本科毕业论文-电镀废水处理工艺设计.doc

武汉工程大学毕业论文摘 要电镀废水是全球主要的重金属污染源,如不经处理就直接排放,不仅会造成受纳水体的污染,影响水资源环境,还会造成水资源和贵金属的巨大浪费。电镀废水因镀种和工艺的不同，污染物的种类亦不同，大致可分为4 类：含氰废水、含铬废水、含镍废水和含重金属的酸性废水。电镀废水的治理方式大体可分为如下四类：物理方法、化学方法、物理化学方法和生物处理方法。本毕业论文介绍了一步法处理电镀综合废水，一步法处理电镀综合废水, 就是在含有cu2+ 、fe2+、zn 2+ 、cr6+、cn- 等污染物的废水中按顺序加入不同药剂, 使废水中有害物质沉淀下来,或被氧化分解为无害物质的过程。过程如下: 含铬废水主要以六价铬的形式存在, 向废水中加入还原剂fes04 可使毒性较大的六价铬还原成微毒的cr3+, 然后再投加石灰( 或碱液) 中和废水中的酸, 把ph 值调到合适的范围就可以把废水中存在的cu2+、fe2+ 、zn2+ 、fe3+ 、cr 3+ 等离子生成沉淀除去, 最后加入适量的漂白粉与氰化物反应1 h, 就可将cn-转变成无害的co2 和n2。 一步法处理含有cn -、zn2+、cu2 +、cr6+、cr总等污染物的综合电镀废水， 工艺简单、易于操作、处理高效、成本低廉， 处理过程可以达到闭路循环。该处理方法适用于中小型电镀厂对综合电镀废水的处理。关键词：综合电镀废水；一步法；ca( oh) 2；fecl2；闭路循环abstractelectroplating wastewater is the worlds leading heavy metal pollution sources, if not treated directly discharged, will not only cause pollution of the receiving water body, affecting the water resources and environment, will result in a huge waste of water and precious metals. electroplating wastewater of plating and process different types of pollutants are also different, and can be divided into four categories: cyanide wastewater, wastewater containing chromium, nickel-containing waste water and acidic wastewater containing heavy metals. the governance of the electroplating wastewater can be roughly divided into the following four categories: physical methods, chemical methods, physical, chemical and biological treatment methods. this thesis introduces a one-step treatment of electroplating synthetic wastewater, one-step treatment of electroplating comprehensive wastewater. in the presence of cu2+ and fe2+, zn2+, cr6+, cn-pollutants in waste water by adding different agents in order. making harmful substances in the wastewater settle down, or oxidative decomposition to harmless substances. the process is as follows: chromium-containing