1、集成膜分離技術(shù)處理電鍍綜合廢水可行性研究作者：趙勝利 上傳：tuzhi 來源：網(wǎng)絡(luò)收集 2006-03-07 09:061概述采用集成膜技術(shù)處理電鍍綜合廢水，實現(xiàn)水在線回用、清潔生產(chǎn)，以美國通用公司OEM生產(chǎn)汽車輪轂企業(yè)上海某電鍍廠項目為案例，該項目日處理廢水量為480M3，要求零排放設(shè)計，實現(xiàn)循環(huán)水85%利用，處理后水質(zhì)要求理化指標(biāo)與上海自來水標(biāo)準(zhǔn)相同。處理工藝主體完全采用當(dāng)今世界先進的膜分離技術(shù)，利用OSMONICS一種具有半透性能的高分子合成膜材料，在外壓趨動力作用下實現(xiàn)廢水溶液中某些組分選擇性透過的分離技術(shù)。膜材質(zhì)選型為芳香族聚酰胺，可脫除污水中的有機物、細菌、病毒、鹽類等物質(zhì)，操作壓

2、力為0.4-1.0MPa。利用這種新技術(shù)、新設(shè)備的凈化裝置其性能優(yōu)良、經(jīng)濟適用、效果突出、節(jié)省投資，運行成本低廉，占地面積小，在污水深度凈化處理中實現(xiàn)開電鍍綜合廢水處理循環(huán)利用先河。電鍍廢水主要包括電鍍工藝的前處理廢水、鍍層漂洗廢水、后處理廢水、廢鍍液以及設(shè)備沖洗廢水、刷洗地坪和極板廢水以及由于操作或管理疏漏而引起的跑冒滴漏產(chǎn)生的廢水,還有:在廢水傳統(tǒng)的化學(xué)處理過程中導(dǎo)致的二次污染等。電鍍表面處理工藝過程，常用的鍍種有鍍鎳、鍍銅、鍍鉻、鍍鋅等。電鍍工藝根據(jù)不同鍍種分類，在鍍件生產(chǎn)過程中，除油、酸洗和電鍍等所產(chǎn)生的鍍件清洗、鍍液過濾、廢液、滲漏及地面沖洗等，廢水中污染物的濃度不盡相同,其中電鍍前

3、處理工序的除油、除銹、活化等過程產(chǎn)生的大量的化學(xué)藥劑、重金屬離子和有機添加劑而形成的酸堿廢水總量占50%以上。廢水處理的目的是將廢水中的有害物質(zhì)加以分離，或使有害物質(zhì)改性變成無害物。電鍍廢水的處理方法大體可分為物理法、物化法和生化處理法。物理處理法主要是去除或回收廢水中較大顆粒的懸浮物和油類等，包括自然沉淀、浮選、過濾、離心、蒸發(fā)等；物化法主要是去除或回收廢水中的細小懸浮物、膠體和溶解物質(zhì)，或者將有毒物質(zhì)改性轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，包括混凝沉淀、中和、氧化還原、萃取、吸附、離子交換、反滲透、電滲析等；生化處理法主要是通過生物作用將廢水中膠體的和溶解的有機物分解破壞而加以分離去除。以集成膜技術(shù)處理電鍍廢

4、水就是以篩分為機理按電鍍廢水的特性分級分段或多級多段處理。集成膜過程是進幾年來在膜分離技術(shù)的發(fā)展中的又一項新技術(shù)，即：將幾種膜分離過程聯(lián)合起來，或?qū)⒛し蛛x與其它分離方法結(jié)合起來，將它們各自用在最適合的條件下，發(fā)揮其最大的效率。隨著集成膜分離技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，膜分離技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中將發(fā)揮更大的作用。2項目來源與背景上海閔行某電鍍有限公司是美國通用公司、福特、戴姆勒-克萊斯勒三大汽車制造公司的整車輪轂OEM生產(chǎn)廠。項目單位概況：廠區(qū)占地面積13876平方米，建筑面積67167平方米，綠化面積27752平方米，綠化率20%。年產(chǎn)電鍍輪轂30萬只、銷售12240萬元、利潤3000萬元。設(shè)計電鍍

