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電鍍工業(yè)廢水現(xiàn)狀及解決方案

      伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域電鍍工藝有廣泛且重要的應(yīng)用，同時(shí)，電鍍工業(yè)也是一個(gè)高污染行業(yè)，而電鍍工序由于消耗大量各種原輔材料以及新鮮用水，并且產(chǎn)生的電鍍工業(yè)廢水中伴隨著大量氰、鋅、鉻、酸堿等污染物。未經(jīng)處理的廢水一但進(jìn)入自然環(huán)境，將會(huì)給當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)及人體健康帶來嚴(yán)重危害。

      在我國工業(yè)領(lǐng)域每年可排放約40億立方米的廢水、5億噸固體廢物和3000萬立方米酸性氣體，其中約有50%以上未達(dá)到國家污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。

     一. 目前電鍍企業(yè)存在的特點(diǎn)：

      1.存在布局分散，且污染源亦較為分散，存在清潔生產(chǎn)工藝技術(shù)水平不高、自動(dòng)化專業(yè)化程度低、污染防治水平低等。

      2.在工藝過程中，由于鍍種的豐富多樣，涉及具體工藝環(huán)節(jié)也不盡相同，勢必導(dǎo)致多種污染物復(fù)合排放的問題，例如不同濃度的有機(jī)氰化有機(jī)污染物與重金屬離子共存排放的情況。

      為了進(jìn)一步響應(yīng)國家號(hào)召，在系統(tǒng)識(shí)別電鍍行業(yè)復(fù)合污染成因的基礎(chǔ)上，將提出更為行之有效的解決方案。

      二. 電鍍工業(yè)廢水的來源及特征：

      電鍍工業(yè)需要消耗大量用水，大部分工藝都以水作為溶劑，所以廢水來源分為：

      1.在鍍液過濾過程中，殘余鍍液、失效或變質(zhì)的廢鍍液、清洗鍍槽產(chǎn)生的含高濃度污染物的廢水，此部分廢水雖然量較小，但各種污染物濃度高，一般需進(jìn)行單獨(dú)處理。

      2.電鍍生產(chǎn)過程中的鍍件漂洗廢水是電鍍廢水的主要來源之一，約占車間廢水排放量的80%以上，此過程中可產(chǎn)生多種重金屬離子、有機(jī)活性劑、穩(wěn)定劑等無機(jī)有機(jī)污染物。

      3.化驗(yàn)用水主要包括電鍍工藝分析和廢水、廢氣檢測等化驗(yàn)分析用水，其水量不大，但成分較復(fù)雜，一般排入電鍍混合廢水系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一處理后排放。

      4.其他雜用水，如沖洗機(jī)械設(shè)備、車間地面等產(chǎn)生的廢水。

      電鍍行業(yè)種類繁多工藝復(fù)雜，但共同特征是均含有大量的重金屬離子、酸、堿等污染物。常見的重金屬離子污染物包括鉻、銅、鎳、鋅、金、銀以及鉛等，常見的酸、堿類污染物包括硫酸、鹽酸、硝酸、磷酸、氫氧化鈉、碳酸鈉等，此外廢水中還含有一定量的有機(jī)物、氨氮等。因此，針對(duì)不同類型的特征污染物，將電鍍廢水進(jìn)一步劃分為：(1)高COD濃度廢水;(2)含氰廢水;(3)含重金屬離子廢水;(4)同時(shí)混合了多種污染物的綜合廢水。考慮電鍍廢水污染物的多樣性，分質(zhì)處理顯得尤為重要，這是由于電鍍廢水產(chǎn)生過程中伴隨生成的各類有機(jī)物或氨氮，可能與重金屬離子發(fā)生相互作用，導(dǎo)致廢水混合后處理難度大大增加。

