duì)重金屬離子有很好的去除效果。
另外，高壓脈沖電凝系統(tǒng)(HighVoltageElectrocagulationSystem)為當(dāng)今世界新一代電化學(xué)水處理設(shè)備，對(duì)表面處理、涂裝廢水以及電鍍混合廢水中的Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、CN-等污染物有顯著的治理效果。高壓脈沖電凝法比傳統(tǒng)電解法電流效率提高20%—30%；電解時(shí)間縮短30%—40%；節(jié)省電能達(dá)到30%—40%；污泥產(chǎn)生量少；對(duì)重金屬去除率可達(dá)96%一99%[3]。
溶劑萃取分離
溶劑萃取法[4]是分離和凈化物質(zhì)常用的方法。由于液一液接觸，可連續(xù)操作，分離效果較好。使用這種方法時(shí)，要選擇有較高選擇性的萃取劑，廢水中重金屬一般以陽(yáng)離子或陰離子形式存在，例如在酸性條件下，與萃取劑發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，從水相被萃取到有機(jī)相，然后在堿性條件下被反萃取到水相，使溶劑再生以循環(huán)利用。這就要求在萃取操作時(shí)注意選擇水相酸度。盡管萃取法有較大優(yōu)越性，然而溶劑在萃取過(guò)程中的流失和再生過(guò)程中能源消耗大，使這種方法存在一定局限性，應(yīng)用受到很大的限制。
吸附法
吸附法是利用吸附劑的獨(dú)特結(jié)構(gòu)去除重金屬離子的一種有效方法。利用吸附法處理電鍍重金屬?gòu)U水的吸附劑有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖樹(shù)脂等?；钚蕴垦b備簡(jiǎn)單，在廢水治理中應(yīng)用廣泛，但活性炭再生效率低，處理水質(zhì)很難達(dá)到回用要求，一般用于電鍍廢水的預(yù)處理。腐植酸類物質(zhì)是比較廉價(jià)的吸附劑，把腐植酸做成腐植酸樹(shù)脂用以處理含Cr、含Ni廢水已有成功經(jīng)驗(yàn)。
有相關(guān)研究表明，殼聚糖及其衍生物是重金屬離子的良好吸附劑，殼聚糖樹(shù)脂交聯(lián)后，可重復(fù)使用10次，吸附容量沒(méi)有明顯降低[5]。利用改性的海泡石治理重金屬?gòu)U水對(duì)Pb2+、Hg2+、Cd2+有很好的吸附能力，處理后廢水中重金屬含量顯著低于污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。另有文獻(xiàn)報(bào)道蒙脫石也是一種性能良好的粘土礦物吸附劑，鋁鋯柱撐蒙脫石在酸性條件下對(duì)Cr6+的去除率達(dá)到99%，出水中Cr6+含量低于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，具有實(shí)際應(yīng)用前暑[6]。
膜分離技術(shù)
膜分離法是利用高分子所具有的選擇性來(lái)進(jìn)行物質(zhì)分離的技術(shù)，包括電滲析、反滲透、膜萃取、超過(guò)濾等。用電滲析法處理電鍍工業(yè)廢水，處理后廢水組成不變，有利于回槽使用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金屬離子廢水都適宜用電滲析處理，已有成套設(shè)備。反滲透法已大規(guī)模用于鍍Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金屬?gòu)U水處理。采用反滲透法處理電鍍廢水，已處理水可以回用，實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)。液膜法治理電鍍廢水的研究報(bào)道很多，有些領(lǐng)域液膜法已由基礎(chǔ)理論研究進(jìn)入到初步工業(yè)應(yīng)用階段，如我國(guó)和奧地利均用乳狀液膜技術(shù)處理含Zn廢水，此外也應(yīng)用于鍍Au廢液處理中[7]。膜萃取技術(shù)是一種高效、無(wú)二次污染的分離技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)在金屬萃取方面有很大進(jìn)展。
離子交換處理法
離子交換處理法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質(zhì)的方法，應(yīng)用的離子交換劑有離子交換樹(shù)脂、沸石等等，離子交換樹(shù)脂有凝膠型和大孔型。前者有選擇性，后者制造復(fù)雜、成本高、再生劑耗量大，因而在應(yīng)用上受到很大限制。離子交換是靠交換劑自身所帶的能自由移動(dòng)的離子與被處理的溶液中的離子通過(guò)離子交換來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
