探究电镀重金属废水治理技术应用

葛 鑫

中山市恒盈工程管理有限公司 广东 中山 528400

1 电镀废水概述

电镀车间生产过程中,会经过预处理、电镀、后处理三个部分,其中镀件清洗水、电镀废液、设备清洁水、冷凝水、渗漏水都可以被归纳为电镀废水中的一员。镀件清洗环节中,工作人员需要将镀件上的油污、杂质、锈斑清除掉,就要用到酸、碱或表面活性剂,因此,镀件清洗水中主要是酸、碱、表面活性剂、油类物质等。电镀环节中,工作人员需要通过电解反应来为镀件上金属或合金镀膜,且完成镀膜后还要进行多次反复洗涤,电镀废水中的重金属物质主要来源于这一环节。后处理环节中,工作人员需要对完成电镀的工件进行着色、封闭等处理,提高电镀件的耐腐蚀、耐磨损程度,提高电镀件的美观程度。这一环节是电镀废水有机物、络酸根成分出现的主要环节。电镀废水中含有大量的重金属等污染物,这些污染物进入水体后会沿着食物链逐渐富集到人类体内,成为损伤人类呼吸、神经、消化等系统功能的元凶,并且重金属污染物难以进行生物降解,毒害程度较高。除了重金属物质外,电镀废水中还存在酸碱度的问题,无论是酸类物质还是碱类物质,进入自然水体后都会影响水体的酸碱度,对水体中的微生物、植物、动物生长环境造成破坏。

2 电镀重金属废水的治理技术应用

治理废水的技术无非物理类、化学类、生物类、综合类四种:

2.1 物理类治理技术应用 物理类治理技术在面对电镀废水中的重金属物质,可用的方法基本集中在分离领域,无论是膜分离法、反渗透法还是蒸发浓缩法,都是在分离重金属和水体,对重金属进行回收。其中膜分离法是一种无二次污染、环境友好程度高、处理效果佳、设备占地面积小的技术,但存在膜组件寿命短、容易堵塞、容易被污染的问题,进行定期反冲洗、药洗又会增加治理成本。反渗透法是一种利用渗透压实现重金属分离和回收的技术,去除效率高,但也存在反渗透膜的运维和成本问题。蒸发浓缩法属于物理分离领域中比较特殊的一类,膜分离和反渗透法都是让污染物离开水体,蒸发浓缩法是让水体离开污染物。蒸发浓缩法的的处理效果不如膜分离和反渗透法,能耗、成本都比较高,需要配合其他技术去应用。

2.2 化学类治理技术应用 化学类治理技术在面对电镀废水中的重金属物质时,通常采用转变物质价态的方式来让重金属物质更容易被去除。无论是化学反应沉淀,还是氧化还原、离子交换,都是在让重金属物质发生化学变化的情况下对重金属进行去除和回收的。应用化学反应沉淀法需要向水体中投放化学试剂,让重金属物质发生变化,比如六价铬反应成三价铬,让重金属物质形成毒性低的沉淀物被回收。但这种方法会消耗大量的药剂,还会产生大量的沉淀物,去除效果较为优秀但形成二次污染的可能性较高。离子交换法是一种利用交换基团来促使重金属离子进行交换的技术,是重金属废水的常见处理技术,但在重金属浓度过高时树脂交换柱容易过饱和,更适合使用在浓度较低的废水处理中。而且离子交换法设备的占地面积较大,存在二次污染问题,但处理效果较好,端看电镀厂实际情况和需求如何。吸附法是利用吸附剂或化合键来实现重金属脱除的技术,物理吸附常用活性炭、煤粉等大孔吸附剂,但这些吸附剂的脱附困难,吸附处理成本高;化学吸附常用活性高锰酸钾球、壳聚糖等,可与重金属离子形成稳定的螯合物,从而从电镀废水中去除大量的重金属物质。

2.3 光催化氧化治理技术应用 光催化氧化技术是一种促使重金属价态变化来去除水体中重金属物质的技术,常见的催化剂包括氧化亚铁、氧化锌等,同时需要借助紫外线的力量进行催化。光催化氧化技术的应用效果很优秀,对电镀废水中的重金属物质去除率基本在90%以上,但这种治理技术的成本较高,且容易产生二次污染。

2.4 生物治理技术应用 在重金属废水的治理领域中,微生物并不能如降解有机物那样处理重金属物质,生物治理技术的形式主要是生物絮凝、生物吸附和植物修复法。生物絮凝利用的是微生物代谢物,部分代谢物能够代替化学药剂促使重金属物质的沉淀;生物吸附法利用微生物细胞本身具有的吸附能力,让重金属元素能够从水体中剥离出来;植物修复法在水体中的应用方式与其在土壤中的应用方式相似,都是利用植物根系的富集、吸收、转移能力。生物治理技术普遍存在处理速度慢,但成本较低、二次污染可能性低的特点,需要与其他技术配合使用提高处理效率。

3 电镀重金属废水治理技术的未来发展方向

目前,电镀重金属废水治理技术中存在处理效率、效果佳的技术成本高、容易二次污染,成本低、不容易二次污染的技术处理效率和效果有限的问题,似乎处理效果和运行效果难以兼顾,进行两类技术的综合应用也许是未来重金属废水治理技术的主要发展方向之一。在单一治理技术领域中,进行技术、药剂、设备的完善,提高重金属的处理效率,也是提高电镀废水治理效果的主要发展方向之一。比如膜分离技术中改善膜材料性能,调整设备运行方式降低膜污染的程度等。

结束语

重金属是一种难降解、会随着食物链积累的物质,在这自然界中较难自然净化,改变重金属物质价态、从水体中分离重金属、降低重金属毒性基本上是处理重金属废水的主要方式。电镀行业是生产生活领域中不可获取的环节,是制造业中尚无法取代的环节,但治理电镀废水、治理水污染问题又势在必行,因此从技术领域提高治理效果是最佳途径。