wastewater is mainly in the form of hexavalent chromium reducing agent the fecl2 allows greater toxicity of hexavalent chromium reduction by adding to the waste water into a micro-poisoning of cr3+, and then adding lime (or lye) and wastewater acid ph value transferred to the appropriate range on the can to wastewater existence of cu2+, of fe2+, zn2+ and of fe3+, of cr3+ and other ions generated precipitation to remove, the last to join the right amount of bleach and cyanide reaction for 1 h, can be cn- into harmless co2 and n2. one-step processing containing cn-, zn2+, cu2+, cr6+ and crtotal and other pollutants in electroplating wastewater, the process is simple and easy to operate, efficient processing, low cost, the process can achieve a closed loop. the processing method is suitable for small and medium-sized electroplating factory integrated electroplating wastewater processing.keywords: electroplating wastewater; one step; ca (oh) 2; of fecl2; closed loop目 录摘 要1abstract2第一章 文献综述51.1电镀废水的产生51.1.1 电镀及电镀废水的来源51.1.2 电镀废水的组成和特点51.1.3 电镀废水的危害61.2国内外的电镀废水处理状况71.2.1 国内电镀废水处理状况71.2.2电镀废水排放标准81.2.3关于电镀废水处理存在的问题91.3电镀废水处理方法现状研究111.3.1物理方法111.3.2 化学方法111.3.2.1 化学氧化法111.3.2.2 化学还原法111.3.2.3 化学沉淀法121.3.2.4 化学中和法131.3.3 物理化学方法131.3.3.1 气浮法131.3.3.2 离子交换法131.3.3.3 电解法131.3.3.4 混凝法141.3.3.5 吸附法141.3.3.6 萃取法151.3.3.7 膜分离法151.3.4 生物处理方法151.3.4.1 生物絮凝法151.3.4.2 生物吸附法161.3.4.3 生物化学法161.3.4.4 植物修复法16第二章 实验部分182.1实验原理182.2实验仪器、设备及试剂192.3实验流程图192.3.1不含镀铜液的废水192.3.2含镀铜液的废水192.4实验步骤192.5实验及工业试验202.5.1实验室试验202.5.1工业性试验21第三章 结果与讨论233.1 fes04投加量对cr还原性的影响233.2 ph对cr还原性的影响233.3 ph对总铬去除效果的影响实验243.4反应时间对铬浓度的影响243.5搅拌速率对铬浓度的影响25第四章结论与建议264.1结论264.2建议26致 谢28参考文献29第一章 文献综述1.1电镀废水的产生1.1.1 电镀及电镀废水的来源 电镀是利用化学和电化学方法在金属和非金属表面进行装饰、防护及获得某些新的性质的一种工艺过程。电镀技术广泛应用于机器制造、轻工、电子等行业。电镀行业中，常用的镀种有镀镍、镀铜、镀铬、镀锌、镀镉、镀铅、镀银、镀金和镀锡。