推動(dòng)離子交換的動(dòng)力是離子間濃度差和交換劑上的功能基對(duì)離子的親和能力，多數(shù)情況下離子是先被吸附，再被交換，離子交換劑具有吸附、交換雙重作用。這種材料的應(yīng)用越來(lái)越多，如膨潤(rùn)土[11]，它是以蒙脫石為主要成分的粘土，具有吸水膨脹性好、比表面積大、較強(qiáng)的吸附能力和離子交換能力，若經(jīng)改良后其吸附及離子交換的能力更強(qiáng)。
但是卻較難再生，天然沸石在對(duì)重金屬?gòu)U水的處理方面比膨潤(rùn)土具有更大的優(yōu)點(diǎn)：沸石[9]是含網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽礦物，其內(nèi)部多孔，比表面積大，具有獨(dú)特的吸附和離子交換能力。研究表明[10]，沸石從廢水中去除重金屬離子的機(jī)理，多數(shù)情況下是吸附和離子交換雙重作用，隨流速增加，離子交換將取代吸附作用占主要地位。
若用NaCl對(duì)天然沸石進(jìn)行預(yù)處理可提高吸附和離子交換能力。通過(guò)吸附和離子交換再生過(guò)程，廢水中重金屬離子濃度可濃縮提高30倍。沸石去除銅，在NaCl再生過(guò)程中，去除率達(dá)97%以上，可多次吸附交換，再生循環(huán)，而且對(duì)銅的去除率并不降低。
生物處理技術(shù)
由于傳統(tǒng)治理方法有成本高、操作復(fù)雜、對(duì)于大流量低濃度的有害污染難處理等缺點(diǎn)，經(jīng)過(guò)多年的探索和研究，生物治理技術(shù)日益受到人們的重視。隨著耐重金屬毒性微生物的研究進(jìn)展，采用生物技術(shù)處理電鍍重金屬?gòu)U水呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展勢(shì)頭，根據(jù)生物去除重金屬離子的機(jī)理不同可分為生物絮凝法、生物吸附法、生物化學(xué)法以及植物修復(fù)法。
生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或微生物產(chǎn)生的代謝物進(jìn)行絮凝沉淀的一種除污方法。微生物絮凝劑是一類由微生物產(chǎn)生并分泌到細(xì)胞外，具有絮凝活性的代謝物。一般由多糖、蛋白質(zhì)、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質(zhì)構(gòu)成，分子中含有多種官能團(tuán)，能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉淀。至目前為止，對(duì)重金屬有絮凝作用的約有十幾個(gè)品種，生物絮凝劑中的氨基和羥基可與Cu2+、Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬離子形成穩(wěn)定的鰲合物而沉淀下來(lái)。應(yīng)用微生物絮凝法處理廢水安全方便無(wú)毒、不產(chǎn)生二次污染、絮凝效果好，且生長(zhǎng)快、易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化等特點(diǎn)。此外，微生物可以通過(guò)遺傳工程、馴化或構(gòu)造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有廣闊的應(yīng)用前景。
生物吸附法
生物吸附法是利用生物體本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)及成分特性來(lái)吸附溶于水中的金屬離子，再通過(guò)固液兩相分離去除水溶液中的金屬離子的方法。利用胞外聚合物分離金屬離子，有些細(xì)菌在生長(zhǎng)過(guò)程中釋放的蛋白質(zhì)，能使溶液中可溶性的重金屬離子轉(zhuǎn)化為沉淀物而去除。生物吸附劑具有來(lái)源廣、價(jià)格低、吸附能力強(qiáng)、易于分離回收重金屬等特點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。
生物化學(xué)法
生物化學(xué)法指通過(guò)微生物處理含重金屬?gòu)U水，將可溶性離子轉(zhuǎn)化為不溶性化合物而去除。硫酸鹽生物還原法是一種典型生物化學(xué)法。該法是在厭氧條件下硫酸鹽還原菌通過(guò)異化的硫酸鹽還原作用，將硫酸鹽還原成H2S，廢水中的重金屬離子可以和所產(chǎn)生的H2S反應(yīng)生成溶解度很低的金屬硫化物沉淀而被去除，同時(shí)H2SO4的還原作用可將SO42-轉(zhuǎn)化為S2-而使廢水的pH值升高。
因許多重金屬離子氫氧化物的離子積很小而沉淀。有關(guān)研究表明，生物化學(xué)法處理含Cr6+濃度為30-40mg/L的廢水去除率可達(dá)99.67%-99.97%[11]。有人還利用家畜糞便厭氧消化污泥進(jìn)行礦山酸性廢水重金屬離子的處理，結(jié)果表明該方法能有效去除廢水中的重金屬。趙曉紅等人[12]用脫硫腸桿菌(SRV)去除電鍍廢水中的銅離子，在銅質(zhì)量濃度為246.8mg/L的溶液，當(dāng)pH為4.0時(shí)，去除率達(dá)99.12%。