5、廢水總排放量184M3D，實際電鍍廢水排放總量768M3D（其中含有生活區(qū)26M3D生活污水）。 該電鍍廠位于上海黃浦江上游準(zhǔn)水源保護區(qū)、上海世博園區(qū)東南隅，新建項目要求不得向準(zhǔn)水源排污，實現(xiàn)重金屬廢水閉路處理與循環(huán)水利用。3項目設(shè)計依據(jù)鍍件前處理廢水： 15M3HR；銅系漂洗廢水： 3M3HR；鎳系漂洗廢水： 6M3HR；鉻系漂洗廢水： 3M3HR；鋅系漂洗廢水： 4M3HR；含 氰 廢 水： 5M3HR；跑冒滴漏廢水： 12M3HR（含沖洗水）；電鍍生產(chǎn)線總廢水量：768M3D （8×2班次）；電鍍原廢水水質(zhì)主要成分表1序 號工 序成 分溫 度1前處理（脫脂、脫蠟）碳酸鈉70磷酸

6、三鈉硅酸鈉2陰極除油碳酸鈉70-80磷酸三鈉3堿濁氫氧化鈉常溫4沉鋅氫氧化鈉40-50氧化鋅5脫鋅硝酸常溫6預(yù)鍍鎳硫酸鎳55氯化鎳硼酸7鍍銅前酸活化硫酸常溫8光亮鍍銅硫酸銅50硫酸9半亮鎳硫酸鎳60氯化鎳硼酸BTLTL-210高硫鎳硫酸鎳50氯化鎳硼酸BTLTN11亮鎳硫酸鎳60氯化鎳硼酸12 鎳封硫酸鎳50-60氯化鎳硼酸BNT-BBNF-110BNF-22013鍍鉻前酸活化鉻酐3014鍍鉻鉻酐30硫酸4系統(tǒng)主體工程設(shè)計(1)設(shè)計電鍍廢水收集槽收集來自電鍍生產(chǎn)線的各鍍種漂洗廢水（含沖洗、跑冒滴漏廢水），收集槽廢水停留時間8h；(2)經(jīng)提升泵進入前置預(yù)處理去除懸浮物固體；(3)初處理廢水進入U

7、F分子篩分子系統(tǒng)去除大分子物質(zhì)及膠體、去除部分COD；(4)實現(xiàn)NFRO進水要求時由多級分離增壓泵送入離子篩分系統(tǒng)，同時在線調(diào)整pH值，使分離后水質(zhì)指標(biāo)達到電鍍生產(chǎn)工藝用水及漂洗水要求；(5)系統(tǒng)產(chǎn)水收集備用并提升至高位水箱輸送到生產(chǎn)線；(6)系統(tǒng)設(shè)計pH自動加藥調(diào)整、集成膜分離維護藥洗系統(tǒng)；(7)系統(tǒng)過程控制設(shè)PLC自動報警控制系統(tǒng)，在線監(jiān)測ORP、TDS、pH，確保循環(huán)利用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；(8)膜分離后少量濃縮液經(jīng)一步法化學(xué)處理，上清液導(dǎo)入原廢水池進入系統(tǒng)循環(huán)處理，少量殘渣取出定期處理（6個月或12個月清理一次）。5集成膜系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)構(gòu)成（圖1）：6工藝流程及設(shè)備配置分析工藝流程（圖2）：系統(tǒng)

8、設(shè)備配置及運行工況分析： 膜法水處理與傳統(tǒng)工藝不同在于，膜處理過程是物理過程，不發(fā)生相變、在常溫下運行、選擇性強、無化學(xué)變化、適應(yīng)性強。克服了傳統(tǒng)工藝能耗高、二次污染、占地面積大、自動化控制難和操作繁瑣的缺點。 前置預(yù)處理系統(tǒng)由DGFACFMF裝置組成：前置預(yù)處理系統(tǒng)廢水來源破氰、鍍鉻及綜合廢水，經(jīng)多介質(zhì)濾器進入系統(tǒng)處理，使SS基本去除后進一步降低濁度而實現(xiàn)部分重金屬吸附去除。多介質(zhì)過濾有效去除廢水中的生物絮體和膠體物質(zhì)，去除化學(xué)絮凝過程產(chǎn)生的鐵鹽、鋁鹽、等沉積物，顯著降低出水的懸浮物含量和濁度，使出水安全進入下一個系統(tǒng)，以保證UF分子篩分系統(tǒng)的正常運行。活性炭過濾進一步降低出水的BOD、CO

