启东一体化涂装废水处理设备远程指导

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　我国城镇污泥处理以土地填埋为主，各主要城市填埋场均已接近饱和，逐渐形成了“污泥围城"现象。随着城市环保政策的日益严格，会逐步降低城镇污泥直接填埋处理的比例。同时由于大多市政的工业和生活污水共用同一管网，导致污泥中各种重金属含量较高，土地利用受到限制。相比之下，污泥焚烧不仅能消灭有害物质，而且将大幅减小污泥体积，能够实现污泥的无害化处理，是前景的污泥处置方式之一。

　　燃煤机组耦合污泥发电作为一种污泥焚烧利用形式，具有处理能力大、适应性强、系统效率高等优势，近年来得到了广泛的关注。国家能源局在2017年提出“重点在直辖市、省会城市、计划单列市等3个重点城市和垃圾、污泥产生量大，土地利用较困难或空间有限，以填埋处置为主的地区，优先选取热电联产煤电机组，布局燃煤耦合垃圾及污泥发电技改项目"，并批准了42个污泥耦合发电示范项目。

　　1、污泥干化

　　大多数城市污水处理厂浓缩脱水后的污泥中全水在80%左右，需要对污泥进行干化处理，将全水降至40%以下，使污泥由流动状态转化为颗粒状或粉状，通过辅助燃料或外来热量才能实现燃烧。

　　污泥的干化技术主要有热干化、自然干化或太阳能干化、生物干化、加钙干化等。热干化是目前比较成熟的污泥干化技术，可以分为直接干化、间接干化、直接-间接联合干化等。直接干化是通过向干化设备提供热烟气或热风等干燥热源，使污泥与干燥热源直接接触，使污泥中水分吸热蒸发，污泥外部水分挥发，而内部水分在水分梯度推动力的作用下，从内向外传递，然后在污泥表面释放;间接干化是采用蒸汽或导热油等作为热源通过加热管与污泥间接接触，通过传热使污泥水分在接触表面因受热而蒸发，同时温度梯度推动污泥水分从接触面向空气传递，在污泥表面进行释放;直接间接联合干化是直接接触加热和间接接触加热两种方式相结合的干化技术，如流化床干化技术。

　　污泥的干化过程不仅有水分的蒸发，还伴随着污染物恶臭气体的释放，主要包括含硫气体H2S、SO2、COS、CS2、CH3SH等(其中H2S、SO2占82.4%)、少量含氮气体NH3、HCN、NOx等以及其他挥发性有机物，如果直接排放会造成巨大危害。因此，污泥干化的同时还需同步考虑恶臭气体的无害化处理。研究表明，污泥调理技术和低温干燥能降低污泥干化过程中污染物的释放。

电镀废水中含有大量的重金属，这些重金属倾向于在活的有机体中积累并且不可生物降解，许多重金属元素是有毒或者致癌的，这些重金属进入人体将会给人体带来巨大危害。另外，电镀废水中还包括大量酸类、碱类物质及各种有机物，其中更有一些“三致"物质，严重威胁人体健康。因此，电镀废水必须进行有效处理，处理达标后方可排放。国家和社会对电镀废水处理技术的研究越来越重视，以期实现废弃物的无害化、资源化，获得环境和经济效益。

　　目前，电镀废水的常规处理技术主要有物理法(蒸发浓缩法和反渗透)、化学法(化学沉淀法、氧化还原法和铁氧体法)、物化法(吸附法、膜分离法、离子交换法和电解法)、生物法、联合处理法及其他方法(光催化技术、重金属捕集剂)。本文将介绍每种处理方法的原理、优缺点及研究现状，最后对电镀废水的处理做出展望，为研究提供依据和方向。

　　2、电镀废水的组成与性质

　　电镀废水主要由镀件清洗水、废电镀液、设备冷却水和其它废水(包括冲刷车间地面、极板的冲洗水、通风设备冷凝水和镀槽渗漏导致的槽液和排水)等组成。废水水质复杂、成分不易控制，其中含有不同浓度的铁、铜、锌、铬、锡、铅、镉、铁和镍离子以及高浓度的酸、硫酸盐、氯离子等，这些离子严重威胁着人体健康。另外，电镀废水中也含有很多宝贵的工业原料，可以对其进行回收处理。

　　3、电镀废水处理方法

　　3.1 物理法

　　物理法是一种不改变物质化学性质而达到分离电镀废水中的悬浮污染物质的方法，其中有代表性的包括蒸发浓缩法和反渗透法。前者顾名思义，即通过蒸发使重金属浓缩。后者是利用反渗透的原理，在含废水的部分施加较高的压力，使作为溶剂的水分子透过半透膜从而使水与重金属及其他溶质分离。两者均是物理操作，工艺成熟简单;无需添加化学试剂，无二次污染，并能够回收利用重金属和水，一般适用于含铬、铜及镍废水。但这两种方法因能耗大，成本高等问题不适用处理重金属含量低的废水。因此，一般将物理法作为辅助处理手段和其他方法共同处理电镀废水。冯霞等采用微滤—反渗透工艺深度处理电镀废水，结果表明：电镀废水中的脱盐率、Cu2+去除率、Ni2+去除率分别达到95.6%、98.8%、98.6%，浊度几乎去除、出水水质满足GB21900-2008《电镀污染物排放标准》中水污染特别排放限值要求。

