电镀废水中有机污染物处理达标排放相关问题探讨温长洲

201电镀废水中有机污染物处理达标排放相关问题探讨温长洲，卢杭棍（汕尾市环境保护监测站，广东汕尾516600）摘要：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行业。本文从电镀废水有机物的去除方法入手，分析了电镀废水的处理工艺，并着重阐述了微电解法对有机物的去除。关键词：电镀废水；污染物；处理1电镀废水有机物的去除方法1.1强化混凝法强化混凝通过增加混凝剂投加量和调节PH来昀大限度地提高去除有机物的效果。由于优化了混凝过程的条件并由此强化了混凝过程去除有机物的两个作用从而可提高对水中有机污染物包括低分子溶解性有机物的去除效果。研究表明，采用强化混凝的有机物去除率比常规处理提高近1倍。对不同的污染物而言，影响混凝效果的因素是有机物的分子质量、电性以及溶解性。无机混凝剂具有无毒（或低毒）、价廉、原料易得等多方面的优点，在混凝技术中占据极其重要的地位，一直得到广泛的应用。近年来，随着环境污染治理力度加大，为适合各类水质净化处理需求，人们加大了对复合型絮凝剂方面的研究力度。1.2吸附法电镀废水由于成分复杂，有些难降解的有机物和有毒有害物质很难甚至不可能用常规的生物法处理，如某些杂环化合物等，这些物质可用吸附法加以去除。吸附法是利用物质的吸附能力的多孔性固体物质，去除水中微量溶解性杂质的一种处理工艺。在电镀废水中的含铬废水、含氰废水等处理中，吸附法的应用日趋普遍。目前用于水处理的吸附剂有活性炭、硅藻土、高岭土、活性氧化铝、沸石及离子交换树脂等，近年来又研制开发了一些新型吸附材料，如复合功能树脂、活性炭纤维等。活性炭由于其巨大的比表面积及疏水表面结构，对于大多数有机物特别是分子量较小的非极性和弱极性的有机污染物有着突出的吸附能力。同时其表面含有少量的含氧官能团，对于重金属离子具有一定的去除效果。活性炭因其孔隙形状、孔径大小分布、表面官能团分布以及灰分组成、含量等性质的不同，而表现出不同的吸附特性。2电镀废水的处理工艺目前电镀污水的治理，仍以比较成熟的化学法为主，如果配以在线监测则更为完善。对于氰化物可用碱性氧化法氧化成无害的CO2及N2，氧化剂可选用液氯，次氯酸钠及臭氧；六价铬先还原为三价铬，再经沉淀分离；其他重金属都可直接沉淀分离。化学法的不足之处是首先它不是清洁生产工艺，废水处理后，水中含盐量高，难以回用；含重金属的污泥数量较大，分离、脱水、运输、废弃工作量大。除化学法之外，电解法、离子交换法也多被采用。我国一度大量使用离子交换法处理含铬废水，实践证明问题不少，大部分离子交换系统己停止使用。但是离子交换法作为综合处理中的一种配套方法仍是很可取的。目前国外反渗透（RO）、电渗析（ED）、超滤（UF）、微孔过滤（MF）发展很快，我国已有应用，这些很有前途的方法，但是由于材料性能、价格等问题，目前应用并不广泛。要想使电镀废水有效、经济地处理，单靠一种方法是困难的，将各种方法（例如逆流漂洗-离子交换-薄膜蒸发）结合起来，效果和效益会更好。2010年第5期2010年5月化学工程与装备ChemicalEngineering&Equipment202温长洲：电镀废水中有机污染物处理达标排放相关问题探讨3微电解法对有机物的去除3.1微电解正交实验影响铁碳微电解的主要因素有反应pH、铁碳比例、反应时间、铁水比等。本实验采用正交试验设计方法进行，应用L（34）正交设计表（见表1）表1L（34）正交设计表正交实验结果如表2所示。表2L（34）正交试验结果由表2可知，对COD去除率影响的大小为：ABDC，pH是影响去除率的昀大的因素。昀佳的实验条件组合为A1B1C2D2，即pH为2，Fe/C为1：2，停留时间为20min，铁水比为l：3。3.2微电解法影响因素分析影响微电解处理效果的因素主要有废水pH值、停留时间、处理负荷、铁屑粒径、铁炭比、微电解材料选择及组合方式等。一般来说：（1）入水pH值应选择弱酸性，可控制pH值在1-2，酸性过强虽然能促进微电解作用，但是破坏了后续絮体的形成，且耗铁量大，产生铁泥多，后续处理负荷较重。（2）停留时间是影响微电解处理效果的重要因素，其长短直接关系到微电解反应的效果。一般处理效果随停留时间延长而提高，但当到达一定时间后反应基本停止，且停留时间过长使基建投资增大。不同的废水其污染物组分不同，所需要的反应时间差异很大（从几分钟到数小时），因此，针对某种特定的废水，其水力停留时间应通过试验确定。