电镀重金属废水治理技术的现状及特点

电镀重金属废水治理技术的现状及特点

电镀是利用化学和电化学方法在金属或其他材料表面镀上各种金属。 电镀技术广泛应用于机械制造、轻工、电子等行业。

电镀废水的成分非常复杂。 除氰化物（CN-）废水和酸碱废水外，重金属废水是电镀行业潜在有害的废水类别。 根据重金属废水中所含重金属元素的分类，一般可分为铬（Cr）废水、镍（Ni）废水、镉（Cd）废水、铜（Cu）废水、锌（Zn）废水、金（Au）废水、银（Ag）废水等。电镀废水的处理已普遍受到国内外的重视，并开发了多种处理技术，通过以下措施消除和减少重金属的排放：将有毒物质处理为无毒物质，将有害物质转化为无害物质，回收贵金属，回收水。 随着电镀行业的快速发展和环保要求的日益提高，电镀废水处理开始进入清洁生产技术、总量控制和循环经济一体化阶段。 资源循环利用、闭路循环是发展的主流方向。

电镀重金属废水处理技术现状

传统的电镀废水处理方法包括：化学法、离子交换法、电解法等。然而，传统的电镀废水处理方法存在以下问题：

（1）成本太高——水无法循环利用，水和污水处理费占生产总成本的15%至20%；

（2）资源浪费——贵金属排入水体，无法回收利用；

（3）环境污染——电镀废水中的重金属是“永久性污染物”，在生物链中转移、积累，最终危害人类健康。

膜技术的运用为电镀废水处理提供了完美的解决方案，推动了电镀行业的技术升级。 其主要特点：

(1)降低成本——回收水和贵金属，减少材料消耗

(2)资源回收——贵金属回收

（3）保护环境——废水零排放或微排放

电镀生产过程中的高耗水量以及重金属排放造成的水环境污染，极大地制约了电镀行业的可持续发展。 传统电镀废水处理工艺成本过高，且重金属未经回收就排放到水体中，极易对生物体造成危害。 膜分离技术回收水和重金属。 采用膜分离技术处理后的电镀废水可实现重金属“零排放”或“微排放”，大大降低生产成本。

利用膜分离技术可回收电镀废水中的重金属和水资源，减少或消除其对环境的污染，实现电镀清洁生产，对金、银、镍等高附加值电镀废水采用膜分离。铜。 技术可以实现闭环，产生良好的经济效益。 对于综合电镀废水，经过简单的物理化学处理后，大部分水可采用膜分离技术回用，回收率达60%~80%，减少污水排放总量，减少排入水体的污染物。

反渗透系统在日常运行中，系统中难免会出现无机结垢、胶体颗粒沉积、微生物生长、化学污染等问题。 这些因素都会影响系统的安全稳定运行。 下面主要介绍日常生活中膜系统出现的问题及控制方法。

无机结垢

水中存在Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、CO32-、SO42-、PO43-、SiO2等离子。 一般情况下，无机物不会造成结垢，但在反渗透系统中，由于源水一般浓缩4倍，pH值也大幅提高，相对难溶解的物质会沉积在膜表面。 硬垢的形成会导致系统压力升高、产水量下降。 严重时会造成膜表面损伤，降低系统的脱盐率。

衡量水质是否结垢的计算方法有两种：

控制苦咸水结垢指标

对于浓水含盐量TDS≤/L的苦咸水，采用朗格利尔指数（LSIC）作为CaCO3结垢可能性的指标：

LSIC=pHC-pHS

式中：LSIC：反渗透浓水朗格利尔指数

pHC：反渗透浓水的pH值

pHS：CaCO3溶液饱和时的pH值

当LSIC≥0时，会发生CaCO3结垢。

海水及海底海水结垢的控制指标及处理方法：

当浓水含盐量TDS>10,000mg/L的高盐度苦咸水或海水源时，采用Steve和David饱和指数(S&DSIC)作为CaCO3结垢可能性的指标。

S&DSIC=pHC-pHS

其中：S&DSIC：反渗透浓缩液的 Steve 和 David 饱和指数

pHC：反渗透浓水的pH值

pHS：CaCO3溶液饱和时的pH值

当S&DSIC≥0时，会发生CaCO3结垢。 其他无机盐结垢预处理控制方案碳酸钙结垢预处理控制方案在反渗透系统结垢中，碳酸盐垢是主要因素。 大多数地表水和地下水中的CaCO3几乎是饱和的。 CaCO3 的化学平衡由下式表示： Ca2+ + HCO3– H+ + CaCO3