電鍍廢水治理方法及原理主要有幾大類：
1、調(diào)節(jié)PH值用的：弱酸、弱堿、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、生石灰等。
2、絮凝作用的：聚合氯化鋁、聚合氯化鋁鐵、聚丙烯酰胺等。
3、調(diào)節(jié)細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)的：磷酸氫二鈉、尿素等
4、消毒脫色的：次氯酸鈉、臭氧等。
5、其他用途的：視需求選定。
電鍍廢水處理：線路板廢水、廢液治理方法及原理
隨著線路板企業(yè)的發(fā)展，線路板生產(chǎn)廢水的各種污染物處理方法、原理工藝逐漸成熟。線路板廢水的處理方法、主要污染物處理原理簡(jiǎn)述如下。
線路板廢水處理方法：
線路板廢水處理方法有化學(xué)法（化學(xué)沉淀法、離子交換法、電解法等）、物理法（各種潷析法、過(guò)濾法、電滲析、反滲透等），化學(xué)法是將廢水中的污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化成易分離的物態(tài)（固態(tài)或氣態(tài)），物理法是將廢水中的污染物富集起來(lái)或?qū)⒁追蛛x的物態(tài)從廢水中分離出來(lái)，使廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)外采用的方法有以下幾種。
一、潷析法
潷析法實(shí)際上是過(guò)濾法，是物理法的一種。去毛刺機(jī)排出的含有銅屑的沖洗水，經(jīng)過(guò)潷析器處理，可過(guò)濾除去銅屑。經(jīng)潷析器過(guò)濾的出水可回用毛刺機(jī)的清洗水。
二、化學(xué)法
化學(xué)法包括氧化還原法和化學(xué)沉淀法。氧化還原法是利用氧化劑或還原劑將有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)或易沉淀、析出的物質(zhì)。線路板中的含氰廢水和含鉻廢水常采用氧化還原法，詳見(jiàn)后面說(shuō)明。
化學(xué)沉淀法是選用一種或幾種化學(xué)藥劑使有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易分離的沉淀物或析出物。線路板廢水處理選用的化學(xué)藥劑有多種，如NaOH、CaO、Ca(OH)2、Na2S、CaS、Na2CO3、PFS、PAC、PAM、FeSO4、FeCl3、ISX等，沉淀劑能把重金屬離子轉(zhuǎn)化成沉淀物，然后通過(guò)斜板沉淀池、砂濾器、PE過(guò)濾器、壓濾機(jī)等，使固液分離。
三、化學(xué)沉淀——離子交換法
化學(xué)沉淀處理高濃度線路板廢水一步達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)是比較困難，常和離子交換法結(jié)合使用。先用化學(xué)沉淀法，處理高濃度的線路板廢水，使其重金屬離子的含量降低到5mg/L左右，再用離子交換法，把重金屬離子降低到排放標(biāo)準(zhǔn)。
四、電解——離子交換法
電解法處理高濃度線路板廢水可降低重金屬離子的含量，其目的同化學(xué)沉淀法一樣。但電解法不足之處是：只對(duì)高濃度的重金屬離子處理有效，濃度降低，電流明顯下降，效率明顯減弱；耗電量大，推廣較困難；電解法只能處理單一金屬。電解——離子交換法就是鍍銅、蝕刻廢液，對(duì)于其它廢水，還要用其它方法處理。
五、化學(xué)法——膜過(guò)濾法
線路板企業(yè)的廢水通過(guò)化學(xué)預(yù)處理，使有害物質(zhì)沉淀出可過(guò)濾的顆粒（直徑＞0.1μ），再經(jīng)膜過(guò)濾裝置過(guò)濾，就能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
六、氣態(tài)凝聚——電過(guò)濾法
氣態(tài)凝聚——電過(guò)濾法是美國(guó)在80年代開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種不加化學(xué)藥劑的新穎廢水處理法，屬于一種物理方法來(lái)處理印制電路板廢水。包括三個(gè)部分，第一部分是離子化氣體發(fā)生器，空氣被吸入該發(fā)生器，能過(guò)離子化磁場(chǎng)改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)，變成高度活化的磁性氧離子和氮離子，用射流裝置把這種氣體引入廢水中，使廢水中的金屬離子、有機(jī)物等有害物質(zhì)氧化并聚集成團(tuán)，易于過(guò)濾除去；第二部分是電解質(zhì)過(guò)濾器，過(guò)濾除去第一部產(chǎn)生的聚團(tuán)物質(zhì)；第三部分是高速紫外線照射裝置，紫外線射入水中可氧化有機(jī)物和化學(xué)絡(luò)合劑，降低CODcr和BOD5。目前，已開(kāi)發(fā)出成套一體化設(shè)備可直接應(yīng)用。