9、D值，對重金屬、細菌、病毒有很高的去除率。MF過濾裝置：微濾是以靜壓差為推動力，利用篩網(wǎng)狀過濾介質(zhì)膜的“篩分”作用進行分離的膜過程，其原理與普通過濾相類似，但過濾的微粒在0.0315m，因此又稱其為精密過濾，是過濾技術(shù)的最新發(fā)展。在靜壓差作用下，小于膜孔的粒子通過膜，比膜孔大的粒子則被截留在膜面上，使大小不同的組分得以分離，操作壓力為0.77Kpa。MF膜的截留作用大體可分為以下幾種：A、機械截留作用 指膜具有截留比它孔徑大或孔徑相當(dāng)?shù)奈⒘５入s質(zhì)的作用，即篩分作用。B、物理作用或吸附截留作用 如果過分強調(diào)篩分作用就會得不出不符合實際的結(jié)論，除了要考慮孔徑因素外，還要考慮其他因素的影響，其中包括

10、吸附和電性能的影響。C、架橋作用 通過電鏡可以觀測到，在孔的入口處，微粒因為架橋作用也同樣可以被截留。D、網(wǎng)絡(luò)型膜的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部截留作用是將微粒截留在膜的內(nèi)部，并非截留在膜的表面。UF分子篩分裝置：超濾是介于微濾和納濾之間的一種膜過程，膜孔徑范圍為0.05m（接近MF）至1nm（接近NF），超濾的典型應(yīng)用是從溶液中分離大分子物質(zhì)和膠體，所分離的溶質(zhì)分子量下限為幾千Dalton(1Dalton即1Da,1Da=1.66054×10-27kg)。超濾膜對溶質(zhì)的分離過程主要有：A、在膜表面及微孔內(nèi)吸附；B、在孔中停留而被去除；C、在膜面的機械截留。超濾對于水中懸浮物、固體、膠體、大分子、細菌有

11、較高的去除率，對BOD和COD有部分的去除率。超濾膜可通過定期反洗和化學(xué)清洗，保持長期使用。NF(RO)離子篩分裝置：RO系統(tǒng)原理：在濃液的一邊加上比自然滲透壓更高的壓力，扭轉(zhuǎn)自然滲透方向，把濃溶液中的溶劑（水）壓到半透膜的另一邊稀溶液中，這是和自然滲透過程相反的。這種現(xiàn)象表明，當(dāng)對鹽水一側(cè)施加的壓力超過水的滲透壓時，可以利用半透膜裝置從鹽水中獲得淡水。反滲透對于水中溶質(zhì)、鹽（懸浮物、大分子、離子、二價和多價陽離子鹽）有很高的脫除率。采用進口超低壓膜進行除鹽，脫鹽率可達到99.5%以上，使產(chǎn)水電導(dǎo)率下降到200s/cm以下。PLC在線控制系統(tǒng)及相關(guān)輔助設(shè)備：RO系統(tǒng)的控制（集中控制）方式采用手

12、動控制（按鈕操作）和全自動控制（PLC 運行）方式兩種。在全自動控制方式無故障情況下不采用手動控制方式，確保反滲透系統(tǒng)正常運行，避免在操作失誤的情況下造成不必要損失。RO控制系統(tǒng)采用模擬屏顯示，各種運行參數(shù)、狀態(tài)及水質(zhì)情況直觀明了；整套控制系統(tǒng)配有在線ORPTDSpH監(jiān)測儀、高壓泵低壓保護裝置、在線壓力傳感器、水箱液位傳感器、在線溫度傳感器、在線流量傳感器等全套在線儀表，確保各種運行參數(shù)都能在模擬顯示屏上反應(yīng)出來。同時具有運行狀態(tài)及故障報警遠傳功能。系統(tǒng)運行工況受進水及預(yù)處理水箱的液位自動控制，高位運行，低位停止。系統(tǒng)處理后水質(zhì)情況表2 序號項 目原水水質(zhì)指標(biāo)中水水質(zhì)指標(biāo)系統(tǒng)產(chǎn)水水質(zhì)1pH值1

13、.829.036.5-7.52CN- (mg/L) 790.7<0.05 3Cr6+ (mg/L) 2560.78<0.05 4總鉻(mg/L) 2840.84<0.1 5Ni2+ (mg/L) 35.50.672<0.02 6Cu2+ (mg/L) 524.3<0.5 7電導(dǎo)(s/cm) -<150膜對不同價離子的截留性能表3化合物/無機鹽膜A膜B膜C膜DNaCl15.8133.1535.1540.81Na2CO362.2672.5375.5178.18Na2SO485.8791.0292.6096.21MgSO480.7087.3793.0998.48K

