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一种电镀清洗废水减排处理及资源化利用的新技术
2011-06-21 15:07:04 来源:《科技致富向导》 作者:陈姝娟 【 】 浏览:1203次 评论:0
  【摘要】分析电镀清洗废水的来源与危害,讨论电镀清洗废水的处理方法。从反思的角度提出新的电镀清洗废水节能减排与资源化利用的处理工艺,提出了对电镀清洗废水处理方法的发展趋势及资源化利用的展望。
  【关键词】电镀清洗废水;治理方法;反思;资源化利用;发展趋势
  
  0.引言
  本文介绍一种电镀清洗废水减排处理及资源化利用的新技术,提出了一种新的处理电镀清洗废水的工艺流程并且研制了三种高效重金属捕集剂T1、T2、T3,并在实验室对三种捕集剂的捕集性能分别进行了研究。本技术在一定程度上解决了传统工艺带来的问题。
  1.课题背景
  电镀行业既是重污染行业又是耗水大户,近年来由于先进制造业的发展,电镀行业也进入较快的发展时期。据不完全统计,我国电镀点已经发展到近两万个,水资源的消耗也随之增加,全国年排放电镀废水超过40亿吨,其中80%以上来自于镀件的清洗过程。
  2.电镀废水的分类
  (1)前处理废水,来源于电镀前处理,包括除蜡、脱脂和酸蚀除锈工艺。
  (2)含氰废水,来源于氰化镀铜、氰化镀金和仿金电镀等工艺。
  (3)含铬废水,来源于六价铬电镀、铬酐钝化和塑料电镀前粗化等工艺。
  (4)综合废水,来源于光亮镀铜、冲击镍电镀、半光镍电镀和光亮镍电镀等工艺。
  3.传统的电镀废水处理方法
  3.1化学法
  目前,电镀清洗废水处理工艺中,有80%采用化学法,但化学处理后电镀废水即使达标排放,其中仍有重金属存在,容易被动物和植物吸收积累,并以食物链的方式转移至人体中。
  3.2电解法
  电解法是处理含有高浓度电沉积金属废水的一种有效方法,虽然处理方法比较成熟,运行可靠稳定,操作简单,管理维修方便,但是耗电量大。如处理镀铬废水时,耗电量大,污泥量也多;处理含氰废水时,其耗电量比碱性氯化法大10倍,处理费用高一倍。
  3.3离子交换法
  离子交换法操作简单、便捷、残渣稳定、无二次污染,但离子交换剂选择性强,制造复杂,成本高,再生剂耗量大,在应用上受到很大限制。
  3.4蒸发浓缩法
  蒸发浓缩法工艺成熟简单、不需要化学试剂、无二次污染、可回用水或有价值的重金属,有良好的环境效益和经济效益,但其能耗大、操作费用高,杂质干扰资源回收,故目前,一般将其作为其它方法的辅助处理手段。
  4.电镀清洗废水减排处理及资源化利用新工艺
  将重金属捕集剂和来自于电镀清洗废水储槽的清洗废水加入到捕集器中,反应后溶液经过滤器过滤处理。过滤后,所得滤液分为两部分,一部分返回至2级清洗槽,用于清洗从1级清洗槽中转移来的镀件;剩余部分经过RO膜处理器处理,得到浓水和纯水两部分,浓水返回1级清洗槽,用于清洗刚刚从电镀槽转移来的镀件。纯水根据需要分为两部分,一部分返回3级清洗槽,用于清洗经2级清洗槽清洗的镀件,剩余部分返回纯水储槽,可供车间作为其他用水使用。3级清洗槽的清洗水定期排放至2级清洗槽,也可以直接排放至电镀清洗废水储槽;2级清洗槽的清洗水定期排放至1级清洗槽,也可以直接排放至电镀清洗废水储槽;1级清洗槽的清洗废水定期排放至电镀清洗废水储槽,从而实现了电镀清洗废水减排处理与资源化利用。
  5.实验验证结果与分析
  5.1 捕集剂T1的捕集效果研究
  实验中,我们将各种捕集剂均稀释了十倍,加入至50mL 200mg/L的硫酸铜电镀溶液中。当捕集剂加入浓度300ppm时,铜离子的去除率为99.96%,残余铜离子浓度为0.071mg/L,远远小于国标规定的0.5mg/L的排放限值。
  5.2 捕集剂T2的捕集效果研究
  当捕集剂加入浓度为2400ppm时,铜离子的去除率为99.83%,残余铜离子浓度为0.34mg/L,符合排放标准。
  6.技术经济分析
  6.1重金属回收实现的经济效益