氰根（cn-）具有很好的络合性、表面活性，在某些电镀生产中被大量使用。镀铜、镀锌、镀铜锡合金、镀金及某些活化液、退渡液等，都可采用氰化物。铬主要用于镀铬、钝化和退镀等工艺。铜和镍等重金属也在电镀中应用较多。 电镀车间有镀前表面处理、电镀处理和镀后处理三个工艺环节1。每个环节又包括若干工序，详见表1。表1.1电镀车间工艺工序环节镀前表面处理电镀处理镀后处理工序磨光 抛光 刷光 滚光 喷砂 去油 去锈 浸蚀 中和 清洗电镀 浸镀等抛光 出光 钝化 着色 干燥 封闭 去氢 清洗等作用整平镀件并去除镀件上的污物，为电镀做准备镀上镀层清洗附着液，优化镀层质量电镀废水是电镀的以上环节、工序中产生的含有大量含金属离子、金属络合离子及清洗液的液体。电镀废水主要来源有：前处理除油酸洗工序，镀件的清洗水，废电镀液，跑、冒、滴、漏的各种槽液和排水，冲洗水及设备冷却水。1.1.2 电镀废水的组成和特点 电镀废水成分复杂，污染物可分为无机污染物和有机污染物两大类,水质变化幅度大，各股生产废水污染物种类多样，codcr变化系数大;且电镀废水毒性大，含有大量的重金属离子，若不经处理直接排放会对周边水体造成极大的污染。 根据重金属废水中所含重金属元素进行分类，一般可以分为含铬（cr）废水、含镍（ni）废水、含镉（cd）废水、含铜（cu废水、含锌（zn）废水、含金（au）废水、含银（ag）废水等。废水中含有多种高毒物质，危害性很大。另一方面，废水中许多成分又是宝贵的工业原料。1.1.3 电镀废水的危害1）含氰废水的危害氰化物是极毒物质，特别在酸性条件下，它变成剧毒的氢氰酸。人体对氰化钾的中毒致死剂量为0.25g（纯净氰化钾为0.15g）。很低浓度的氢氰酸（45）10-6，0.05mg/l，会引起很短时间的头疼、心率不齐。在高浓度（910-6，0.1 mg/l）时能立即致人死亡。对鱼类和其他水生物的危害为（以游离cn-计）：浓度为0.040.1mg/dm3就能使鱼类致死。此外，含氰废水作为农灌水时会使农作物减产。2）含铬废水的危害 铬有三价（cr3+）和六价（cr6+）之分。六价铬对人体的危害，因进入途径不同，中毒表现也不同。（1）对人体皮肤的损害：六价铬化合物对皮肤有刺激和过敏作用。六价铬经过切口和擦伤处进入皮肤，会因腐蚀作用而引起铬溃疡（又称铬疮）。（2）对呼吸系统的损害：六价铬对呼吸系统的损害，主要是鼻中隔膜穿孔、咽喉炎和肺炎。（3）对内脏的损害：六价铬经消化道侵入，会造成味觉和嗅觉减退，以至消失。剂量小时也会腐蚀内脏；引起肠胃功能降低，出现胃痛，甚至肠胃道溃疡，对肝脏还可能造成不良影响。三价铬是生物所必需的微量元素。通过动物试验发现三价铬有激活胰岛素的作用，还可以增加对葡萄糖的利用。实验证明，六价铬的毒性比三价铬100倍。3）含锌废水的危害锌是人体必需的微量元素之一，正常人每天从食物中摄取锌1015mg。人体缺锌会出现不少不良症状，误食可溶性锌盐对消化道黏膜有腐蚀作用。过量的锌会引起急性肠胃炎症状，如恶心、呕吐、腹痛、腹泻，偶尔腹部绞痛，同时伴有头晕、周身乏力。误食氯化锌会引起腹膜炎，导致休克而死亡。4）含铜废水的危害铜是生命所必须的微量元素之一，但过量的铜对人体和动植物都有害。对于人来说，过量的接触铜化合物会导致皮炎和湿疹；水中铜含量过量时，会抑制水体自净；铜可以在土壤中富集，污染粮食籽粒；铜对水生生物的毒性也很大。5）含镍废水的危害镍的毒性主要表现在抑制酶系统，如酸性磷酸酶。镍及镍盐对电镀工人的毒害主要是镍皮炎。6）含铅废水的危害铅及其化合物对人体是有害元素。水体中铅会引起鱼类、水生物等中毒，严重者甚至死亡。铅经饮用水或食物进入人体消化道后，有5%10%被人体吸收，当蓄积过量后，在骨骼中的铅会引起内源性中毒。当血铅到6080g/100cm3时，就会出现头疼、疲乏、记忆衰退、失眠、食欲不振等症状。7）其他 除以上几种物质外，还有隔、汞、银等重金属，酸、碱及盐类，以及电镀中使用的添加剂、光亮剂等物质。它们在环境中过量后均会造成环境污染甚至生态毒害。1.2国内外的电镀废水处理状况1.2.1 国内电镀废水处理状况20世纪50年代末是我国电镀废水治理的起步阶段，60年代至70年代中期才开始引起重视，但仍处于单纯的控制排放阶段。