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化学法实现电镀废水零排放的主要难点分析

  电镀废水处理已经实现零排放,今天安峰环保主要是给大家说说,化学法为什么进行电镀废水零排放时,常常出现稳定性不确定的情况。电化学处理方法对电镀废水零排放实现的主要难点是什么?安峰环保总结了几点电镀废水化学处理法上的几点问题,主要也是针对电镀废水处理长期实践的总结,希望给需要电镀废水处理的企业和同行几点启发性的总结。
  

  电化学处理的电镀废水的方法中,电凝法对低浓度的电镀废水处理效果差、成本高,单纯使用此种方法很难实现电镀废水的零排放。但是电化学处理方法从能耗和经济性又值得推广。因此,安峰环保就结合电化学法的处理特点从以下几点进行问题分析。


电镀废水零排放

  
  分质不彻底
  
  (1)对电镀废水概念的片面认识:电镀废水应是包括镀前、电镀本身、镀后处理等所有工序产生的一切从作业场地排出的含有毒有害物的混合排水,包括地坪清洗水、过滤机清洗水、混入的设备冷却水等。除了电镀漂洗水,电镀过程中存在着大量的过滤机清洗水、倒缸水、老化槽液、退镀液、剥挂废液等,相对于漂洗水,这一类废水的量虽然不大,但浓度更高、处理难度更大,这一类的废水是导致电镀废水处理难以稳定达标的根源之一[5];即使国家的各种电镀废水处理的标准、规范如电镀废水治理工程技术规范(HJ2002-2010)、电镀废水处理设计规范GBJ136-90、电镀工业污染防治最佳可行技术指南(试行)(征求意见稿)等也没有将倒缸水、老化槽液的处置识别出来,或仅仅只是指电镀混合废水而没有具体的处理方法,大部分的电镀厂的废水处理装置都没有考虑电解剥挂、化学退镀、化学镀老化废液等废水的处理兼容,由于这一部分的废水的排放量少但浓度高,有些人怀侥幸心理,而随意排入废水处理系统,这将对废水处理的效果产生很大的冲击[6-7]。
  
  (2)电镀加工工艺及加工产品的多样性与复杂性,注定了电镀废水的复杂性。
  
  同种的电镀工序使用的化学品可能是不一样甚至性质是完全相反的:如塑料电镀的镀化学镍前的加速(也有人叫解胶),有人使用5%硫酸,有人使用10%盐酸、氢氟酸,有人使用含有机酸的解胶盐如草酸、氟硼酸,甚至也有人使用3%氢氧化钠[8],这些药品的化学性质差异极大,甚至是相反的,所以,配套的分水及污水处理流程也必须采用不同的分法、不同的处理流程;废水的分质及处理方式要根据变化而变化,否则难以稳定达标;不同的电镀镀种,其污染物的性质及其对达标的影响也是不一样的,其废水处理的难点是不一样的,比如镀锌的钝化废水的处理是难点,塑料电镀的化学镍、焦铜是处理的难点;铝合金电镀的沉锌液既含有络合剂也可能含有氰化物,LDS化镀的离子钯活化液槽液中含有六价铬。
  
  (3)电镀的工艺流程中每一道都会产生废水,如一般的塑料电镀的基本流程:
  
  除蜡-除油-亲水-粗化-中和-预浸-催化-解胶-化学镍-盐酸酸化-焦铜(或打底镍)-硫酸活化-酸铜-硫酸过硫酸铵活化-半光镍、光镍、封口镍-硫酸活化-铬酐活化-镀六价铬(镀三价铬)-封闭-剥挂,有做杂色工艺的工艺缸有:铜发黑、枪、珍珠镍、代铬等,镀锌合金基材的有镀底铜(氰化镀铜),功能性电镀的微氰镀金、氰化镀银、甲基磺酸镀锡;镀锌的工艺又分为氰化镀锌、锌酸盐镀锌、氯化物镀锌、硫酸盐镀锌、镀锌镍合金等,镀后的钝化有六价铬钝化、三价铬钝化、无铬钝化等等,选择的工艺不同,废水的分质及处理方案也必须有相应的变化;很多的电镀厂环评时的工艺跟实际生产的工艺、使用的化学品等都会有更改、但污水处理的方案、排水的方案又不变,导致废水处理的成本升高、效果变差。
  
  (4)不同的重金属离子的沉淀pH值不一样,有些废水是绝对不能混在一起沉淀的,更高的pH值(碱性)金属离子反而溶解下来,以常见的铜、镍、铬、锌、银为例,其最佳及可满足标准排放要求的pH值及范围如表1[9]。
  
