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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

發布時間:2018年09月21日 19:16 作者:廖卉(研發部)轉摘 點擊數:

目前,電鍍廢水、重金屬廢水處理的主要傳統工藝一般有以下幾種方法:化學加藥沉降法、離子交換法、膜分離法和生化處理等。但這些傳統的處理工藝很難達到提標后的排放要求,尤其是重金屬和COD排放限值的要求,有的工藝即使可以實現重金屬廢水的達標排放,其投資成本和運行成本也給企業的生產經營造成很大壓力。環境保護所面對的問題更加復雜,重金屬廢水治理已成為一個跨越環境工程學科的課題。


鑒于重金屬廢水濃度稀,成分復雜,處理達標要求又非常嚴格,傳統的廢水處理技術具有難以克服的缺點,主要表現為:處理劑使用量大、價格昂貴、反應不易控制、反應較慢、效果不理想、水質差、殘渣不穩定、回收貴金屬難。因此,重金屬廢水治理技術的研發,有以下幾方面的發展方向:

 

(1)對環境無影響藥劑的代用品的開發和利用;

 

(2)無毒無害新型水處理藥劑的開發和應用;

 

(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、成本低的水處理技術和藥劑的開發;

 

(5)加強各種水處理技術的綜合應用等。

 

電化學法是近年發展起來的頗具競爭力的電鍍廢水、重金屬廢水處理方法。它利用電化學原理處理廢水,具有如下優點:

 

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不會或很少產生二次污染;

 

④設備體積小,占地少,操作簡便靈活。因此該法被稱為清潔處理法。

 

電化學法處理重金屬廢水,系統運行成本明顯降低,去除污染物的效果和企業經濟效益顯著,為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等沉淀物,通過絮凝、沉降去除水中污染物。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,使其離子運動軌跡復雜化并降低濃差極化,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:

 

在直流電場的作用下,利用陰離子或陽離子交換膜對溶液中陰、陽離子進行選擇性透過,使陰、陽離子定向遷移,從而實現水體中的溶質與水分離。是一項比較成熟的膜分離技術,可處理電鍍廢水、冶金工業廢水及其他含銅、鉻離子的廢水。電滲析在運轉過程中,兩極有電化學反應,電極腐蝕物聚集,電阻增大,電耗隨之增加,所以必須向電極室通入較大流量的水以排除電極反應產生的腐蝕物。電滲析可分為單極性膜電滲析、雙極性電滲析。傳統的單機性膜存在電極耐久性欠佳及易發生堵槽等不足,因此目前研究熱點是雙極性膜電滲析。將雙極性膜與單極性膜組合,是重金屬廢水處理工藝未來發展的新方向。

 

4電還原法:

 

用于重金屬廢水處理屬于陰極還原法。其機理為陽極采用惰性電極,對廢水進行電解,重金屬離子在靜電引力的作用下,向陰極遷移,從而在陰極表面發生沉積。該法技能去除溶液中的重金屬離子,又能從廢水中回收高純度重金屬。但一般重金屬廢水濃度低,采用傳統二維電極電解時,電流密度小,電解效率低,電耗大。因此,傳質問題也成為要解決的難點,各類高效傳質的電化學反應器也成為研究重點。針對普通平板電極電還原較慢的缺點,固定床、流化床、四級連續流動電化學反應器已成為電還原法的研究方向。

 

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,以廢水為電解質媒介,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凈化廢水的目的。在微電解工藝中,常用反應材料為鐵屑(鑄鐵屑、鋼鐵屑)或鋁鐵屑加入石墨或炭粒。探討復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:

 

為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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