70年代中期至80年代初，大多数电镀废水都已有了比较有效的处理，离子交换、薄膜蒸发浓缩等工艺在全国范围内推广使用，反渗透、电渗析等工艺已进入工业化使用阶段，废水中贵重物质的回收和水的回收利用技术也有了很大进展。80年代至90年代开始研究从根本上控制污染的技术，综合防治研究取得了可喜的成果。上世纪90年代至今，电镀废水治理由工艺改革、回收利用和闭路循环进一步向综合防治方向发展，多元化组合处理同自动控制相结合的资源回用技术成为电镀废水治理的发展主流。 电镀废水的治理方式大体可分为如下四类：物理方法、化学方法、物理化学方法和生物处理方法。1.2.2电镀废水排放标准由2008 年6 月25 日国家环保部和质量监督检验检疫总局联合发布的电镀污染物排放标准gb21900 2008中可以看出对电镀污染物的排放要求更加格。现将相关说明及要求摘录如下：现有企业自2009 年1 月1 日至2010 年6 月30 日起执行表规定的水污染排放限值。表1.2 排放限值表table1.2 the limits of pollutants discharge序号污染物项目排放限值污染物排放监控位置1六价铬（mgl-1）0.5车间或生产设施废水排放口2总铬（mgl-1）1.5车间或生产设施废水排放口3总镍（mgl-1）1.0车间或生产设施废水排放口4总锌（mgl-1）2.0车间或生产设施废水排放口5化学需氧量（codcr,mgl-1）100企业废水总排放口6总氰化物（以cn-, mgl-1）0.5企业废水总排放口7ph69企业废水总排放口现有企业和新建企业分别自2010 年7 月1 日和2008 年8 月1 日起按照下表规定的污染排放限值执行表1.3 污染排放限值table1.3 the limits of pollutants discharge序号污染物项目排放限值污染物排放监控位置1六价铬（mgl-1）0.2车间或生产设施废水排放口2总铬（mgl-1）1.0车间或生产设施废水排放口3总镍（mgl-1）0.5车间或生产设施废水排放口4总锌（mgl-1）1.5车间或生产设施废水排放口5化学需氧量（codcr,mgl-1）80企业废水总排放口6总氰化物（以cn-, mgl-1）0.3企业废水总排放口7ph69企业废水总排放口另外根据环保工作的要求，在国土开发密度较高、环境承载能力开始减弱，或水环境容量较小、生态环境脆弱，容易发生严重水环境污染问题而需要采取特别保护措施的地区，应严格控制设施的污染物排放行为，在上述地区的企业执行下表规定的水污染物特别排放限值。 执行水污染物特别排放限值的地域范围、时间，由国务院环境保护行政主管部门或省级人民政府规定。表1.4 水污染物特别排放限值table1.4 the special limits of wastewater discharge序号污染物项目排放限值污染物排放监控位置1六价铬（mgl-1）0.1车间或生产设施废水排放口2总铬（mgl-1）0.5车间或生产设施废水排放口3总镍（mgl-1）0.1车间或生产设施废水排放口4总锌（mgl-1）1.0车间或生产设施废水排放口5化学需氧量（codcr,mgl-1）50企业废水总排放口6总氰化物（以cn-, mgl-1）0.2企业废水总排放口7ph69企业废水总排放口1.2.3关于电镀废水处理存在的问题电镀行业是通用性强、使用面广、跨行业、跨部门的重要加工工业和工艺性生产技术。电镀可以改变金属或非金属制品的表面属性，如抗腐蚀性、外观装饰性、导电性、耐磨性、可焊性等，广泛应用于机械制造工业、轻工业、电子电气工业等，某些特殊功能镀层，还能满足国防尖端技术产品的需要。 由于电镀行业使用了大量强酸、强碱、重金属溶液，甚至包括镉、氰化物、铬酐等有毒有害化学品，在工艺过程中排放了污染环境和危害人类健康的废水、废气和废渣，已成为一个重污染行业。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 。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 。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氰化物等剧毒成分,而且含有cr、zn、cu、ni 等自然界不能降解的重金属离子。 