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環保知識

電化學工藝處理:電鍍廢水和重金屬廢水

发布时间:2018年09月21日 19:16 作者:廖卉(研發部)轉摘 點擊數:

目前,电镀废水、重金属废水處理的主要传统工艺一般有以下几种方法:化学加药沉降法、离子交换法、膜分离法和生化处理等。但这些传统的处理工艺很难达到提标后的排放要求,尤其是重金属和COD排放限值的要求,有的工艺即使可以实现重金属废水的达标排放,其投资成本和运行成本也给企业的生产经营造成很大压力。环境保护所面对的问题更加复杂,重金属废水治理已成为一个跨越环境工程学科的课题。


鉴于重金属废水浓度稀,成分复杂,处理达标要求又非常严格,传统的废水處理技术具有难以克服的缺点,主要表现为:处理剂使用量大、价格昂贵、反应不易控制、反应较慢、效果不理想、水质差、残渣不稳定、回收贵金属难。因此,重金属废水治理技术的研发,有以下几方面的发展方向:

 

(1)對環境無影響藥劑的代用品的開發和利用;

 

(2)无毒无害新型水處理药剂的开发和应用;

 

(3)物理處理新技術、生物處理新技術和計算機輔助應用技術的開發和應用;

 

(4)功效好、成本低的水處理技术和药剂的开发;

 

(5)加强各种水處理技术的综合应用等。

 

电化学法是近年发展起来的颇具竞争力的电镀废水、重金属废水處理方法。它利用电化学原理处理废水,具有如下优点:

 

①需添加任何氧化劑、絮凝劑等化學藥品;

 

②既可單獨處理又可與其他技術相結合,提高廢水的可生化性;

 

③不會或很少産生二次汙染;

 

④設備體積小,占地少,操作簡便靈活。因此該法被稱爲清潔處理法。

 

電化學法處理重金屬廢水,系統運行成本明顯降低,去除汙染物的效果和企業經濟效益顯著,爲實現重金屬廢水治理提供了一條有效途徑。

 

目前電化學處理重金屬廢水工藝方法:

 

1電凝聚法:

 

利用電解氧化鐵屑、鐵板或鋁板等生成Fe2˙Fe3+或Al3+,再形成Fe(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3等沈澱物,通過絮凝、沈降去除水中汙染物。電凝聚法的最新研究方向是周期換向的脈沖信號電凝聚,既具備高壓脈沖電凝聚法的優點,又由于兩極均可溶,更有利于金屬離子與膠體間的絮凝作用,防止電極鈍化。

 

2磁電解法:

 

在電解槽外加磁場構成電解體系對重金屬廢水進行電解的過程。其機理是重金屬廢水在電解時離子受到電場力和磁場力的共同作用,使其離子運動軌迹複雜化並降低濃差極化,促進電解過程的傳質和電化學反應,提高電解效率。磁電解技術常常和其他電化學處理工藝相結合,以提高處理效果。

 

3電滲析法:

 

在直流电场的作用下,利用阴离子或阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子进行选择性透过,使阴、阳离子定向迁移,从而实现水体中的溶质与水分离。是一项比较成熟的膜分离技术,可处理电镀废水、冶金工业废水及其他含铜、铬离子的废水。电渗析在运转过程中,两极有电化学反应,电极腐蚀物聚集,电阻增大,电耗随之增加,所以必须向电极室通入较大流量的水以排除电极反应产生的腐蚀物。电渗析可分为单极性膜电渗析、双极性电渗析。传统的单机性膜存在电极耐久性欠佳及易发生堵槽等不足,因此目前研究热点是双极性膜电渗析。将双极性膜与单极性膜组合,是重金属废水處理工艺未来发展的新方向。

 

4電還原法:

 

用于重金属废水處理属于阴极还原法。其机理为阳极采用惰性电极,对废水进行电解,重金属离子在静电引力的作用下,向阴极迁移,从而在阴极表面发生沉积。该法技能去除溶液中的重金属离子,又能从废水中回收高纯度重金属。但一般重金属废水浓度低,采用传统二维电极电解时,电流密度小,电解效率低,电耗大。因此,传质问题也成为要解决的难点,各类高效传质的电化学反应器也成为研究重点。针对普通平板电极电还原较慢的缺点,固定床、流化床、四级连续流动电化学反应器已成为电还原法的研究方向。

 

5內電解法:

 

又稱微電解。其機理是在電解槽中填充活性填料,當廢水通過電解槽時,以廢水爲電解質媒介,活性填料就形成了原電池,通過填料表面發生的電化學反應和絮凝作用達到淨化廢水的目的。在微電解工藝中,常用反應材料爲鐵屑(鑄鐵屑、鋼鐵屑)或鋁鐵屑加入石墨或炭粒。探討複合微電解技術的反應機理、過程動力學是目前該領域的研究重點。

 

6絡合—超濾—電解集成技術:

 

爲滿足日益嚴格的環保要求,實現廢水再生回用和重金屬回收,可將電化學、絡合、超濾等幾種技術集成起來處理電鍍廢水、重金屬廢水,同時發揮各種技術的長處,實現對廢水重金屬離子的最有效去除。

 


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