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铝合金镀镍废水治理中存在问题

放大字体  缩小字体发布日期:2012-05-25  浏览次数:659
核心提示:  1背景   随着科学技术的迅速发展,铝合金已成为应用最广泛的金属之一[1],它作为化学镀镍的基底材料已被广泛地应用在飞机、
   1·背景

  随着科学技术的迅速发展,铝合金已成为应用最广泛的金属之一[1],它作为化学镀镍的基底材料已被广泛地应用在飞机、汽车、摩托车、仪器仪表、节能灯及电影机械工业上。铝合金化学镀镍迄今仍然是年轻的产业。为了满足铝及铝合金构件上述性能及美观度,需先对构件进行前处理,再进行涂装或电镀等表面处理。目前国内外普遍采用的铝及铝合金镀前处理方法主要有[2]:①化学浸锌-电镀铜-电镀其它镀层;②电镀薄锌层-电镀铜-电镀其它镀层;③阳极氧化-电镀其它镀层;④直接电镀法;⑤化学镀镍-电镀其它镀层;⑥电镀镍-电镀其它镀层;⑦铝合金一步法镀铜电镀其它镀层。其中,化学浸锌工艺是铝件电镀前处理方法中最为简便、经济,也是工业上使用最广的工艺。在浸锌等表面处理过程将产生成分复杂的生产废水,包括浸锌废水、前处理废水、含镍废水及综合废水等。由于电镀废水中主要污染物指标严重超过国家新颁布的《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)的排放限值,在治理过程中存在诸多问题。

  2·铝合金镀镍废水处理存在问题

  根据市场调研及大量电镀废水工程实践,目前综合性电镀废水多采用常规化学法进行处理,重金属离子基本能做到达标排放,而相对较难的是前处理废水,它是镀件在电镀前进行除锈除油等前处理,使用的高效除锈除油剂含有难降解的如表面活性剂、预膜剂、除膜剂、缓蚀剂等有机物质,且为水溶性,该类有机物一旦混入综合废水中,混凝沉淀出水有机物一般在150mg/L左右,难以达标新标准中的80mg/L。特别是对铝及铝合金电镀行业生产废水,镀件虽然单一,但成份复杂,有机物浓度高、络合性强,各项指标达标处理难度更大,存在以下主要问题:

  (1)传统的碱性破氰工艺对浸锌废水处理存在很大局限。在碱性条件下,用次氯酸钠处理浸锌废水,破氰反应速度较慢,次氯酸钠氧化剂利用率很低,而出水镍离子浓度严重超标,水质呈蓝色,且药剂用量非常大,处理成本高,业主单位难以承受。浸锌废水来自铝合金浸锌后产生的清洗水,由于采用先进的“四元”合金浸锌剂(由硫酸镍、硫酸锌、硫酸铜及氯化铁),废水中含有较高浓度的镍离子,同时浸锌过程中因工艺要求投加了一定量的氰化钠和络合剂,因此浸锌废水中含氰、含镍,且形成稳定的络合物。常规含氰废水处理采用次氯酸钠氧化碱性破氰工艺,能将废水中的氰根氧化去除。而浸锌废水采用该方法后,在进水镍离子浓度在120mg/L左右时,出水含量高达40mg/L,反应中所投加的氧化剂-次氯酸钠用量极大,处理成本高达20元/吨水,且出水中镍离子含量较高,水质颜色较深。

  根据国家新颁布的《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)的排放限值,镍离子浓度应为0.5mg/L,超标80倍,将会严重影响电镀废水达标排放及总量控制。

  (2)前处理废水采用常规预处理手段,如混凝沉淀或气浮对废水中的游离重金属离子去除有效,但难以提高废水的可生化性,同时前处理废水受生产因素和操作水平的影响不可避免的混入氰化物、重金属等对微生物起到严重抑制作用的物质,导致二级生化细菌难以培养,出水中有机物浓度超标,给达标排放及中水处理膜件造成严重堵塞,影响中水回用;加之铝件化学抛光中产生的大量铝离子,虽经沉淀处理,但出水中残余的铝离子易形成氢氧化铝胶体,成为严重堵塞中水膜件另一主要原因。

  (3)传统工艺产生的污泥沉淀性能差、污泥上浮及脱水效率低,严重影响污水处理系统的正常运行。其主要原因是由于铝合金电镀过程中废水含有大量的铝离子,经混凝沉淀后以氢氧化铝胶体形式进入污泥浓缩池中,污泥中水与氢氧化铝胶体形成结合水,造成脱水困难。

  3·废水水质特征分析

  根据铝合金电镀生产工艺、产污环节及废水分类原则,生产废水可分为四类各自具有明显污染特征的废水类别,其水质特征如下:

  (1)有机类电镀废水。主要包括铝件除油等前处理废水和化学清洗废水,该类废水的特征为废水中含有大量的有机污染物。除油过程包括超声波除油、化学除油等,超声波除油中投加铝合金清洗剂及其他表面活性剂,废水中有机物浓度相对较高;化学除油废水主要来自铝件除油、除膜后的清洗,废水中含有大量的有机物,CODcr在1000mg/L以上,废水均以含高浓度有机物为主要特点;

  (2)浸锌废水。主要来自铝合金浸锌后产生的清洗水,由于采用先进的“四元”合金浸锌剂(由硫酸镍、硫酸锌、硫酸铜及氯化铁),废水中含有较高浓度的镍离子,同时浸锌过程中因工艺要求投加了一定量的氰化钠和络合剂,因此浸锌废水中含氰、含镍,且形成稳定的络合物。常规次氯酸钠氧化碱性破氰工艺难以奏效;

  (3)镀镍废水。主要来自铝件前处理后进行的表面镀镍处理,以提高产品性能,废水成分单一,主要成分为镍离子,有机物浓度很低,具有良好的回收价值,单独处理;

  (4)综合废水。主要来自车间地面冲洗废水、化学抛光中产生的含铝废水及酸碱废水,废水主要污染物为低pH、少量重金属离子、SS,有机物浓度在100mg/L以下。

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