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電鍍工業(yè)漂洗水的回收是電滲析在廢液處理方面的主要應(yīng)用,水和金屬離子可達(dá)到全部循環(huán)利用,整個過程可在高溫和更廣的pH值條件下運行,且回收液濃度可大大提高,缺點為僅能用于回收離子組分。液膜法處理含鉻廢水,離子載體為TBP(磷酸三丁酯),Span80為膜穩(wěn)定劑,工藝操作方便,設(shè)備簡單,原料價廉易得。也有選用非離子載體,如中性胺,常用Alanmine336(三辛胺),用2%Span80作表面活性劑,選用六氯代1,3-丁二烯(19%)和聚丁二烯(74%)的混合物作溶劑,分離過程分為:萃取、反萃等步驟[10,。近來,微濾也有用于處理含重金屬廢水,可去除金屬電鍍等工業(yè)廢水中有毒的重金屬如鎘、鉻等。
1.3 黃原酸酯法
70年代,美國研制成新型不溶重金屬離子去除劑ISX,使用方便,水處理費用低。ISX不僅能脫除多種重金屬離子,而且在酸性條件下能將Cr6+還原為Cr3+,但穩(wěn)定性差。不溶性淀粉黃原酸酯脫除鉻的效果好,脫除率>99%,殘渣穩(wěn)定,不會引起二次污染。鐘長庚等人用稻草代替淀粉制成稻草黃原酸酯,處理含鉻廢水,鉻的脫除率高,很容易達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。研究者認(rèn)為稻草黃原酸酯脫除鉻是黃原酸鉻鹽、氫氧化鉻通過沉淀、吸附幾種過程共同起作用,但黃原酸鉻鹽起主要作用。此法成本低,反應(yīng)迅速,操作簡單,無二次污染。
1.4 光催化法[20,21]
光催化法是近年來在處理水中污染物方面迅速發(fā)展起來的新方法,特別是利用半導(dǎo)體作催化劑處理水中有機(jī)污染物方面已有許多報道。以半導(dǎo)體氧化物(ZnO/TiO2)為催化劑,利用太陽光光源對電鍍含鉻廢水加以處理,經(jīng)90min太陽光照(1182.5W/m2),使六價鉻還原成三價鉻,再以氫氧化鉻形式除去三價鉻,鉻的去除率達(dá)99%以上。
1.5 槽邊循環(huán)化學(xué)漂洗
這一技術(shù)由美國ERG/Lancy公司和英國的Ef fluentTreatmentLancy公司開發(fā),故也叫Lancy法。它是在電鍍生產(chǎn)線后設(shè)回收槽、化學(xué)循環(huán)漂洗槽及水循環(huán)漂洗槽各一個,處理槽設(shè)在車間外面。鍍件在化學(xué)循環(huán)漂洗槽中經(jīng)低濃度的還原劑(亞硫酸氫鈉或水合肼)漂洗,使90%的帶出液被還原,然后鍍件進(jìn)入水漂洗槽,而化學(xué)漂洗后的溶液則連續(xù)流回處理槽,不斷循環(huán)。加堿沉淀系在處理槽中進(jìn)行,它的排泥周期很長。廣州電器科學(xué)研究所開發(fā)了分別適用于各種電鍍廢水的三大類體系的槽邊循環(huán)化學(xué)漂洗處理工藝,水回用率高達(dá)95%、具有投藥少、污泥少且純度高等優(yōu)點。有時,用槽邊循環(huán)和車間循環(huán)相結(jié)合。
1.6 水泥基固化法處理中和廢渣
對于暫時無法處理的有毒廢物,可以采用固化技術(shù),將有害的危險物轉(zhuǎn)變?yōu)榉俏ｋU物的最終處置辦法。這樣,可避免廢渣的有毒離子在自然條件下再次進(jìn)入水體或土壤中,造成二次污染。當(dāng)然,這樣處理后的水泥固化塊中的六價鉻的浸出率是很低的。
2 電鍍含鉻廢液及污泥的綜合利用
