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電鍍廢水零排放智能化是電鍍企業(yè)發(fā)展中必然要達(dá)到的要求。本文分析了電鍍廢水中水回用工藝、主要成分,對(duì)現(xiàn)有化學(xué)鎳工藝技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析和討論,并對(duì)電鍍廢水回用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了探討。
電鍍可以使機(jī)械制品獲得裝飾保護(hù)性和各種功能性的表面層,如在零部件上鍍鎳可以使零部件具有優(yōu)良的耐腐蝕性、耐磨性、可焊性及高硬度等優(yōu)點(diǎn),滿足零件的使用要求,提高零件的使用壽命。電鍍已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可缺少的一個(gè)行業(yè),但其所產(chǎn)生的重金屬等環(huán)境污染,成為困擾行業(yè)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的一大問(wèn)題。由此,在電鍍生產(chǎn)工藝的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)電鍍廢水分質(zhì)收集、分流處理和中水回用,顯得重要而迫切。鍍鎳漂洗廢水水質(zhì)單一,具有較高的回收利用價(jià)值,適合進(jìn)行資源回收和廢水回用操作。本文就目前主要的回用技術(shù)進(jìn)行分析,并提出建議與措施。
1·鍍鎳漂洗廢水水質(zhì)特性分析
電鍍液在電鍍過(guò)程中由鍍件從鍍槽帶至漂洗槽,構(gòu)成了電鍍漂洗廢水中的主要污染物;而電鍍?nèi)芤褐饕芍鼷}、絡(luò)合劑、導(dǎo)電鹽、緩沖劑、陽(yáng)極活化劑、添加劑等組成。通常又以氨基磺酸鎳或硫酸鎳為主鹽,乙二氨四乙酸、酒石酸、檸檬酸等為絡(luò)合劑,硼酸或檸檬酸鹽作為緩沖溶劑,氯化鎳作為陽(yáng)極活化劑,萘磺酸、對(duì)甲苯磺酰胺、糖精、十二烷基硫酸鈉、二乙基已基硫酸鈉、正辛基硫酸鈉等作為添加劑,次磷酸鈉或氨基硼烷作為還原劑。電鍍液作為漂洗水中污染物質(zhì)來(lái)源。鍍鎳漂洗廢水主要水質(zhì)特性為:pH2~9,電導(dǎo)率592~2480μS/cm,Ni2+40~600mg/L,COD15~350mg/L。
2·鍍鎳漂洗水回用技術(shù)
2.1化學(xué)沉淀和膜處理組合工藝法
電鍍廢水通常采用的含鉻廢水破鉻、含氰廢水破氰處理,與綜合廢水混合進(jìn)行化學(xué)沉淀的處理工藝,但出水無(wú)法滿足水回用需要。目前常規(guī)方式是在化學(xué)沉淀后增加膜處理工序。羅強(qiáng)[7]等采用化學(xué)沉淀—超濾—納濾工藝處理電鍍廢水,出水電導(dǎo)率為190μS/cm,CODcr為4.8mg/L,鎳離子0.17mg/L。一些工程的實(shí)踐表明,采用化學(xué)沉淀—超濾—反滲透組合工藝,出水中總鎳、總鉻和六價(jià)鉻未檢出。東莞威立雅將含鎳廢水進(jìn)行破絡(luò)合和混凝沉淀,再利用超濾—反滲透膜處理后回用到工藝生產(chǎn)中。該工藝的特點(diǎn)在于:一是回用水系統(tǒng)與廢水處理系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立,便于對(duì)已有廢水處理設(shè)施進(jìn)行升級(jí)改造;二是操作靈活,可根據(jù)實(shí)際用水量需求來(lái)決定回用水系統(tǒng)的產(chǎn)水量;三是由于采用集中處理的方式,占地省,方便操作與管理;四是配合MVR工藝,在SUPER RO的基礎(chǔ)上,大大降低MVR的蒸發(fā)量,濃水的蒸發(fā)量直接降低80%--90%,直接降低了處理成本,從根本上解決廢水排放問(wèn)題。
2.2電解法
研究認(rèn)為,電解法回收鎳適合工業(yè)生產(chǎn)中使用的操作條件為鎳離子濃度0.5~2.5g/L,電流效率不低于40%,經(jīng)過(guò)10次操作,可回收到濃度小于0.1g/L,回收槽的回收率大于99%。鎳的標(biāo)準(zhǔn)電極電位較低(-0.246V),在實(shí)際工程應(yīng)用中,酸性溶液中電解時(shí)氫較鎳先析出,將導(dǎo)致大量的陰極電流消耗在氫的析出上,電流效率較低。加之濃差極化等因素,電解法對(duì)低濃度鎳溶液的去除效率非常有限。另外,電解法對(duì)廢水中的COD、TDS和SS基本無(wú)去除效果,未見(jiàn)大規(guī)模使用。從鍍鎳廢水中電解回收金屬鎳的方法,并利用此法將1g/L左右的鍍鎳廢水處理至50mg/L左右,電流效率達(dá)到60%以上。
2.3微電解法
微電解是利用鐵屑與活性炭的電化學(xué)作用,通過(guò)置換、共沉、過(guò)濾等多種作用去除水中重金屬離子的技術(shù),近年來(lái)得到了廣泛應(yīng)用。研究表明,對(duì)于鎳離子濃度為9.2mg/L的硫酸鎳廢水,經(jīng)過(guò)微電解裝置處理,出水鎳離子濃度可達(dá)到電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。用微電解法處理高濃度含鎳廢水,去除率達(dá)到64%。微電解技術(shù)處理電鍍廢水具有投資少、操作簡(jiǎn)便、去除有機(jī)物效果好、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。不足在于無(wú)法回收利用有用金屬,實(shí)現(xiàn)資源再生利用。
2.4離子交換法
浮床交換-移床在這工藝、螯合樹(shù)脂工藝處理含鎳廢水成功工程實(shí)例。根據(jù)含鎳廢水水質(zhì)的不同,離子交換法可有針對(duì)性地選擇螯合樹(shù)脂、陽(yáng)(陰)樹(shù)脂、強(qiáng)(弱)酸性樹(shù)脂等各型樹(shù)脂。工程實(shí)踐表明,離子交換法具有工藝成熟、回收效果好、適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)、能適應(yīng)不同鎳濃度等優(yōu)點(diǎn)。但其也有一定缺陷,如不能去除廢水中的COD、TDS和SS等;另外,離子交換系統(tǒng)再生洗脫液濃度過(guò)低、酸性過(guò)高,不宜直接返回鍍槽使用。 研究表明,采用陽(yáng)柱-陰柱-混合柱工藝處理鍍鎳漂洗水,出水水質(zhì)穩(wěn)定,電導(dǎo)率低于10μS/cm,鎳未檢出。