电镀废水处理过程中的二次污染

电镀、石化和制药是当今全球三大污染工业。就我国电镀废水而言，据不完全统计，全国电镀厂点约1万家，职工约有40万人，每年排出的电镀废水约40亿m3［1］。1999年，全国工业和城市生活废水排放总量为401亿m3，其中工业废水排放量197亿m3［2］。由此可见，电镀废水的排放量约占废水总排放量的10%，占工业废水排放量的20%。电镀废水不仅量大，而且对环境造成的污染也严重，因为电镀废水中不仅含有氤化物等剧毒成分，而且含有Cr、Zn、Cu、Ni等自然界不能降解的重金属离子。因此对电镀废水的治理历来受到各国政府的重视，对电镀废水各种治理方法和工艺的研究也很多，其中主要有化学沉淀法、电解法、离子交换法和膜处理法等，化学法是目前国内外应用最多的，而且随着pH-ORP自动控制仪的使用，化学法处理电镀废水有逐渐增加的趋势。就上海来说［3］，废水处理中化学法所占比例由80年代中期的55.2%增至1990年的66.1%，再增至90年代中期的80.1%；而国外采用化学法的比例更是高达80%〜90%［4］。然而化学法处理电镀废水虽然具有技术成熟、投资小、费用低、适应性强、自动化程度高等诸多优点，但其缺点也是显而易见的：首先，化学法会产生大量的污泥难以处理；另外，由于化学法要向水中加入大量化学药剂，使出水的含盐量高，难以回用，如果出水外排不仅有可能造成二次污染，还浪费了宝贵的水资源。电镀污泥的处置及二次污染电镀污泥是化学法处理电镀废水的最大缺陷。由于电镀废水自身就含有Cr、Zn、Cu、Ni等重金属离子，在处理过程中又加入次氯酸钠、硫化钠、硫酸亚铁、氢氧化钠或氢氧化钙等各种化学药剂，因此沉淀的电镀污泥成分很复杂，这给电镀污泥的处理和利用带来困难。对电镀污泥的处置，目前国内外还没有特别有效的方法，国外大都采用填埋或固化处理。在我国，电镀污泥部分被送至砖厂烧砖，部分与煤混合燃烧后混入炉渣，而有些企业则将电镀污泥随意露天堆放［3,5-9］。这些简单的处理方法都有可能造成污泥的二次污染。2.1露天堆放造成二次污染污泥的主要污染成份是Cr(OH)3，当弃露于空气中，在碱性条件下，能被空气中的O2氧化，使Cr3+可逆性地转变成Cr6+。反应方程为：4Cr(OH)3+3O2+8OH—=4Cr+10H2O(1)在常温(25°C)下，该反应的自发性由化学自由能决定。根据公式：反应自发进行。实验测定结果也证实暴露在空气中的含铭污泥可与O2反应生成六价铭。因此电镀污泥若不加处理而任意弃置，受到风吹雨淋，会四溢漂流，致使污染扩散，给环境带来严重后果［10］。2.2混入粘土中烧砖造成污泥的二次污染电镀污泥中的铭、铁主要以氢氧化物的形态存在，即Cr(OH)3、Fe(OH)3和Fe(OH)2，在烧制过程中，当温度达到200C时，这些物质就会发生分解生成各自的氧化物，反应如下：2Cr(OH)3=Cr2O3+3H2O(2)Fe(OH)2=FeO+H2O(3)2Fe(OH)3=Fe2O3+3H20(4)上述反应随温度的升高而加剧，所以在烧砖过程中，电镀污泥中的铭、铁主要以氧化物形态存在。在更高温度下，铭的氧化物形态发生变化：2Cr2O3+3O2=4CrO3(5)此时，Cr3+被氧化为Cr6+。在电镀污泥形成过程中，掺入大量NaOH或Ca(OH)2,而一般粘土中含有石英、长石及碳酸盐等，当把电镀污泥与粘土一起混合烧砖时。其物相组成以及焙烧条件与铭酸盐工业很相似，可能发生生成铭酸钠的反应，使三价铭氧化为六价铭［11］。2.3掺入煤中焚烧入渣造成六价铭污染将污泥拌入煤中燃烧，则在锅炉高温(1200C)条件下，污泥中Cr(OH)3变成Cr2O3，同时，Cr3+受到高温活化，无形中加速了与O2的反应：2Cr2O3+3O2=4CrO3根据化学热力学公式：由此可见，该反应为吸热反应，高温下的反应速度会大大加快，污泥中的Cr3+转化为Cr6+进入炉渣。