从化学平衡公式可以看出，抑制CaCO3结垢的方法有以下几种：

降低Ca2+含量

降低Ca2+含量可使化学平衡左移，不利于CaCO3垢的形成。

达到这一目的的方法有：离子交换软化法、石灰软化法、电渗析、纳滤等方法。 它们能有效降低Ca2+含量，从而抑制钙垢的形成。

Ca2+的溶解

主要是增加Ca2+的溶解度，从而降低结垢的风险。

方法：添加螯合剂和阻垢剂，增加Ca2+的溶解度，使平衡左移。

调节pH值

主要是通过添加无机酸，使H+浓度增加，平衡向左移动。 其化学原理如下：

CO2 + H2O H2CO3 ――――⑴

H2CO3 H+ + HCO3- ――――⑵

HCO3- H+ + CO32- ――――⑶

胶体和颗粒物沉积

胶体和颗粒物污染是比较常见的反渗透系统污染。 水中存在大量的粘泥、胶体二氧化硅、金属氧化物、有机物等颗粒物。 在反渗透系统的预处理中，源水中的这些污染源可以得到一定程度的控制，不会对系统的短期运行造成一定的影响。 但由于系统长期运行预处理效果不理想、预处理反冲洗不彻底、操作人员日常操作不充分等，会导致系统受到胶体、颗粒物的污染。

胶体污染通过淤泥密度指数（SDI）来衡量。 SDI值反映了规定时间内试验给水中的泥沙、胶体、粘土、二氧化硅胶体、氧化铁、腐殖质等污染物对孔径为0.45um的试验隔膜的堵塞率和污染程度。时间。

试验如下：首先应充分消除滤池内气压，使给水在30恒压下通过直径为Φ47mm、孔径为0.45um的试验滤膜。 psi，然后开始测量：首先测量开始通过滤膜的500ml水。 所需时间T0； 让水连续通过滤膜15分钟（T）后，测量500ml水再次通过滤膜所需的时间T1； 获得上述三个时间数据后，即可计算出时间T1。 水源SDI值：

即SDI=(1-T0/T1)×100/T

实际中，当T1为T0的4倍时，SDI为5； 当SDI为6.7时，水将完全堵塞测试膜，无法获得时间数据T1。 此时，需要调整反渗透预处理系统，使其SDI值降至5.0以下。 SDI值不能反映整个反渗透系统的结垢情况，因为SDI仪表测试的是死端过滤，而反渗透系统是错流过滤。

为了防止反渗透系统出现胶体污染，我们要求进水的SDI值小于5（最好小于3），这有利于系统的长期安全运行。

减少反渗透水中胶体、颗粒污染最有效的方法：

适当的预处理（锰砂过滤、多介质过滤、活性炭过滤、超滤、微滤等）；

添加胶体分散剂；

系统预防性清洁；

微生物污染

自来水一般通过控制余氯来抑制微生物的生长。 然而，余氯具有强氧化性。 它会氧化反渗透膜的表面，影响膜的寿命和产水的质量。 因此，反渗透系统的运行对余氯的要求非常高。 严格的（

微生物污染也是最常见的污染。 经过大量的成分解剖和污染物分析实验，大部分污染是由微生物的繁殖造成的。

微生物污染过程主要有以下几个阶段：第一阶段腐殖质、多糖等大分子微生物代谢产物吸附在膜表面，形成具有微生物生存条件的生物膜； 第二阶段，进水中微生物粘附速度快，细胞形成的初始粘附过程（生物膜生长缓慢）； 第三阶段是大量细菌的粘附，特别是 EPS（细胞聚合物）。 附着在膜表面的细胞体被包裹，形成高粘性税和凝胶层的形成，进一步增强污垢与膜之间的结合力），加剧微生物的繁殖和聚集； 在生物污染第四阶段的最后形成阶段，生物膜的生长和去除达到平衡。 造成膜不可逆的堵塞，增加过滤阻力，降低膜通量。

抑制反渗透系统中微生物繁殖的方法：

反渗透进水中微生物的控制。 通过控制源水中的细菌和藻类（一般是控制余氯），可以最大限度地减少预处理的死角，防止微生物繁殖；

反渗透系统的微生物控制。 通过连续或间歇添加对膜无影响的非氧化性杀菌剂，可以有效控制和杀灭反渗透系统中繁殖的微生物，然后通过浓水带出系统。

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