以上是印制線路板廢水的處理方法，各種方法應(yīng)綜合考慮技術(shù)、能源、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。目前，國(guó)內(nèi)大多使用化學(xué)沉淀法或化學(xué)沉淀——離子交換法。
線路板廢水污染物化學(xué)法反應(yīng)原理
線路板廢水中的污染物可分為兩大類：Cu2+、Pb2+、Ni2+、Sn2+；無(wú)機(jī)污染物PO43-、F-、SS、PH和CODcr等，有的廠家有電鍍生產(chǎn)線，排放廢水中含有Cr6+或CN-。線路板廢水中常用的化學(xué)反應(yīng)原理如下。
◆破氰反應(yīng)(次氯酸鈉破氰)
一級(jí)破氰反應(yīng)（局部氧化法）:
CN-+ClO-+H2O=CNCl+2OH-(PH值任意)
CNCl+2OH-=CN0-+Cl-+H2O(PH=9.5-11)
二級(jí)破氰反應(yīng)（完全氧化法）:
2CN0-+H2O+3ClO-=N2↑+2CO2↑+3Cl-+2OH-
副反應(yīng)：
2Cu(CN)2-4+9ClO-+2OH-+H2O=8CN0-+9Cl-+2Cu(OH)2↓
◆破鉻反應(yīng)(亞硫酸氫鈉破鉻)
Cr2O72-+3HSO3-+5H+→2Cr3++3SO42-+4H2O(酸性條件)
Cr3++3OH-→Cr（OH）3↓(堿性條件)
◆置換反應(yīng)(鐵屑置換銅反應(yīng))
Fe–2e=Fe2+（酸性條件）
Fe+[Cu（NH3）]+→Fe2++Cu+（NH3）
Fe2+–e=Fe3+（酸性條件）
◆沉淀反應(yīng)
Cu2++2OH-=Cu（OH）2↓
Ni2++2OH-=Ni（OH）2↓
Sn2++2OH-=Sn（OH）2↓
Pb2++2OH-=Pb（OH）2↓
Fe2++2OH-=Fe（OH）2↓
Al3++3OH-=Al（OH）3↓
Cu2++S2-=CuS↓
Fe2++S2-=FeS↓
◆破絡(luò)和反應(yīng)
EDTA-Cu+S2-=CuS↓+EDTA2-
EDTA-Cu+Fe=Cu2++EDTA-Fe
◆中和反應(yīng)
H++OH-=H2O
◆除磷反應(yīng)
2PO43-+3Ca2+=Ca3（PO4）2↓
◆除氟反應(yīng)
BF4-+3H2O=H3BO3+
◆離子交換
陽(yáng)離子樹(shù)脂吸附、交換金屬離子過(guò)程:
nR—H+An+(R—)nA+nH+
nR—Na+An+(R—)nA+nNa+
用酸或氯化鈉對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行再生過(guò)程:
(R—)nA+nH+nR—H+An+
(R—)nA+nNa+nR—Na+An+
其中A+表示污水中的金屬陽(yáng)離子。
線路板廢水治理工藝
根據(jù)相關(guān)的線路板行業(yè)的資料分析及生產(chǎn)線的一般表況，在印刷線路板（PCB）生產(chǎn)工藝流程中產(chǎn)生的廢水、廢液種類可歸納為如下必類：
A類：非絡(luò)合廢水（主要為低濃度酸性、堿性水洗廢水），占廢水量的93-95%，包括：
含銅廢水（磨板、弱腐蝕和電鍍銅等工序排放）；
含鎳廢水（鍍鎳工序排放）；
鉛錫含氟廢水（鍍Pb-Sn工序排放）；
含鉻廢水（鍍鉻工序，存在于個(gè)別線路板企業(yè)）；
含氰廢水（鍍金鈀工序，存在于部分線路板企業(yè)）。
B類：絡(luò)合廢水占廢水量的2-3%
蝕板、化學(xué)沉銅等工序排放的廢水中含有銅離子和絡(luò)合劑如NH4OH、EDTA和酒石酸鉀等。
C類：高濃度有機(jī)廢水占廢水量的2-3%
化學(xué)清洗、顯影、脫膜等工序排放含有機(jī)物、部分廢水CODcr含量高，通常為10000-20000mg/L,脫膜顯影廢水呈堿性,PH值>13。
D類：高濃度重金屬?gòu)U液占廢水量的0.5%
更換各種槽液如時(shí)產(chǎn)生蝕板槽液、顯影槽液、脫膜槽液、化學(xué)清洗槽液、酸洗槽液、弱腐蝕槽液、化學(xué)銅槽液、鍍Pb-Sn槽液),含有多種重金屬離子。
總之：印刷線路板生產(chǎn)廢水中含有多種重金屬離子、有機(jī)物、絡(luò)合劑，有時(shí)CODcr含量也很高。具體工藝應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行具體的分析，另外在線路板廢水處理工藝的前處理階段必須做好分流工作。否則，對(duì)于其高濃度廢水，在普通工藝和投資運(yùn)行成本一定的情況下，再好的技術(shù)都是徒勞。
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