如果这些炉渣被用来铺路或被建材行业利用，将会对环境和人体健康带来不可想象的危害［10］。3处理后的出水外排造成的二次污染3.1活性氯对水体造成二次污染在用碱性氯化法处理含氤废水时，常用的氯氧化剂主要有次氯酸钠、次氯酸钙和液氯等，有时由于加入的氯氧化剂过量，造成最终出水中含有少量的活性氯。通常，活性氯含量达0.002mg/L时就会对水生动植物产生毒害作用［12］。3.2重金属对水体造成二次污染由于不同重金属离子沉淀的最佳pH值不同，如果在电镀废水的处理过程中，最终溶液的pH值偏离某金属氢氧化物最小溶解度pH点，则有可能造成该金属离子沉淀不完全或沉淀后反溶，从而使出水中某些重金属离子的含量过高，对水体造成污染。3.3Cr3+氧化为Cr6+对水体或土壤造成二次污染对于铭来说，国家规定的排放标准为：［Cr6+］＜0.5mg/L，［总铭］＜1.5mg/L，由于在排放的废水中有可能含有因沉淀不完全而溶解的Cr3+，这部分Cr3+在一定条件下会被重新氧化为Cr6+而污染环境，即：4Cr(OH)3+3O2+8OH—=4Cr+10H2O(6)当排出的废水进入地下或渗入土壤后，由于土壤环境的不同，对铭的氧化或还原能力亦不同［13］，如果土壤中的有机物含量低而锰氧化物含量高，则Cr3+被氧化为Cr6+的趋势将大于Cr6+被还原为Cr3+的趋势，因此在这样的土壤环境中，Cr3+就有可能被氧化为Cr6+而重新污染环境。尽管目前对水中Cr3+被氧化为Cr6+的机理尚有争议，但在水中Cr3+被氧化为Cr6+而对环境可能造成污染这一点上，人们的认识是一致的。有研究表明［14］，当Fe3+存在时，Cr3+有可能通过光诱导氧化(Light—InducedOxida—tion)生成Cr6+具体反应如下：Fe3++OH—+hvfFe2++・OH(7)-OH+Cr3+fCr4++OH—(8)-OH+Cr4+fCr5++OH—(9)-OH+Cr5+fCr6++OH—(10)将⑺⑻(9)(10)相加得：3Fe3++Cr3++hvf3Fe2++Cr6+(11)此外，亦有人认为［15］，锰氧化物Mn(III、W)的存在也能导致Cr3+氧化为Cr6+，总的反应方程为：2Cr3++3MnO2+2H2O=2HCr+3Mn2++2H+（12）由此可见，在电镀废水的治理中，不能仅仅考虑到废水的达标排放；对于电镀污泥以及出水的合理处置和利用，也是关系到整个废水处理工程成败与否的关键一环，两者应放在同等重要的位置电镀废水处理过程中的二次污染2007/3/27/08:56来源：中国铝氧化信息网现有网友评论0条进入论坛4应采取的措施对于化学法处理电镀废水所存在的污泥以及处理后出水外排有可能造成的二次污染问题，通常采用以下的治理措施：4.1合理选择药剂，严格控制加药量用次氯酸钠代替漂白粉可以减少氧化破氤时产生的污泥量。传统的化学沉淀还原法一般单独使用亚铁盐还原Cr6+，这将导致产生大量的Fe（OH）3沉淀，从而导致污泥量过大；若采用先加Na2S还原，再用亚铁盐还原沉淀工艺，则还原彻底且沉淀污泥量少。4.2改进工艺流程为了使氧化还原反应完全或沉淀完全，往往要向废水中投加过量的氧化剂（如次氯酸钠）和还原剂（如硫化钠或硫酸亚铁），这不仅造成药剂上的浪费，而且还会增加污泥量以及出水的含盐量。如果将化学法和其他处理方法（如电渗析）联合使用，组成如下的工艺流程：则不但能够节约药剂、减少污泥量，而且化学法处理后的上清液经电渗析处理后，淡水可以达到回用标准，实现电镀废水的闭路循环，既不污染环境，又充分利用了水资源。 4.3污泥的资源化或无害化处理由于电镀废水水质、选用化学药剂的不同，导致电镀污泥的组成