　　3.2 化学法

　　3.2.1 化学沉淀法

　　通过投加化学试剂与废水中污染物结合形成沉淀，然后通过沉降、过滤、分离、去除的一种方法。其中主要包括硫化物沉淀法、氢氧化物沉淀法、铬酸盐沉淀法和铁氧体沉淀法。化学沉淀法作为一种传统工艺，应用较为成熟，费用相对低廉，所以在电镀废水处理中占据较大比重。但其具有化学品消耗过多，废渣产生量大、重金属不能直接回用、易造成二次污染等问题。杜皓明等采用Na2S2O5对电镀废水中的铬离子进行还原，生成危害性小的三价铬离子，通过对酸碱度的调节形成沉淀，从而达到对铬的去除。

　　3.2.2 氧化还原法

　　氧化还原法是一种利用氧化剂或还原剂与溶解性的污染物发生氧化还原反应，从而将污染物转化为无害物质的方法。其中主要包括化学氧化法和化学还原法。氧化还原法具来源广、效率高、操作简单、投资少、应用广泛等优点。茹振修等采用氧化还原法处理含氰含铬混合电镀废水，结果表明：两种废水混合处理后各项指标均优于国家标准，工艺流程及设备比单独处理时简单。

　　3.2.3 铁氧体法

　　铁氧体法的原理是：在适宜的温度条件与PH条件下，加入的硫酸铁盐与电镀废水中的金属离子形成铁氧体复合氧化物，通过固液分离从而达到去除重金属离子。铁氧体法具有工艺简单、固液容易分离、无二次污染等优点。但是这种方法处理成本高、处理过程条件难以控制，产生大量的污泥。彭丽花等利用铁氧体法来处理混合电镀废水，该种方法能够高效地处理含有多种重金属离子的电镀废液，并且处理价格低廉。

　　3.3 物化法

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　3.3.1 离子交换法

　　利用交换剂中交换基团对废水中的不同离子进行选择性交换分离，最终达到去除污染物的一种方法。目前，该种方法主要适用于含铬、含镍、含金等电镀废水的处理。离子交换法在处理效率、资源回收方面有着其它方法难以匹敌的优势，但具有一次性投资大、操作管理较复杂、占地面积较大、且易造成“二次污染"等问题。另外，由于树脂柱易饱和，因此离子交换法在重金属浓度高的废水中受到限制。董新等采用离子交换法处理电镀含铬废水，结果表明：处理后出水中Cr(VI)浓度小于0.2mg/L，达到国家排放标准，另外，对得到的铬酸溶液进行浓缩后可重新应用于镀槽，消除了Cr(VI)对环境的污染。

　　3.3.2 电解法

　　电解法是利用电极氧化和还原产物与废水中的有害物质发生化学反应生成沉淀的一种方法。该种方法效率高，易于回收，且回收产物一般具有再利用价值，有一定经济效益，同时因为此方法耗能较大、费用高，故不适于处理低浓度的电镀废水。不少研究者通过电渗析法从电镀废水中选择性的回收锌和镍。GuanW等采用RuO2/Ti阳极和不锈钢阴极联合电氧化-电积(EO-ED)体系处理镍氨络合物废水，同时实现了镍氨络合物的络合和镍金属的回收，其中镍回收率85-95%，氨氮去除率65-70%。

　　3.3.3 膜分离法

　　由于膜存在渗透作用，在外部能量的推动下，可以实现废液中某些成分的选择性透过，从而达到分离、提纯和富集。其中包括反渗透(RO)、微滤、超滤和纳滤，这些方法不仅可以解决重金属污染的问题，而且还可以回用电镀工业中的有用金属。膜分离法是一种很有发展前景的技术、占地面积小、无二次污染，但是膜的造价高、易受污染。董佳等利用膜分离法处理电镀废水，结果发现在一定的条件(压力、pH和回流比)下对废水中的铬离子、铜离子和镍离子的去除率均达到98%以上，同时经济效益和环境效益

　　3.3.4 吸附法

　　吸附剂拥有特殊的结构，利用这些构吸附去除重金属的方法就叫做吸附法。活性炭、壳聚糖树脂、腐殖酸都是常见的吸附剂。不同吸附剂的吸附机理不同，其最主要的是物理、化学和生物吸附。吸附法具有去除效率高、稳定性好、不产生或很少产生二次污染、吸附剂可重复使用等优点。于泊蕖用Mg(OH)2吸附废水中Ni2+离子，研究表明，当pH在4.8~8.6之间、搅拌时间在4min、投加量为1.5g/L时，90%以上的Ni2+离子都能通过此方法吸附去除，并且使用过的Mg(OH)2能够再次回用。TaheriR等通过MCM-48介孔二氧化硅对电镀废水吸附进行了研究，结果表明：使用制备的吸附剂能去除99%的Ag。WangSY等采用桉叶渣制备磁性生物炭来处理与金属共存的含Cr电镀废水，其中Cr(VI)、总Cr、Cu(II)和Ni(II)在磁性生物炭上被有效的吸附，去除率分别为97.11%，97.63%，100%和100%。并且，使用后的磁性生物炭仍具有原始的磁性分离性能。