14、Cl20.5740.5742.2142.71CaCl247.3652.8068.5173.63BaCl238.2246.6662.3276.177經(jīng)濟效益分析 設(shè)計每天電鍍綜合廢水進水處理量：Q進768m 3/d；即： 768 m/d 3×75%=576m3/d； 設(shè)計每天系統(tǒng)產(chǎn)水回用量（75%）： Q出576m3/d ；（不含系統(tǒng)回流） 回用水按自來水單價2.5元/ m3計算 即：576 m3 ×2.5元=1440元/d；年直接水回用量：576m3/d×300天=172,800m3/a；年直接回用水產(chǎn)生效益：172，800m3/a×2.5=432,00

15、0元/a；年節(jié)約排污費用：排污費按30元/m3計算即：768m3/d×30元/m3 ×300天691,200元/a；運行費用： 以處理量 768m3/d計,耗電45kw/h,按0.5元/kw·h計 即： 45kw/h×0.5元×16h360元/d ； 則年用電費用：360元×300108000元/年；材料損耗費用：更換UFRO膜元件,設(shè)膜壽命三年,整套設(shè)備需配膜組件108支，單支膜平均單價按2，500元支計即：2，500元×108270，000元（平均每三年間歇更換一次）；則每年損耗費為： 270，000元÷390

16、，000元/a；電鍍廢水回用工程實際創(chuàng)造效益：年節(jié)水：140,400m3/a；年節(jié)水產(chǎn)生效益：432,000元/a；年節(jié)約排污費用：691,200元年水回用直接效益+節(jié)約補給水效益+節(jié)約排污費-(用電費用+材料費用) 即：( 432，000691，200元)/年(108000元+90，000元)/年=925，200元/年則：年實現(xiàn)效益925，200元。 工程及設(shè)備總投資2，500，000萬元（人民幣） 工程投資回收期 2，500，000萬元÷925，200元/年3年 即:不到三年收回投資 。 結(jié)論采用集成膜分離技術(shù)處理電鍍廢水，根據(jù)上海、惠州、廈門、湖州、江陰等幾家電鍍企業(yè)的工程實例

17、的運行結(jié)果，技術(shù)可行、工程設(shè)計方案愈來愈科學(xué)合理。本文著重工程技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的電鍍廢水處理與再利用，它還涉及到電鍍漂洗水在線濃縮回收貴重金屬。以膜分離技術(shù)為核心的廢水處理工程，是必先解決廢水處理系統(tǒng)問題；是必先解決膜分離系統(tǒng)進水pH、SS、SDI、游離氯等諸多問題；是必先考慮過濾分離介質(zhì)技術(shù)選型要求。總而言之，集成膜技術(shù)首要問題是如何解決工藝技術(shù)組合和設(shè)備選型配套等問題，因此，經(jīng)改良的多介質(zhì)電鍍廢水前置預(yù)處理器與膜分離后濃縮水的一體化處理技術(shù)相結(jié)合，可以大大消減污泥量。不僅僅只能處理電鍍廢水，同樣可以在其它工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，在城市污水深度處理中應(yīng)用。參考文獻：1 GE DESAL濃縮分離膜應(yīng)用2

18、 DOW膜分離與技術(shù)手冊3 海德能反滲透和納濾膜產(chǎn)品技術(shù)手冊4 丁忠浩有機廢水處理技術(shù)及應(yīng)用，化學(xué)工業(yè)出版社2002.55 樊新民表面處理應(yīng)用技術(shù)手冊，江蘇科學(xué)技術(shù)出版社2003.66 任建新膜分離技術(shù)及應(yīng)用，化學(xué)出版社，2003.17 陳亞現(xiàn)代實用電鍍技術(shù)，國防工業(yè)出版社，2003.18 邵剛膜法水處理技術(shù)及工程實例，化學(xué)工業(yè)出版社，2002.39污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)表4中的一級標(biāo)準(zhǔn)；10環(huán)境工程手冊水污染防治卷，相關(guān)設(shè)計參數(shù)與技術(shù)要求11工業(yè)用水軟化、除鹽設(shè)計規(guī)范GBJ109-87；12水處理設(shè)備制造技術(shù)條件JB/T2932-1999；13超濾膜組件制造公司UF設(shè)計導(dǎo)