  从重金属回收的角度来说,根据2010年3月20日在上海金属网www.shmet.com查得各种金属的全国最低报价,以我国每年产生40亿吨电镀废水为例,如果采用我们的这项工艺,则每年可节省购买各种金属的资金,合计实现的经济效益为950.82亿元。
  6.2水资源循环利用与减排实现的经济效益
  根据我国《排污收费标准及计算方法》,排污收费标准及计算方法如下:
  (1)水污染物排污费按排污者排放污染物的种类、数量以污染当量计算收取,每单位污染当量收费标准为0.7元。
  (2)污染当量的计算公式。
  污染当量的计算公式如下:
  某污染物的污染当量数=该污染物的排放量(克)/该污染物的污染当量值(克)
  (3)污水排污费的计算公式 。
  污水排污费的计算公式如下:
  污水排污费收费额=污染物的污染当量数之和×污染当量收费标准×地区收费调整系数×环境功能区收费调整系数。
  地区收费调整系数分别为:不发达地区0.8,一般地区1,发达地区1.2。
  (4)环境功能区分类。各类功能区的收费调整系数为:一类1.4,二类1.2,三类1,四类0.8,五类0.6。
  7.项目的核心技术与创新
  7.1电镀清洗废水的分质多点回用
  电镀生产线上用于漂洗的用水点很多,不同的节点水质标准不同。本工艺根据不同用水要求,逐级套用废水,将不同水质的废水回用于各级漂洗程序。该分质多点回用方式对废水充分利用,回用率高,还可节约投资成本,克服了只有末端回用的单一回用方式。
  7.2镀件的逆向漂洗
  本工艺中,镀件依次经过清洗槽1、清洗槽2、清洗槽3进行漂洗,而清洗水的流向正与之相反。在相同的经济投入下,逆流清洗更有效。
  7.3实现“原子经济”
  本工艺中,重金属离子经捕集剂捕集,滤渣经臭氧高级氧化后,又使重金属转变为离子状态,经进一步的镀液调配,返回镀槽再次使用,实现了原子经济。
  8.设计应用前景
  传统的电镀清洗废水处理方法普遍存在成本高、工艺复杂,受经济因素影响大,产生二次污染的弊端,导致后期更难治理,花费更多,使其应用推广受到影响。新工艺工程投资费用较低,处理一吨电镀清洗废水的成本为3.97元/吨,回用水资源、节约排污费、以及回收重金属合计产生的经济效益为14.1元/吨,经济上具有绝对的优势。同时工艺简单,操作方便,便于使用自动控制电路进行集中管理。此外,本团队自行研制的捕集剂具有良好的捕集效率,可广泛应用于电镀废水的处理中。
  在经济上和功效上的优势,决定了本工艺一但广泛应用于电镀清洗废水的处理,将为国家节约大量运行费用和水资源,减少各种重金属污染物的排放,可以真正达到人与自然的和谐,促进人文﹑经济﹑生态协调可持续发展,节能减排效果较为显著,具有良好的环境效益、社会效益和经济效益,应用前景广泛。
  9.总结与展望
  本文着重论述在电镀清洗废水的处理方面新老技术的对比,意在突出新技术的优越性,无论从实用性、经济性还是环保性上讲新技术均优于老技术。
  对于电镀清洗废水的处理首先应集中专业人力改进工艺及处理方法,各电镀厂家也应该重视减排这方面的管理。环保部门应加强监督管理,督促其对废水处理,应制定相关的政策、法规及地方性排放标准作为依据。
  相信在不久的将来电镀清洗废水将得到最大化限度的资源化、无害化处理。在此过程中需要广大大学生、水处理专家及社会各界人士不懈努力地研究并从实际出发,选择合理的处理方法,做到社会效益、经济效益和环保效益的三统一。
  
  【参考文献】
  [1]谢芳.浅谈目前电镀废水处理的几种方法[J].中国高新技术企业,2009,103-104.
  [2]王维平.电镀废水减量化技术[J].电镀与环保,2006,26(5):36-37.
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Tags:电镀清洗废水 治理方法 反思 资源化利用 发展趋势 责任编辑:草木含羞

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