除了少部分国有大型企业、三资企业及新建的正规专业电镀厂拥有国际先进水平的工艺设施，大多数中小型企业仍然使用简陋而陈旧的设备，操作方式以手工操作为主。我国电镀行业存在的主要问题是： （1）厂点多、规模小，专业化程度低。特别是乡镇电镀企业的迅速发展，使电镀厂（点）向市郊和农村扩散，给污染控制与环境管理带来了很多的困难，电镀污染问题日趋严重。 （2）装备水平低。表现在一方面缺少机械装备，以手工操作为主；另一方面是技术装备水平不高，自动化程度低、可靠性差，产品质量不稳定。（3）管理水平较低，经济效益较差。 （4）电镀污染治理水平低，有效治理率低。虽然企业都建立了污水处理设施，但仍有少部分企业的设施未能正常运转。生产废气一般都有排风装置，但大部分企业未对废气进行净化处理。固体废物和危险废物的管理尚未走入正规轨道。电镀生产过程中排放大量的有毒有害物质，对环境造成的污染及危害越来越为人们所认识。 （5）经营粗放，原材料利用率低。经对运行较正常的汽车、摩托车行业电镀线调查表明，镀硬铬的铬酐利用率为38%，而装饰性铬的铬酐利用率仅为10%（国外平均为24%）。由此可见，一大部分甚至绝大部分宝贵的原材料流失并变成了污染物。在清洁生产审计中调查的10条电镀加工线中，平均用水量为0.82t/m2，是国外的10倍。 近年来，国内许多电镀企业从实际出发，积极开发和推广低浓度、低污染的电镀工艺、逆流清洗工艺，发展电镀槽（废）液的净化与回收技术，消除和减少污染。不少企业还根据国家和地方的规定要求，结合企业自身条件和发展规划，制定电镀污染物的排放指标、镀件漂洗用水定额、漂洗水水质标准等规定和相应的技术措施，并纳入企业的生产计划管理，建立污染治理档案，定期检查与考核，以控制电镀“三废”对环境的污染。1.3电镀废水处理方法现状研究1.3.1物理方法物理方法是利用物理作用分离废水中呈悬浮状态的污染物质，在处理过程中不改变物质的化学性质，如电镀废水中的除油、蒸发浓缩回用水等。蒸发浓缩回收，是一种对重金属电镀废水进行蒸发使之获得浓缩，并加以回收和回用的处理方法，一般用于处理含铬铜、银及镍离子废水。蒸发浓缩法处理电镀重金属废水，工艺成熟简单，不需要化学试剂，无二次污染，可回用水或有价值的重金属，有良好的环境效益和经济效益，但因能耗大，操作费用高，杂质干扰资源回收问题还待研究，使应用受到限制。目前，一般将其作为其它方法的辅助处理手段1.3.2 化学方法化学方法就是向废水中投加化学药剂，通过化学反应改变废水中污染物的化学性质，使其转变成无害或易于与水分离的物质从废水中除去的处理工艺。从近几十年的国内外电镀废水处理技术发展趋势来看，电镀废水有80%采用化学法处理，化学法处理电镀废水，是目前国内外应用最广泛的电镀废水处理技术，技术上较为成熟。化学法包括沉淀法，氧化还原法等，是一种传统和应用广泛的处理电镀废水方法，具有投资少，处理成本低，操作简单等特点，适用于各类电镀金属废水处理。但化学法的最大不足之处，是生产用水不能回收利用，浪费水资源且占用场地较大。1.3.2.1 化学氧化法该方法主要用于含氰废水的处理。该工艺是在碱性的条件下，用氧化剂把游离氰离子以及与金属络合的氰离子氧化成氮气和二氧化碳，常用的氧化剂是次氯酸钠、液氯和漂白粉，也可以用空气或者臭氧作为氧化剂。该方法能够彻底消除氰化物的污染问题，但是其出水水质较差，且不能回用。在处理混合废水时，易造成二次污染，而且通用氧化剂还有供货和毒性的问题有待于解决。1.3.2.2 化学还原法该方法主要用于含铬废水的处理，用还原剂把毒性很大的cr6+还原成毒性较低的cr3+，然后利用中和沉淀法除去废水中的cr3+。根据投加还原剂的不同，可分为feso4法、亚硫酸盐法、铁屑法、so2法等。化学还原法处理电镀含铬废水有硫酸亚铁一石灰法、亚硫酸盐法、二氧化硫法、亚铁盐法、硫化碱法等。该方法的优点是处理后水能达到排放标准，并能回收利用氢氧化铬，设备操作比较简单，但铬污泥如存放不妥易引起二次污染。应用化学还原法处理含cr废水，碱化时一般用石灰，但废渣多；用naoh或na2co3，则污泥少，但药剂费用高，处理成本大，这是化学还原法的缺点。1.3.2.3 化学沉淀法化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物的方法。