19、則；14反滲透膜元件制造公司RO設(shè)計導(dǎo)則；15我國生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB5749-85電鍍重金屬廢水治理技術(shù)的現(xiàn)狀及展望摘要：介紹了電鍍重金屬廢水各種治理技術(shù)化學(xué)沉淀、氧化還原處理、溶劑萃取分離、吸附法、膜分離技術(shù)、離子交換處理法、生物處理技術(shù)的現(xiàn)狀，并提出了治理技術(shù)的發(fā)展趨勢。 關(guān)鍵詞：電鍍 重金屬廢水 治理技術(shù)  概述    電鍍是利用化學(xué)和電化學(xué)方法在金屬或在其它材料表面鍍上各種金屬。電鍍技術(shù)廣泛應(yīng)用于機器制造、輕工、電子等行業(yè)。    電鍍廢水的成分非常復(fù)雜，除含氰(CN-)廢水和酸堿廢水外，重金屬廢水是電鍍業(yè)潛在

20、危害性極大的廢水類別。根據(jù)重金屬廢水中所含重金屬元素進行分類，一般可以分為含鉻(Cr)廢水、含鎳(Ni)廢水、含鎘(Cd)廢水、含銅(Cu)廢水、含鋅(Zn)廢水、含金(Au)廢水、含銀(Ag)廢水等。電鍍廢水的治理在國內(nèi)外普遍受到重視，研制出多種治理技術(shù)，通過將有毒治理為無毒、有害轉(zhuǎn)化為無害、回收貴重金屬、水循環(huán)使用等措施消除和減少重金屬的排放量。隨著電鍍工業(yè)的快速發(fā)展和環(huán)保要求的日益提高，目前，電鍍廢水治理已開始進入清潔生產(chǎn)工藝、總量控制和循環(huán)經(jīng)濟整合階段，資源回收利用和閉路循環(huán)是發(fā)展的主流方向。1電鍍重金屬廢水治理技術(shù)的現(xiàn)狀1 .1化學(xué)沉淀    化學(xué)沉淀法

21、是使廢水中呈溶解狀態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒闹亟饘倩衔锏姆椒ǎㄖ泻统练ê土蚧锍恋矸ǖ取?.1.1中和沉淀法    在含重金屬的廢水中加入堿進行中和反應(yīng)，使重金屬生成不溶于水的氫氧化物沉淀形式加以分離。中和沉淀法操作簡單，是常用的處理廢水方法。實踐證明在操作中需要注意以下幾點1：(1)中和沉淀后，廢水中若pH值高，需要中和處理后才可排放；(2)廢水中常常有多種重金屬共存，當(dāng)廢水中含有Zn、Pb、Sn、Al等兩性金屬時，pH值偏高，可能有再溶解傾向，因此要嚴(yán)格控制pH值，實行分段沉淀；(3)廢水中有些陰離子如：鹵素、氰根、腐植質(zhì)等有可能與重金屬形成絡(luò)合物，因此

22、要在中和之前需經(jīng)過預(yù)處理；(4)有些顆粒小，不易沉淀，則需加入絮凝劑輔助沉淀生成。1.1.2硫化物沉淀法    加入硫化物沉淀劑使廢水中重金屬離子生成硫化物沉淀除去的方法。與中和沉淀法相比，硫化物沉淀法的優(yōu)點是：重金屬硫化物溶解度比其氫氧化物的溶解度更低，而且反應(yīng)的pH值在79之間，處理后的廢水一般不用中和。硫化物沉淀法的缺點是2：硫化物沉淀物顆粒小，易形成膠體；硫化物沉淀劑本身在水中殘留，遇酸生成硫化氫氣體，產(chǎn)生二次污染。為了防止二次污染問題，英國學(xué)者研究出了改進的硫化物沉淀法，即在需處理的廢水中有選擇性的加入硫化物離子和另一重金屬離子(該重金屬的硫化物離子平衡

23、濃度比需要除去的重金屬污染物質(zhì)的硫化物的平衡濃度高)。由于加進去的重金屬的硫化物比廢水中的重金屬的硫化物更易溶解，這樣廢水中原有的重金屬離子就比添加進去的重金屬離子先分離出來，同時防止有害氣體硫化氫生成和硫化物離子殘留問題。1.2氧化還原處理1.2.1 化學(xué)還原法  電鍍廢水中的Cr主要以Cr6+離子形態(tài)存在，因此向廢水中投加還原劑將Cr6+還原成微毒的Cr3+后，投加石灰或NaOH產(chǎn)生Cr(OH)3沉淀分離去除。化學(xué)還原法治理電鍍廢水是最早應(yīng)用的治理技術(shù)之一，在我國有著廣泛的應(yīng)用，其治理原理簡單、操作易于掌握、能承受大水量和高濃度廢水沖擊。根據(jù)投加還原劑的不同，可分為FeSO4法、

