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廢水回用是電鍍企業(yè)發(fā)展中必然要達到的要求。本文分析了鍍鎳漂洗廢水水質(zhì)特性、主要成分, 電鍍污水處理廠家對現(xiàn)有鍍鎳漂洗廢水回用技術(shù)的優(yōu)缺點進行了分析和討論,并對電鍍廢水回用標準進行了探討。
電鍍可以使機械制品獲得裝飾保護性和各種功能性的表面層, 電鍍廢水工藝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,滿足零件的使用要求,提高零件的使用壽命。電鍍已經(jīng)成為國民經(jīng)濟發(fā)展中不可缺少的一個行業(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)境保護的一大問題。由此,在電鍍生產(chǎn)工藝的現(xiàn)實基礎(chǔ)上,實現(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值,適合進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、 印制線路板廢水檸檬酸等為絡(luò)合劑,硼酸或檸檬酸鹽作為緩沖溶劑,氯化鎳作為陽極活化劑,萘磺酸、對甲苯磺酰胺、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)來源。 印制線路板廢水處理廠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,與綜合廢水混合進行化學(xué)沉淀的處理工藝, 印制線路板廢水處理智能化 但出水無法滿足水回用需要。目前常規(guī)方式是在化學(xué)沉淀后增加膜處理工序。羅強[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、總鉻和六價鉻未檢出。東莞威立雅將含鎳廢水進行破絡(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。該工藝的特點在于:一是回用水系統(tǒng)與廢水處理系統(tǒng)相對獨立,便于對已有廢水處理設(shè)施進行升級改造;二是操作靈活,可根據(jù)實際用水量需求來決定回用水系統(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題。
2.2電解法
研究認為,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%。鎳的標準電極電位較低(-0.246V),在實際工程應(yīng)用中, 電鍍污水處理廠家酸性溶液中電解時氫較鎳先析出,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,電解法對低濃度鎳溶液的去除效率非常有限。另外,電解法對廢水中的COD、TDS和SS基本無去除效果,未見大規(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,通過置換、共沉、過濾等多種作用去除水中重金屬離子的技術(shù),近年來得到了廣泛應(yīng)用。研究表明,對于鎳離子濃度為9.2mg/L的硫酸鎳廢水,經(jīng)過微電解裝置處理,出水鎳離子濃度可達到電鍍污染物排放標準。用微電解法處理高濃度含鎳廢水,去除率達到64%。微電解技術(shù)處理電鍍廢水具有投資少、操作簡便、去除有機物效果好、運行費用低等優(yōu)點。不足在于無法回收利用有用金屬,實現(xiàn)資源再生利用。
2.4離子交換法
浮床交換-移床在這工藝、螯合樹脂工藝處理含鎳廢水成功工程實例。 印制線路板廢水處理工藝根據(jù)含鎳廢水水質(zhì)的不同,離子交換法可有針對性地選擇螯合樹脂、陽(陰)樹脂、強(弱)酸性樹脂等各型樹脂。工程實踐表明,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、能適應(yīng)不同鎳濃度等優(yōu)點。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)再生洗脫液濃度過低、酸性過高,不宜直接返回鍍槽使用。 研究表明,采用陽柱-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。
2.5全膜處理法
全膜處理法是利用微濾膜、納濾膜、超濾膜、反滲透膜、特種膜等不同膜系統(tǒng),直接濃縮分離電鍍廢水的工藝技術(shù)。實踐表明,納濾膜對鎳離子的截留率大于97%,反滲透膜對鎳離子的截留率大于99%。對于鎳離子濃度為145mg/L的進水,膜分離技術(shù)可濃縮電鍍鎳漂洗水100倍以上,經(jīng)一級納濾,兩級反滲透濃縮,濃縮液中鎳離子濃度可達到50g/L,透過液經(jīng)特種膜處理后回用。采用這套工藝處理含鎳漂洗水,廢水回用率超過98%,回用水作為后段漂洗水循環(huán)使用,小于2%的濃縮液作為鍍液補充到鍍槽。采用超濾、納濾和特種膜組合工藝技術(shù)濃縮分離漂洗廢水中的鎳,出水水質(zhì)接近純凈水。對含鎳、含銅或含鉻廢水,直接利用納濾膜或反滲透膜進行濃縮分離處理,具有分離效果好,操作簡便等優(yōu)點。
2.6組合處理工藝
李利用膜生物反應(yīng)器—反滲透組合工藝處理電鍍鎳廢水, 印制線路板廢水處理對COD去除率基本保持在95%以上,對SS的去除率達到100%,脫鹽率保持在94%以上,出水能滿足回用要求。鄭穎韓等[14]研究了反滲透—電去離子復(fù)合工藝去除廢水中的鎳離子,使廢液中鎳離子濃度由原先的200mg/L下降到0.5mg/L。張偉鋒等[15]在工程實踐中,對含銅綜合廢水、含鎳、含鉻廢水先分別進行離子交換吸附處理,經(jīng)處理廢水再采用雙膜法除鹽濃縮重金屬離子,成功實現(xiàn)中水回用。利用特種膜—反滲透—連續(xù)電除鹽工藝處理電鍍清洗廢水,制備的高純水可直接回用于生產(chǎn),廢水回用率達到60%——80%。