该法是一种较为成熟实用的电镀废水处理技术，且处理成本低，便于管理，处理后废水可达标排放。化学沉淀法按照使用沉淀剂的不同可分为：1）氢氧化物沉淀法铜、镉、铬、铅等氢氧化物溶度积很小的重金属，可采用此法除去废水中的重金属离子，常用的沉淀剂有石灰、碳酸钠、氢氧化钠等；该沉淀法操作简单，是常用的处理废水方法。实践证明在操作中需要注意以下几点：（1）中和沉淀后，废水中若ph值高，需要中和处理后才可排放；（2）废水中常常有多种重金属共存，当废水中含有zn、pb、sn、al等两性金属时，ph值偏高，可能有再溶解倾向，因此要严格控制ph值，实行分段沉淀；（3）废水中有些阴离子如：卤素、氰根、腐植质等有可能与重金属形成络合物，因此要在中和之前需经过预处理；（4）有些颗粒小，不易沉淀，则需加入絮凝剂辅助沉淀生成8。2）铬酸盐沉淀法（钡盐法）这种方法处理的对象只限于cr6+。投加的沉淀剂有氯化钡、硫化钡和碳酸钡等，因而习惯上也称为钡盐法。3）铁氧体沉淀法铁氧体技术是根据生产铁氧体的原理发展起来的处理方法。在含cr废水中加入过量的fes04，使cr6+还原成cr3+，fe2+氧化成fe3+，调节ph值至8左右，使fe离子和cr离子产生氢氧化物沉淀。通入空气搅拌并加入氢氧化物不断反应，形成铬铁氧体。其典型工艺有间歇式和连续式。该法形成的污泥有较高的化学稳定性，容易进行固液分离和脱水处理，能一次脱除多种金属离子，特别适用于重金属混合电镀废水的一次性处理。我国应用铁氧体法已经有几十年历史，处理后的废水能达到排放标准，在国内电镀工业中应用较多。铁氧体法具有设备简单、投资少、操作简便、不产生二次污染等优点。但在形成铁氧体过程中需要加热(约70)，能耗较高，处理后盐度高，而且有不能处理含汞和络合物废水的缺点。1.3.2.4 化学中和法中和处理的目的是中和废水中过量的酸、碱及调整废水的酸碱度，使之呈中性或接近中性，以适宜下一步处理或外排的要求。国内对电镀酸碱废水的处理，一般视其流量或单独处理，或排入电镀混合废水中一起处理。1.3.3 物理化学方法物化法是通过物理和化学的综合作用使废水得到净化的方法。主要有以下几种，即：气浮法、离子交换法、萃取法、吸附法、电解法、离子交换法、膜分离法等。1.3.3.1 气浮法气浮法是一种高效、快速的固液分离技术，其中的溶气气浮法，是使空气在一定压力下溶于水中并达到饱和状态再进行气浮的废水处理方法；由贾金平等人研究可知，当处理废水中的悬浮物浓度为600mg/dm3以下时可采用溶气气浮法。1.3.3.2 离子交换法离子交换法是利用离子交换剂分离废水中有害物质的方法，含重金属废水通过交换剂时，交换器上的离子同水中的金属离子进行交换，达到去除水中金属离子的目的。此法操作简单，便捷，残渣稳定，无二次污染，但由于离子交换剂选择性强，制造复杂，成本高，再生剂耗量大，因此在应用上受到很大限制。1.3.3.3 电解法电解法是利用金属的电化学性质，使废水中的有害物质通过电解在阳、阴两极上分别发生氧化、还原反应转化成无害物质，或利用电极氧化、还原产物与废水中的有害物质发生化学反应，生成不溶于水的沉淀物，然后分离除去。它是处理含有高浓度电沉积金属废水的一种有效方法，处理效率高，便于回收利用。但该法缺点是不适用于处理含较低浓度的金属废水，并且电耗大，成本高，一般经浓缩后再电解经济效益较好。近年来，电解法迅速发展，并对铁屑内电解进行了深入研究，利用铁屑内电解原理研制的动态废水处理装置对重金属离子有很好的去除效果。另外，高压脉冲电凝系统为当今世界新一代电化学水处理设备，对表面处理、涂装废水以及电镀混合废水中的cr、zn、ni、cu、cd、cn-等污染物有显著的治理效果。高压脉冲电凝法比传统电解法电流效率提高20%-30%；电解时间缩短30%-40%；节省电能达到30%-40%；污泥产生量少；对重金属去除率可达96%-99%。1.3.3.4 混凝法 为了提高化学法之后的微小沉淀物的沉降性能，可在废水中加入适当的混凝剂、絮凝剂或螯合剂等药剂，经过一定的搅拌加速重金属沉淀物的固液分离。此种方法一般作为化学法的组合手段。在实践应用中已有不少实例出现。1.3.3.5 吸附法吸附法是利用吸附剂的独特结构去除重金属离子的一种方法。传统吸附剂有活性炭，腐植酸、聚糖树脂、碴藻土等。活性炭装备简单，在废水治理中应用广泛。