24、NaHSO3法、鐵屑法、SO2法等。    應(yīng)用化學(xué)還原法處理含Cr廢水，堿化時一般用石灰，但廢渣多；用NaOH或Na2CO3，則污泥少，但藥劑費用高，處理成本大，這是化學(xué)還原法的缺點。1.2.2 鐵氧體法    鐵氧體技術(shù)是根據(jù)生產(chǎn)鐵氧體的原理發(fā)展起來的。在含Cr廢水中加入過量的FeSO4，使Cr6+還原成Cr3+, Fe2+氧化成Fe3+，調(diào)節(jié)pH值至8左右，使Fe離子和Cr離子產(chǎn)生氫氧化物沉淀。通入空氣攪拌并加入氫氧化物不斷反應(yīng)，形成鉻鐵氧體。其典型工藝有間歇式和連續(xù)式。鐵氧體法形成的污泥化學(xué)穩(wěn)定性高，易于固液分離和脫水。鐵氧體

25、法除能處理含Cr廢水外，特別適用于含重金屬離子的電鍍混合廢水。我國應(yīng)用鐵氧體法已經(jīng)有幾十年歷史，處理后的廢水能達到排放標(biāo)準(zhǔn)，在國內(nèi)電鍍工業(yè)中應(yīng)用較多。    鐵氧體法具有設(shè)備簡單、投資少、操作簡便、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點。但在形成鐵氧體過程中需要加熱(約70oC)，能耗較高，處理后鹽度高，而且有不能處理含Hg和絡(luò)合物廢水的缺點。1.2.3 電解法    電解法處理含Cr廢水在我國已經(jīng)有二十多年的歷史，具有去除率高、無二次污染、所沉淀的重金屬可回收利用等優(yōu)點。大約有30多種廢水溶液中的金屬離子可進行電沉積。電解法是一種比較成熟的處理技術(shù)，

26、能減少污泥的生成量，且能回收Cu、Ag、Cd等金屬，已應(yīng)用于廢水的治理。不過電解法成本比較高，一般經(jīng)濃縮后再電解經(jīng)濟效益較好。    近年來，電解法迅速發(fā)展，并對鐵屑內(nèi)電解進行了深入研究，利用鐵屑內(nèi)電解原理研制的動態(tài)廢水處理裝置對重金屬離子有很好的去除效果。    另外，高壓脈沖電凝系統(tǒng)(High Voltage Electrocagulation System)為當(dāng)今世界新一代電化學(xué)水處理設(shè)備，對表面處理、涂裝廢水以及電鍍混合廢水中的Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、CN-等污染物有顯著的治理效果。高壓脈沖電凝法比傳統(tǒng)電解法電流效率提高

27、20%30%；電解時間縮短30%40%；節(jié)省電能達到30%40%；污泥產(chǎn)生量少；對重金屬去除率可達96%一99%3。1.3 溶劑萃取分離    溶劑萃取法4是分離和凈化物質(zhì)常用的方法。由于液一液接觸，可連續(xù)操作，分離效果較好。使用這種方法時，要選擇有較高選擇性的萃取劑，廢水中重金屬一般以陽離子或陰離子形式存在，例如在酸性條件下，與萃取劑發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，從水相被萃取到有機相，然后在堿性條件下被反萃取到水相，使溶劑再生以循環(huán)利用。這就要求在萃取操作時注意選擇水相酸度。盡管萃取法有較大優(yōu)越性，然而溶劑在萃取過程中的流失和再生過程中能源消耗大，使這種方法存在一定局限性，應(yīng)用

28、受到很大的限制。1.4 吸附法    吸附法是利用吸附劑的獨特結(jié)構(gòu)去除重金屬離子的一種有效方法。利用吸附法處理電鍍重金屬廢水的吸附劑有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖樹脂等。活性炭裝備簡單，在廢水治理中應(yīng)用廣泛，但活性炭再生效率低，處理水質(zhì)很難達到回用要求，一般用于電鍍廢水的預(yù)處理。腐植酸類物質(zhì)是比較廉價的吸附劑，把腐植酸做成腐植酸樹脂用以處理含Cr、含Ni廢水已有成功經(jīng)驗。有相關(guān)研究表明，殼聚糖及其衍生物是重金屬離子的良好吸附劑，殼聚糖樹脂交聯(lián)后，可重復(fù)使用10次，吸附容量沒有明顯降低5。利用改性的海泡石治理重金屬廢水對Pb2+、Hg2+、Cd2+有很好的吸附能力，