（3）对填料进行曝气有利于某些物质的氧化，同时增加对铁屑的搅拌效果，减少结块，且能及时去除铁屑表面沉积的钝化膜，增加出水的絮凝效果。在中性条件下曝气一方面供氧，加速阳极反应的进行，一方面起到搅拌振荡的作用，减弱浓差极化，加速电极反应的进行。（4）向体系中加入催化剂（如金属氧化物CuO、MnO2、A12O3等）能改进阴极的电极性能，提高其电化学活性，效果显著；盐类（如氯化钠、硫酸钠）的存在由于提高了废水的电导率也利于微电解反应速度的加快。（下转第133页）133张运法：X射线晶体学的诞生及其作用晶体结构被测定后，使化学家恍然大悟，NaCl的晶体结构中没有用NaCl表示的分子集团，而是等量的钠离子和氯离子棋盘交叉地成为三维结构。氯化钠晶体与二氧化碳晶体不同，前者是离子晶体后者是分子晶体，在离子晶体中没有分子存在，并发现每一个钠离子周围有6个氯离子，每一个氯离子周围有6个钠离子。当时X射线结构分析中的位相问题是通过强度数据和强度公式用试差法来解决的，只能测定含二三十个参数的结构，这些结构虽简单，但使无机物的结构化学有了真正的开始。1940年后计算机的使用，使X射线晶体结构分析能测定含重原子的复杂的化合物的结构。X射线晶体结构分析不但印证了有机物的经典结构化学，也为有机物积累了丰富的立体化学数据，使有机物的结构化学有了很大提高，以下通过几位诺贝尔奖获得者的工作来说明X射线晶体结构分析在化学进展中所起的作用。1954年诺贝尔化学奖获得者鲍林（L.C.Pauling）以研究物质结构和化学键理论而闻名于世，他长期从事晶体结构的研究，X射线晶体结构分析的逐渐广泛使用，提供了许多分子内部的结构信息，鲍林把量子力学和近代化学理论结合起来，建立和发展了现代结构化学。他提出的电负性计算方法和概念、原子杂化轨道理论和价键学说以及关于离子化合物结构的规则是阐明各种复杂物质分子构造及性质的有力武器。他根据晶体结构测定得到的数据提出的α—螺旋体二级结构模型，为研究生物大分子的奥秘打开了通道。1964年诺贝尔化学奖获得者霍奇金（D.M.C.Hodgkin）是世界上获得这项荣誉为数极少几个女科学家之一，是擅长X射线晶体结构分析的女化学家。她用X射线晶体结构分析测定了盘尼西林的晶体结构，在1949年又成功地测定出维生素B12的更为复杂的空间构型和构象，从而为合成维生素B12和其它复杂的化合物开辟了道路，她还测定了胰岛素生物大分子的晶体结构。维生素B12的晶体结构的测定使帕特孙函数重原子法到了里程碑的水平。1962年诺贝尔化学奖授予佩鲁茨（M.F.Perutz）和肯德鲁（Sr.J.C.Kendrew）两位生物、结晶学家。他们发展了X射线晶体结构分析技术，通过浸泡把重原子引入到蛋白质中，然后用同晶置换法解决位相问题，测定了鲸肌红蛋白和马血红蛋白的空间精细结构。从发现蛋白质具有肽链结构到完全搞清楚蛋白质分子的精细的空间结构，前后差不多经过了半个世纪。在生物学对蛋白和核酸这两类大分子的三维结构研究无法前进的时候，X射线晶体结构分析为生物化学研究带来了突破。当今X射线晶体结构分析已成为生物大分子研究中的有力工具。参考资料[1]郭保章主编．20世纪化学史．江西教育出版社，1998：（上接第202页）（5）合适的铁炭体积比可使废水中形成的原电池数量昀大化，从而达到昀佳的处理效果。铁炭质量比可控制在一定的范围内，一般在0.5-30：1之间（6）填料粒径越小，比表面积越大，在废水中形成的微电池数量也越多，微电解反应的速度就越快，对废水的处理效果就越好。然而填料粒径越小就越容易引起较为严重的填料板结，导致与废水不能完全接触以致处理效率下降。本着价廉易得经济的原则，使用较为广泛的是机械加工厂的废铁屑或铁刨花。（7）一般微电解出水中不可避免会含有一定浓度的亚铁离子，不仅干扰COD的测定，还会产生颜色，故应设法去除。目前广泛使用的是加减混凝法，就是加碱调节pH值，使亚铁离子变成墨绿色的Fe（OH）：而除去。有资料报道，中和沉降适宜的pH值为8-8.5。理论计算亚铁离子完全沉淀的pH值为8.95，一般应调节pH为9以上。参考文献[1]王维平．电镀废水减量化技术．电镀与环保，2006；26（5）：36-40[2]张文娟，刘玲，厉成梅．我国电镀工业污染及处置．工业安全与环保，2006；32（10）：35-36[3]王晓波，张述林，陈世波．电镀添加剂的研究概况．宁波化工，2007；（1）：27-30