电镀废水中的有机污染物来源主要有三个方面:镀前处理、电镀过程和镀后处理。污水中有机污染物的三种去除方法:生化法、微波化学法和物化法。通过对此三种处理方法的效果比较得出,微波化学法效果最好,物化法次之,生化法最差。但就成本而言,物化法最低。
电镀废水中污染物的三个来源
1、电镀前处理废水中有机污染物的产生镀前处理工艺中CODc与电镀企业的产品类型及工艺路线有很大的关系。工件在电镀前必须进行表面整饰(如抛光、滚光、压花等),然后再进行除蜡、除油、酸洗活化等工序,其目的是为后续的电镀工序提供一个清洁的表面。目前绝大多数的电镀厂采用的是乳化除蜡、除油工艺,在其废水中含大量的非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂及其它部分助剂(如缓蚀剂等),这些物质本身就是高分子有机污染物。而且生产过程中工件表面的蜡及油污被乳化后进人工作母液,伴随着生产过程进行工作母液中的油污会逐渐积累到极限值,这时工作母液必须全部排放干净后再重新配制。由于镀前处理的工作母液中的污染物主要是表面活性剂、助剂、矿物油及蜡,这部分废液没有任何的回收价值,故所有电镀企业都将其直接排入污水处理系统,此时的母液CODcr最高可达20000~50000mg/L。一般情况下电镀企业的镀前处理母液的工作周期在7~15天,所以这部分废水对污水处理系统的CODc值有很强的冲击性。正常情况下镀前处理工艺过程中排放的清洗水CODc在100~200mg/L之间,这部分废水的量较大,占废水排放量的20%~25%,其负荷状态比较稳定。
2、电镀工艺废水中有机污染物的产生电镀工艺过程中的有机污染物主要来源于电镀液中添加的各种光亮剂。这些光亮剂为多组分混合高分子有机化合物。添加量单一品种为80~150mt/(kA˙h),一般电镀槽需添加2~3个品种的光亮剂。工件在电镀过程中会消耗这些光亮剂,有部分被分解后进入镀层,有部分残留在镀液中,另有部分被工件带出后进入清洗水中。因此电镀工艺过程中清洗水中的CODcr在40~60mg/L之间。也有的镀种不含有机光亮剂,比如采用稀添加剂的镀铬工艺与无光亮剂的预镀件碱铜工艺。电镀工艺清洗水占总排放量的60%~70%,这部分废水的CODc相对稳定。
3、电镀后处理工艺废水中有机污染物的产生镀后处理是指工件经电镀后进行的一道工序,如浸表面活性剂脱水处理(又称脱水剂),或者为增加防腐性而采取的化学抗腐蚀处理,例如镀铜或镀铜锌合金后浸苯并三氮唑溶液。还有生产过程中产生的废次品工件需进行镀层脱除(即退镀),若采用防染盐退镀(又称退镍粉),其废水中含有大量的间硝基苯磺酸钠与氰化钠,废液呈深棕色,致使处理后的排水颜色偏黄(有人会误认为是六价铬超标),而且其颜色很难去除。镀后处理产生的废水中CODcr变化比较大,母液在2000~3000mg/L,清洗水中COD0为50~150mg/L(与采用的工艺有关)。这部分废水的数量不是很大,占总排水量的5%左右。
电镀污水中有机污染物的三种去除方法
1、生化法生化法实验时由新大禹公司制造了一个小型模拟装置进行试验。该方法工艺流程如图1所示。污水在物化处理池调整pH至8~9,并加入混凝剂后在沉降池中除去重金属离子和少量的有机物,然后在厌氧池里由池中的微生物对其中的有机物进行降解,在好氧池中由间氧型微生物对有机物进行进一步的降解,在后段的处理过程中有机物被微生物代谢分解,最后随着微生物的死亡以絮凝体的形式沉降出来。但是考虑到前处理废水中可能会混入重金属离子和阴离子表面活性剂,对细菌有毒杀作用,在生化处理前还应加一套物化装置,去除废水中的重金属离子并稳定废水的pH。鉴于镀前处理废水中的有机污染物多为表面活性剂与矿物油,可生化性很差,以及生化处理系统抗冲击性负荷及运行中的可靠性等综合性考虑,笔者认为采用这种处理工艺不是最佳的选择,有较高的风险。
2、微波化学法微波化学法处理废水工艺是近几年发展起来的一种新型废水处理工艺。它利用了微波特有的物理、化学、生物学效应,配合多种化学药剂,完成对有机污染物的氧化、分解、吸附、混凝等作用。其原理是:利用微波提供化学反应的外加能量场,废水中的有机污染物在相关药剂的作用下一部分被直接氧化,另外一部分在敏化剂的作用下,剧烈地吸收微波场中的能量,使敏化剂局部温度急速上升,从而使有机物被分解。从实验的检测数据来看该工艺的去除率可以很高。而且反应时间很短,在微波谐振膛内仅需l0~25S,反应中有多种气体产生,如cH4、cO、cO2、N2、H2S、H20等8种气体,对氰化物与重金属亦有较好的去除率。若要求该工艺的污染物去除率大于80%,就必须加大对废水中lv系氧化剂的投加量,此时在反应后经混凝沉降过滤后排出的清水中可闻到刺鼻的余lv气味;若去除率小于80%左右时,就无明显气味。此外微波化学法去除污水尚有一个明显的作用就是具有强烈的杀菌作用。因此在高平电镀污水处理厂选用该项工艺的重要一点是试验该工艺在生活污水处理中应用的可能性,特别是综合处理成本。
3、物化法物化法工艺试验是由三角环保所工作人员自行负责设计的。首先在实验室内对物化反应所需的药剂进行了大量的筛选,并对工艺流程及参数进行了优化组合,其去除率为70%~80%,后又在高平电镀污水厂进行了3次1000L的小型工业化试验,均达到了较理想的处理结果。该方法是在pH调整池中加入烧碱(也可以加消石灰)或酸将pH控制在8.5~9.5之间,这时有大量的沉淀产生(沉淀物中有重金属离子和部分有机物)。然后加入一定量的氧化剂、混凝剂和吸附剂将剩余的有机物进行深度分解与吸附后,再沉降分离出来。此法使前处理废水在经处理后与其它CODc较低的废水混合后排放l=l的CODCr可保证在70~80ⅡL左右(即达标排放),而且所用的药剂廉价、易购、设备简单、工程造价低、运行可靠,对目前现有的无独立处理单元的工程很容易完成改造,单位处理成本为0.50~O.70元/m3。
三种处理工艺效果的比较电镀污水中有机污染物的种类同各地所采用的电镀工艺与原料有很大的区别,其处理效果也就有所不同。由此也就需要各地同行依据当地的具体情况,采用不同的工艺与药剂,以求取得最好的处理效果。
总之, 电镀污水中有机污染物的去除工艺是一个全新的研究课题,但目前还未引起电镀与环保界的重视。在环保呼声日渐增高,排放标准越发严格,环境污染现状不容乐观的今天,电镀工业这一传统的,涉及产业较多的高污染行业的污染治理应该引起高度的重视。电镀行业较发达的地区,在对电镀行业进行集中进园、统一定点、集中污水处理的政策指引下,如何做到全因子达标,并完成清洁生产法对电镀行业要求中水回用率达到60%这一目标,研究并开发出切实可行的有机污染物去除工艺已迫在眉睫。
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