  电镀废水
  
  有些合金电镀工艺中废水本身就含有两种以上的重金属离子,如代镍的含铜、锡,代铬含锡、钴,枪色含锡、镍,黄铜含铜、锌等,这一类的废水处理要识别出来,必要情况下要先预处理。
  
  (5)有机污染物分两类:一类是主盐中起络合或辅助的含碳有机物、含氮磷的有机物等、其含量较大,对废水处理的影响比较明显;另一类是电镀药水中的添加剂,一般是各种改性的含碳、氮、磷、硫的有机化合物,其在槽液中的含量比较低、对化学法重金属处理的影响不大,但对COD、氨氮、总磷等指标有显著影响,或对SS、泡沫等外观状态有不良的影响。并且可能对物理处理或物理化学处理方法的膜、树脂等有潜在的隐患,也必须引起足够的重视。电镀,其中对废水处理影响最大的是各种络合物或可以起络合作用的化学品如化铜的EDTA、化镍的柠檬酸钠、焦铜的焦钾、酒石酸、无氰碱铜的HEDP等[10-11];对含络合剂的电镀废水必须分开单独预处理。
  
  (6)对混排的废水,必须针对性地对症下药,否则是加多药、没效果,比如含氰废水中混入镍离子,使用传统的次氯酸钠两步破氰会消耗大量的次氯酸钠,并且由于生成氢氧化高镍的逐步分解导致污泥的沉淀效果差,污泥上浮,而使用双氧水作氧化剂却是一种经济有效的处理方法[12]。
  
  (7)由于电镀过程的多样性,如镀锌、镀铜、镀镍、镀铬、镀金、镀银、镀锡,每一金属镀种(如镀铜)又可细分为镀碱铜(氰化镀铜)、焦磷酸盐镀铜、镀酸铜。特别是很多合金镀种,如镀枪色,镀槽中不仅含有重金属离子、还含有各种各样的络合剂、微量的特殊添加剂等等,络合剂、添加剂等会干扰过渡金属离子的沉淀。
  
  对电镀工业园区,废水的分质管理尤为重要。①当前大部分电镀工业园区电镀废水分为含氰、含铬、含镍、综合废水、酸碱废水、前处理废水等,但像前面所述:同一镀种的废水不一定同质:如含铜的碱铜废水、酸铜废水、化铜废水的性质、处理方法是完全不一样的。再比如,同样是酸洗,有的用硫酸、有的用盐酸、甚至有用甲基磺酸、柠檬酸的;同样是镀枪色,有酸枪、碱枪工艺之分,前者使用氟化物做络合剂、后者使用焦磷酸钾做络合剂。②废水收集输送不同厂家的同一类水集中于一条管道收集,混排责任分不清,废水水质监控不到位,废水混排查找不及时,也难以查找,不能有效地控制混排废水,常常因混排原因造成出水的氰和铬超标;处理效果不稳定;运行费用居高不下[13-15]。
  
  (8)电镀厂主要是来料加工的,随著外部环境的变化,电镀的工艺、镀种也可能随之改变,这种改变也会影响污水处理设施的运行效果。同一种污染物会有多种来源:在电镀厂工作的人都知道,废水的来源除了正常生产的漂洗水、还会有过滤机清洗水、处理槽液时的缸脚及其清洗水等。有些时候,甚至污染物的浓度变化、处理条件也要随之改变,比如正常的六价铬的化学处理,其中的pH值是一个很重要的因素,大部分的资料(包括外国的资料)都只是笼统地写还原时的pH在2.5~3.0之间,事实上,假如六价铬的浓度更高,要求pH更低(pH=1)才能保证反应的完全[16];由于电镀废水的性质多样、成分多变、处理工艺复杂、处理效果波动较大。如果没有搞清楚废水的性质、可能的相互作用,采取必要的预处理措施,很难保证废水处理系统的稳定高效运行。废水处理应该根据电镀工艺、镀种、废水的性质等作充分评估。
  

  可以看出电镀废水处理前需要对废水的成份进行化学检查,并对电镀废水的分质分流进行分别的处理。并选择专业的处理人员进行重点培训,在进行电镀废水处理时能够很好的识别电镀废水中出现的问题。电化学法处理电镀废水时权对污水处理的设计施工、环保管理、专业的电镀废水处理人才进行统一的规划。电镀废水零排放需要多个步骤进行统一的合作,最终才能实现零排放的。


电镀废水零排放

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