      三. 電鍍廢水的多組分污染控制技術(shù)：

      1.電鍍廢水主要處理方法

　　長期以來電鍍行業(yè)廢水的處理主要立足于重金屬的無害化控制與有機(jī)質(zhì)的降解。大致可分為化學(xué)法，物理化學(xué)法，生物化學(xué)法。其中化學(xué)沉淀法應(yīng)用最為廣泛，主要是因其具有投資較少、工藝相對(duì)簡單等一系列優(yōu)點(diǎn)。然而該方法受影響因素較多，比如廢水水質(zhì)的波動(dòng)、沉淀時(shí)間長短、攪拌條件、管理水平等，都會(huì)導(dǎo)致出水水質(zhì)不夠穩(wěn)定，且沉淀物的分離以及污泥的二次污染都不容忽視。物理法則是通過在不改變物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)情況下，根據(jù)物理性質(zhì)的不同將污染物從體系中分離去除，一般常用于水中懸浮態(tài)污染物或重金屬離子的分離、去除或濃縮收集，主要有吸附法、蒸發(fā)濃縮法及膜分離法等。生物化學(xué)處理法通過微生物的代謝活動(dòng)降解、吸附去除水中有機(jī)或無機(jī)污染物，有著處理成本低，環(huán)境效益好，污泥較少且無二次污染的優(yōu)點(diǎn)，有著廣闊的應(yīng)用前景。

　　2.基于膜分離技術(shù)的組合控制方法

　　膜分離技術(shù)是利用膜的選擇透過性實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離的手段，主要包括微濾、納濾、超濾法、反滲透、電滲析、擴(kuò)散滲析等。采用膜分離法處理電鍍廢水處理，尤其是處理鍍銅、鍍鋅、鍍鎳廢水，處理效率高且工藝操作簡單，同時(shí)易于實(shí)現(xiàn)金屬的回收，無任何二次污染。該技術(shù)也存在缺點(diǎn)，如膜易因堵塞而使用壽命縮短，單獨(dú)使用膜分離法投資費(fèi)用較高。因此，通常需要在膜透析工藝之前，組合相應(yīng)工藝使其凈化效果最大化，延長膜使用壽命。

　　3.基于離子交換的組合控制方法

　　離子交換法是采用以高分子樹脂為主的離子交換劑與溶液中的物質(zhì)發(fā)生離子交換的可逆反應(yīng)。離子交換法適用于許多污染物濃度較低的電鍍廢水，具有能耗低，化學(xué)試劑使用少，無污泥產(chǎn)生，處理效果好等優(yōu)點(diǎn)，但運(yùn)行費(fèi)用較高，設(shè)備需要維護(hù)，且樹脂易被污染。通過將離子交換與其他技術(shù)聯(lián)用，可進(jìn)一步提高清潔生產(chǎn)水平，改善出水水質(zhì)。

      4.基于生物膜反應(yīng)的組合控制方法

      生物膜處理法是生物法的一種。目前而言，電鍍廢水中污染物的重金屬毒害作用是限制生物處理法的最關(guān)鍵問題之一，如何降低重金屬毒性對(duì)微生物生命活動(dòng)的影響日益受到人們的關(guān)注。膜生物反應(yīng)器(Membrane Bio-Reactor，MBR)是將生物處理技術(shù)與膜分離技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型水處理技術(shù)。廢水中污染物的去除主要通過微生物的代謝活動(dòng)，聯(lián)合膜組件的高效分離作用使廢水處理效率得到加強(qiáng)。

      缺點(diǎn)：主要因素是膜污染速度快、更換和清洗成本高等問題。

      解決方法一：通過添加生物膜水解反應(yīng)器強(qiáng)化MBR處理工藝，在高濃度重金屬情況下，可提高COD去除率。

      解決方法二：在MBR反應(yīng)器中投加懸浮生物載體構(gòu)成復(fù)合式MBR工藝(Hybrid MBR);與普通MBR工藝作對(duì)比發(fā)現(xiàn)，由于懸浮填料的投加改變了反應(yīng)器中生物相的豐度占比，為微生物提供了更多樣化的生存環(huán)境，從而更有效的富集了銅、鎳和鉻等重金屬，COD、氨氮、總氮等污染物平均去除效率也達(dá)到了94.4%、74.8%、51.0%。

      對(duì)于電鍍廢水中不同濃度，不同種類的多組分污染物而言，應(yīng)根據(jù)污染物產(chǎn)生之間的相互作用，從廢物資源化的角度組合出最合適、最高效的控制技術(shù)手段。也促進(jìn)整個(gè)電鍍行業(yè)的清潔生產(chǎn)。

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