活性炭是由木材、煤、果壳等含炭物质，在高温和缺氧的条件下活化制成的。在活性炭的晶格间，形成了各种形状、大小不同的微孔结构与巨大的比表面积，因而具有很强的吸附性能，可有效的吸附废水中的有机污染物和金属离子。活性炭处理电镀废水，目前主要用于含铬、含氰废水。用活性炭处理含铬废水，根据处理水的条件和要求，一般认为是利用它的吸附作用和还原作用。除此之外，还有沸石吸附、麦饭石吸附法。活性炭法处理电镀废水的优点：a. 活性炭耐酸、耐碱，在高温下不易破碎，有稳定的化学性能；b. 节省用水，清洗零件的废水用活性炭处理后不排放，可重复做清洗水；c. 投资省，设备简单，占地面积小，可直接在镀槽旁边工作，操作维护方便；d. 处理费用低，活性炭来源广，并可再生反复使用；e. 不直接产生污泥，不易产生二次污染。 尽管有以上优点但还是有不足之处，如废水中污染物容度较高时，活性炭再生比较频繁；长期反复使用活性炭处理喊含铬废水后，处理后水用来做清洗水时，三价铬含量会增加，影响吨化膜，以及在洗脱液的利用等方面尚需进一步探索。1.3.3.6 萃取法利用一种不溶于水而能溶解水中某种物质的有机溶剂，使废水中的溶质充分溶解而从废水中分离出去；溶剂萃取法是分离和净化物质常用的方法。由于液一液接触，可连续操作，分离效果较好。尽管萃取法有较大优越性，然而溶剂在萃取过程中的流失和再生过程中能源消耗大，使这种方法存在一定局限性，应用受到很大的限制。1.3.3.7 膜分离法膜分离法是利用高分子所具有的选择性进行物质分离的技术，包括电渗析、反渗透、膜萃取等。利用膜分离技术一方面可以回收利用电镀原料，大大降低成本，另一方面可以实现电镀废水零排放或微排放，具有很好的经济和环境效益。用电渗析法处理电镀工业废水，处理后废水组成不变，有利于回槽使用。含cu2+、ni2+、zn2+、cr6+等金属离子废水都适宜用电渗析处理，已有成套设备。反渗透法已大规模用于镀zn、ni、cr漂洗水和混合重金属废水处理。采用反渗透法处理电镀废水，已处理水可以回用，实现闭路循环。液膜法治理电镀废水的研究报道很多，有些领域液膜法已由基础理论研究进入到初步工业应用阶段。膜萃取技术是一种高效、无二次污染的分离技术，该项技术在金属萃取方面有很大进展。1.3.4 生物处理方法生物处理技术是通过生物有机物或其代谢产物与重金属离子的相互作用达到净化废水的目的，具有成本低，环境效益好等优点。由于传统处理方法有成本高、对大流量含低浓度重金属的废水难于处理等缺点，随着重金属毒性微生物的研究进展，生物处理技术日益受到人们的重视，采用生物技术处理电镀金属废水呈发展势头。1.3.4.1 生物絮凝法生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法。所用的微生物絮凝剂是由微生物产生并分泌到细胞外，具有絮凝活性的代谢物，一般由多糖、蛋白质、dna、纤维素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物质构成，分子中含有多种官能团，能使水中胶体悬浮物相互凝聚沉淀。目前，对重金属有絮凝作用的约有十几个品种，生物絮凝剂中的氨基和羟基可与cu2+、hg2+、ag+、au2+等重金属离子形成稳定的鳌合物而沉淀下来。微生物絮凝法处理废水具有安全方便、易于实现工业化等特点。具有广泛应用前景。1.3.4.2 生物吸附法生物吸附法指利用生物体的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的金属离子，再通过固液分离而去除金属离子的方法。利用胞外聚合物分离金属离子，有些细菌在生长过程中释放的蛋白质，能使溶液中可溶性的重金属离子转化为沉淀物而去除。该法具有原料易得、处理成本低等特点。1.3.4.3 生物化学法生物化学法是通过微生物处理含重金属废水，将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。例如：有人利用脱硫肠杆菌(srv) 去除电镀废水中的铜离子，在含铜质量浓度为246.8mg/l的溶液，当ph为4.0时，去除率达99.12%。1.3.4.4 植物修复法 植物修复法是指利用高等植物通过吸收、沉淀、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金属含量，以达到治理污染、修复环境的目的。