29、處理后廢水中重金屬含量顯著低于污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。另有文獻報道蒙脫石也是一種性能良好的粘土礦物吸附劑，鋁鋯柱撐蒙脫石在酸性條件下對Cr 6+的去除率達到99%，出水中Cr 6+含量低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)，具有實際應(yīng)用前暑6。1.5 膜分離技術(shù)    膜分離法是利用高分子所具有的選擇性來進行物質(zhì)分離的技術(shù)，包括電滲析、反滲透、膜萃取、超過濾等。用電滲析法處理電鍍工業(yè)廢水，處理后廢水組成不變，有利于回槽使用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金屬離子廢水都適宜用電滲析處理，已有成套設(shè)備。反滲透法已大規(guī)模用于鍍Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金屬廢水處理。采用反滲透法處理

30、電鍍廢水，已處理水可以回用，實現(xiàn)閉路循環(huán)。液膜法治理電鍍廢水的研究報道很多，有些領(lǐng)域液膜法已由基礎(chǔ)理論研究進入到初步工業(yè)應(yīng)用階段，如我國和奧地利均用乳狀液膜技術(shù)處理含Zn廢水，此外也應(yīng)用于鍍Au廢液處理中7。膜萃取技術(shù)是一種高效、無二次污染的分離技術(shù)，該項技術(shù)在金屬萃取方面有很大進展。1.6 離子交換處理法    離子交換處理法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質(zhì)的方法，應(yīng)用的離子交換劑有離子交換樹脂、沸石等等，離子交換樹脂有凝膠型和大孔型。前者有選擇性，后者制造復(fù)雜、成本高、再生劑耗量大，因而在應(yīng)用上受到很大限制。離子交換是靠交換劑自身所帶的能自由移動的離子與被處

31、理的溶液中的離子通過離子交換來實現(xiàn)的。推動離子交換的動力是離子間濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和能力，多數(shù)情況下離子是先被吸附，再被交換，離子交換劑具有吸附、交換雙重作用。這種材料的應(yīng)用越來越多，如膨潤土11，它是以蒙脫石為主要成分的粘土，具有吸水膨脹性好、比表面積大、較強的吸附能力和離子交換能力，若經(jīng)改良后其吸附及離子交換的能力更強。但是卻較難再生，天然沸石在對重金屬廢水的處理方面比膨潤土具有更大的優(yōu)點：沸石9是含網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽礦物，其內(nèi)部多孔，比表面積大，具有獨特的吸附和離子交換能力。研究表明10，沸石從廢水中去除重金屬離子的機理，多數(shù)情況下是吸附和離子交換雙重作用，隨流速增加，離

32、子交換將取代吸附作用占主要地位。若用NaCl對天然沸石進行預(yù)處理可提高吸附和離子交換能力。通過吸附和離子交換再生過程，廢水中重金屬離子濃度可濃縮提高30倍。沸石去除銅，在NaCl再生過程中，去除率達97%以上，可多次吸附交換，再生循環(huán)，而且對銅的去除率并不降低。1.7 生物處理技術(shù)    由于傳統(tǒng)治理方法有成本高、操作復(fù)雜、對于大流量低濃度的有害污染難處理等缺點，經(jīng)過多年的探索和研究，生物治理技術(shù)日益受到人們的重視。隨著耐重金屬毒性微生物的研究進展，采用生物技術(shù)處理電鍍重金屬廢水呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展勢頭，根據(jù)生物去除重金屬離子的機理不同可分為生物絮凝法、生物吸附法、生物化

33、學(xué)法以及植物修復(fù)法。1.7.1 生物絮凝法    生物絮凝法是利用微生物或微生物產(chǎn)生的代謝物進行絮凝沉淀的一種除污方法。微生物絮凝劑是一類由微生物產(chǎn)生并分泌到細胞外，具有絮凝活性的代謝物。一般由多糖、蛋白質(zhì)、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質(zhì)構(gòu)成，分子中含有多種官能團，能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉淀。至目前為止，對重金屬有絮凝作用的約有十幾個品種，生物絮凝劑中的氨基和羥基可與Cu2+、 Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬離子形成穩(wěn)定的鰲合物而沉淀下來。應(yīng)用微生物絮凝法處理廢水安全方便無毒、不產(chǎn)生二次污染、絮凝效果好，且生長快、易于實現(xiàn)工業(yè)化等特點。此外，