由于電鍍含鉻老化廢液有害物質(zhì)含量高,成分復(fù)雜,在綜合利用之前應(yīng)對各種廢液進(jìn)行單獨和分類處理。對于鍍鋅鈍化液、銅鈍化液及含磷酸的鋁電解拋光液均用酸堿調(diào)節(jié)pH;對于陰離子交換樹脂,只需將它變?yōu)镹a2CrO4即可。
2.1 利用鉻污泥生產(chǎn)紅礬鈉
在高溫堿性條件介質(zhì)Na2CrO4中三價鉻可被空氣氧化為Na2Cr2O7,同時污泥中所含的鐵、鋅等轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的可溶鹽NaFeO2、Na2ZnO2。用水浸取堿熔體時,大部分鐵分解為Fe(OH)3沉淀而除去。將濾液酸化至pH<4,Na2CrO4即轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2Cr2O7,利用Na2SO4與Na2Cr2O7溶解度差異,分別結(jié)晶析出。采用高溫堿性氧化鉻污泥制紅礬鈉的條件是n(Na2CO3)∶n(Cr2O3)=3.0∶1.0,溫度780℃,時間2.5h,鉻的轉(zhuǎn)化率在85%以上。
2.2 生產(chǎn)鉻黃利用純堿作沉淀劑去除電鍍廢液中的雜質(zhì)金屬離子,再利用凈化后的電鍍廢液替代部分紅礬鈉生產(chǎn)鉛鉻黃。電鍍液加入Na2CO3飽和液后,調(diào)整pH至8.5～9.5。進(jìn)行過濾,濾液備用。在堿性條件下將濾渣中的Cr3+用H2O2氧化為Cr6+,再經(jīng)過濾,濾液與上述濾液混合。將濾液與硝酸鉛溶液和助劑,在50～60℃反應(yīng)1h,然后經(jīng)過濾、水洗,洗去氯根、硫酸根以及其它部分可溶性雜質(zhì),再經(jīng)干燥粉碎即得成品鉛鉻黃。利用電鍍廢液生產(chǎn)鉛鉻黃,不僅解決了污染問題,而且使電鍍廢液中的鉻得到了回收利用。據(jù)估算,按年處理電鍍廢液200t,年平均回收18t紅礬鈉,可實現(xiàn)年創(chuàng)收4萬余元。效益可觀。
2.3 生產(chǎn)液體鉻鞣劑及皮革鞣劑堿式硫酸鉻含鉻廢液先用氫氧化鈉去除金屬離子雜質(zhì),控制pH=5.5～6.0,然后過濾,濾液待用,污泥用鐵氧體無害化處理。然后,在濾液中投加還原劑葡萄糖,使Na2Cr2O7還原為Cr(OH)SO4,在100℃條件下,進(jìn)一步聚合,當(dāng)堿度為40%時,分子式為4Cr(OH)3˙3Cr2(SO4)3,即為鉻鞣劑。河北省無極縣某皮革廠就是利用電鍍含鉻廢水生產(chǎn)液體鉻鞣劑。按每天生產(chǎn)5t液體鉻鞣劑,每天可得利潤為6000余元。可見利用含鉻廢液生產(chǎn)鉻鞣劑的經(jīng)濟(jì)效益是十分顯著的。另外,可將含鉻的污泥與碳粉混合,在高溫下煅燒,從而可制得金屬鉻。因為含鉻污泥是電鍍車間污泥的主要品種,根據(jù)電鍍處理方法不同,污泥的回收利用也不同。電解法污泥:(1)做中溫變換催化劑的原料;(2)做鐵鉻紅顏料的原料。化學(xué)法的污泥:(1)回收氫氧化鉻;(2)回收三氧化二鉻拋光膏。鐵氧體污泥做磁性材料的原料等等。
3 結(jié)束語
以上介紹的含鉻廢水的處理方法及其資源化利用,有的已經(jīng)實現(xiàn)了工業(yè)化,有的尚處于實驗室基礎(chǔ)研究階段。在實際使用過程中并不一定限定于上述的處理方法,也可將上述的幾種處理方法一起使用。從環(huán)保角度出發(fā),人們將擯棄傳統(tǒng)的化學(xué)法,而選擇微生物法、膜分離法等。微生物法將代表21世紀(jì)電鍍含鉻廢水處理方法的發(fā)展趨勢,可以預(yù)計在不久的將來,微生物法會得到更為廣泛的應(yīng)用。