植物修复法是利用生态工程治理环境的一种有效方法，它是生物技术处理企业废水的一种延伸。 藻类净化重金属废水的能力，主要表现在对重金属具有很强的吸附力，利用藻类去除重金属离子的研究已有大量报道。草本植物中的凤眼莲是国际上公认和常用的一种治理污染的水生漂浮植物，它具有生长迅速，既能耐低温、又能耐高温的特点，能迅速、大量地富集废水中cd、pb、hg、ni、ag、co、cr等多种重金属。此外，还有很多草本植物具有净化作用，如喜莲子草、水龙、刺苦草、浮萍、印度芥菜等。木本植物具有处理量大、净化效果好、受气候影响小、不易造成二次污染等等优点，也受到人们广泛关注。综上所述，化学法、物理化学法、生物化学法等都可以治理和回收废水中的重金属，但这些方法各有利弊，诸如对含氰化物或六价铬的电镀废水采用氧化或还原的方法加以处理，虽破坏或除去了毒性，却没有对它们加以回收利用；对于其他电镀废水的处理采用沉淀法、中和法，只是对废进行了无害化处理，使之达到了排放标准，却同样未能从资源化的角度进行回收利用；生物化学法也有一定的局限性，无论是植物还是微生物，一般都具有选择性，只吸取或吸附一种或几种金属，有的在重金属浓度较高时会导致中毒，从而限制其应用。组合法可在一定程度上弥补各种单一方法的不足，达到最好的技术经济效果。如将化学法与气浮法结合可强化重金属离子的去除。但相比较而言，闭路循环则是目前处理电镀废水的一种很有效的工艺，综合防治是污染解决的根本方法，从单纯的治废变成综合治理是治理电镀废水的发展方向。第二章 实验部分2.1实验原理一步法处理电镀综合废水, 就是在含有cu2+ 、fe2+、zn 2+ 、cr6+、cn- 等污染物的废水中按顺序加入不同药剂, 使废水中有害物质沉淀下来,或被氧化分解为无害物质的过程。过程如下: 含铬废水主要以六价铬的形式存在, 向废水中加入还原剂fes04 可使毒性较大的六价铬还原成微毒的cr3+, 然后再投加石灰( 或碱液) 中和废水中的酸, 把ph 值调到合适的范围就可以把废水中存在的cu2+、fe2+ 、zn2+ 、fe3+ 、cr 3+ 等离子生成沉淀除去, 最后加入适量的漂白粉与氰化物反应1 h, 就可将cn-转变成无害的co2 和n 2。( 1) 加氯化亚铁除cr6+加入fes04 可使cr6+变成cr3+, 反应式如下:cr2o72-+ 14h + + 6fe 2+2cr3+ 7h 2o+ 6fe3+cro42-+ 3fe2+ + 8h+cr3 + 3fe3 + 4h2o( 2) 加入石灰(或碱液) 可与废水中酸反应, 使ph值上升达到外排要求。反应式如下:cao+ h2o= ca( oh) 2ca( oh) 2+ 2hcl= cacl 2+ 2h 2o( 3) 石灰与废水中zn+、cr 3+ 、cu2+ 等金属离子反应生成沉淀, 反应式如下ca(oh) 2 + zn+ = ca2+ zn( oh) 2ca(oh) 2 + fe2+= fe ( oh) 2+ ca2+ 3ca( oh) 2+ 2fe3+= 2fe( oh)3 + ca2+ 3ca( oh)2+ 2 cr 3+= 2cr ( oh)3 + 3 ca2+ca( oh) 2+ cu2+= cu ( oh) 2+ ca2+( 4) 加入漂白粉除去废水中的氰化物:cn - + hclo= cncl+ oh -cncl+ 2oh -= cn o -+ cl - + h 2o2cno-+ 4oh-+ 3cl 2= 2co2+ n 2+6cl-+ 2h2o上述反应需在碱性条件下进行,因此除去氰化物时应先加入石灰( 或碱夜) 调ph = 8. 59. 0,然后加入漂白粉充分反应1 h, 使氰化物氧化成n 2 及co 2 。加漂白粉的用量多少, 可用碘化钾淀粉试纸来测试: 若电镀废水能使试纸变蓝, 表示废水中已有足够的漂白粉与氰化物反应,若试纸没有变蓝,则仍需添加适量的漂白粉。反应式如下:cl2+ 2ki = 2kcl+ i 2。单质碘i 2与淀粉反应生成蓝色。2.2实验仪器、设备及试剂( 1) 2个810 m3 处理池, 装上搅拌机, 搅拌机转速1 r/ s。( 2) 水泵、板框压滤机、酸度计。(