34、微生物可以通過遺傳工程、馴化或構(gòu)造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有廣闊的應(yīng)用前景。 1.7.2 生物吸附法    生物吸附法是利用生物體本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)及成分特性來吸附溶于水中的金屬離子，再通過固液兩相分離去除水溶液中的金屬離子的方法。利用胞外聚合物分離金屬離子，有些細菌在生長過程中釋放的蛋白質(zhì)，能使溶液中可溶性的重金屬離子轉(zhuǎn)化為沉淀物而去除。生物吸附劑具有來源廣、價格低、吸附能力強、易于分離回收重金屬等特點，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。1.7.3 生物化學(xué)法    生物化學(xué)法指通過微生物處理含重金屬廢水，將可溶性離子轉(zhuǎn)化為不溶性化合物而

35、去除。硫酸鹽生物還原法是一種典型生物化學(xué)法。該法是在厭氧條件下硫酸鹽還原菌通過異化的硫酸鹽還原作用，將硫酸鹽還原成H2S，廢水中的重金屬離子可以和所產(chǎn)生的H2S反應(yīng)生成溶解度很低的金屬硫化物沉淀而被去除，同時H2SO4的還原作用可將SO42-轉(zhuǎn)化為S2-而使廢水的pH值升高。因許多重金屬離子氫氧化物的離子積很小而沉淀。有關(guān)研究表明，生物化學(xué)法處理含Cr 6+濃度為3040mg/L的廢水去除率可達99.67%99.97%11。有人還利用家畜糞便厭氧消化污泥進行礦山酸性廢水重金屬離子的處理，結(jié)果表明該方法能有效去除廢水中的重金屬。趙曉紅等人12用脫硫腸桿菌(SRV)去除電鍍廢水中的銅離子，在銅質(zhì)量

36、濃度為246.8 mg/L的溶液，當(dāng)pH為4.0時，去除率達99.12%。1.7.4 植物修復(fù)法13    植物修復(fù)法是指利用高等植物通過吸收、沉淀、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金屬含量，以達到治理污染、修復(fù)環(huán)境的目的。植物修復(fù)法是利用生態(tài)工程治理環(huán)境的一種有效方法，它是生物技術(shù)處理企業(yè)廢水的一種延伸。利用植物處理重金屬，主要有三部分組成：（1）利用金屬積累植物或超積累植物從廢水中吸取、沉淀或富集有毒金屬；（2）利用金屬積累植物或超積累植物降低有毒金屬活性，從而可減少重金屬被淋濾到地下或通過空氣載體擴散：（3）利用金屬積累植物或超積累植物將土壤中或水中

37、的重金屬萃取出來，富集并輸送到植物根部可收割部分和植物地上枝條部分。通過收獲或移去已積累和富集了重金屬植物的枝條，降低土壤或水體中的重金屬濃度。在植物修復(fù)技術(shù)中能利用的植物有藻類、草本植物、木本植物等。    藻類凈化重金屬廢水的能力，主要表現(xiàn)在對重金屬具有很強的吸附力14，利用藻類去除重金屬離子的研究已有大量報道15。褐藻對Au的吸收量達400 mg/ g，在一定條件下綠藻對Cu、Pb、La、Cd、Hg等重金屬離子的去除率達80 %90 %，馬尾藻、鼠尾藻對重金屬的吸附雖然不及綠海藻，但仍具有較好的去除能力。草本植物凈化重金屬廢水的應(yīng)用已有很多報道。鳳眼蓮是國際上公認和常用的一種治理污染的水生漂浮植物，它具有生長迅速，既能耐低溫、又能耐高溫的特點，能迅速、大量地富集廢水中Cd、Pb、Hg、Ni、Ag、Co、Cr等多種重金屬。有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)16鳳眼蓮對鈷和鋅的吸收率分別高達97%和80%。此外，還有很多草本植物具有凈化作用，如喜蓮子草、水龍、刺苦草、浮萍、印度芥菜等。    木本植物具有處理量大、凈化效果好、受氣候影響小、不易造成二次污染等等優(yōu)點，受到人們廣泛關(guān)注。同時對土壤中Cd、Hg等有較強的吸附積累作用，由胡煥