韓明君,孫偉,岳彤,余恒,李賽,張晨陽
(中南大學資源加工與生物工程學院,湖南長沙,410083)
電鍍行業(yè)被認為是當今全球三大污染工業(yè)之一,其中含鉻電鍍廢水是危害最嚴重的重金屬廢水之一[1]。隨著電子電鍍行業(yè)的發(fā)展,涉及的表面鍍鉻工藝不斷增多,導致含鉻廢水排放量增大,含鉻廢水的污染防治問題日益突出。現(xiàn)階段含鉻電鍍廢水處理主要面臨工藝流程長、過程效率低、藥劑消耗量大、處置成本高、鉻資源浪費、水資源循環(huán)利用率低等問題[2?3]。當前電鍍行業(yè)清潔生產標準和電鍍污染物排放標準分別從電鍍生產和廢水治理的角度對電鍍廢水防治提出了基本要求[4?5]。根據(jù)文獻[6],2021—2025年將不斷提高再生水利用率,2025—2035年將形成系統(tǒng)、安全、環(huán)保、經濟的污水資源化利用格局。可以預見,以含鉻電鍍廢水為代表的重金屬廢水資源化處理技術的發(fā)展將成為重點研究方向之一。
本文在總結現(xiàn)有含鉻電鍍廢水主要處理技術的基礎上,對相關方法的基本原理和優(yōu)缺點進行闡述,同時,結合實例討論含鉻電鍍廢水主要處理技術的應用效果,并根據(jù)目前處理過程中存在的問題對今后電鍍廢水防治技術的發(fā)展前景進行展望,以期對電鍍行業(yè)的清潔生產、重金屬廢水污染防治和資源化處理提供借鑒與指導。
電鍍含鉻廢水主要產生于鍍槽和鍍件等清洗用水、老化報廢的電鍍液、鍍槽廢液、車間沖洗水、通風設備冷凝水、鍍槽滲水、泄露或操作不當造成“跑、冒、滴、漏”的各種槽液及排出廢水等[3,7?8]。其中,鍍件清洗水占車間廢水排放總量的80%以上,主要含有Cr(III),Cr(VI),Zn(II),Cu(II),H2SO4和HNO3,還有少量的Fe(II)和Fe(III)等。在生產過程中,不同鍍件、不同電鍍工藝和清洗方式對廢水日排放量及濃度影響較大。
鉻(Cr)是地殼中含量較高的金屬之一[9]。自然界中Cr有+2,+3和+6價,工業(yè)廢水環(huán)境中多以Cr(III)和Cr(VI)的形式存在,鉻離子的主要存在形態(tài)及轉化過程如圖1所示。
圖1 廢水中重金屬鉻的主要存在形態(tài)及轉化過程Fig.1 Main forms and conversion processes of heavy metal chromium in wastewater
Cr 的存在形態(tài)隨pH 的變化會發(fā)生很大變化,不同pH 下Cr-H2O 體系中金屬離子賦存狀態(tài)見圖2[10]。從圖2(a)可見:Cr(III)-H2O 體系中主要有Cr(OH)+2,Cr(OH)3(aq),Cr(OH)-4和Cr3+等幾種存在形式;當pH 較低時,Cr(III)可溶解;隨著pH 增加,Cr3+轉化為Cr(OH)2+,Cr2(OH)4+2和Cr(OH)+2;當pH 為4.5 左右時,Cr(OH)2+,Cr2(OH)4+2,Cr(OH)+2和Cr3(OH)5+4的存在形態(tài)最多,然后轉化為Cr(OH)3(am)和Cr(OH)-4;Cr(OH)3(am)在pH 為5~13時穩(wěn)定存在,Cr(OH)-4隨著溶液中堿性增加而產生。從圖2(b)可見:Cr(VI)主要以H2CrO4,HCrO-4,Cr2O2-7和CrO2-4的形式存在,pH和總鉻濃度是影響Cr(VI)以何種復雜化合物形式存在的關鍵因素;當pH=1.0時,Cr(VI)以H2CrO4的形式存在;當pH 為1~6 時,Cr(VI)主要以Cr2O27-和HCrO-4的形式存在;當pH大于7時,Cr(VI)以CrO24-的形式為主,可溶性Cr(VI)的總濃度保持穩(wěn)定。
圖2 水溶液中鉻存在形態(tài)隨pH變化圖[10]Fig.2 Morphologies of chromium various with pH in aqueous solution 1 mol/L[10]
電鍍含鉻廢水中存在Cr(III)和Cr(VI)、氰化物、酸堿、添加劑等有毒有害污染物,當Cr(VI)質量濃度≥0.2 g/L,Cr(III)質量濃度≥1.0 g/L時均會對DNA 造成損傷[11]。這些性質復雜、組分迥異的污染物進入環(huán)境后難以被降解,長期在自然界中存在,可通過食物鏈在生物體內富集。
有機Cr(III)是胰島素、葡萄糖、脂肪和氨基酸等代謝所必需的微量元素[12]。但無機鉻毒性較大,對動物和人均有毒性作用,特別是無機Cr(VI)可以通過呼吸、皮膚接觸、黏膜接觸等途徑被人體吸收,且Cr(VI)毒性是Cr(III)的10~100倍。Cr(VI)對人類具有明顯的基因毒性,其基因毒性來源于Cr(VI)在細胞內的代謝產物;另外,Cr(VI)通過減少神經元細胞數(shù)量而顯示出神經毒性[13],對腎臟、呼吸系統(tǒng)和神經系統(tǒng)等會造成永久性損害,甚至導致死亡[14]。高溶解性鉻酸鹽和低溶解性鉻酸鹽均是致癌物質,職業(yè)性吸入Cr(VI)會增大人體呼吸系統(tǒng)患癌的風險。對涉鉻工廠的工人血液進行化驗,發(fā)現(xiàn)發(fā)展中國家的工人受鉻污染更嚴重[15]。
長期以來,針對含鉻電鍍廢水,研究人員提出了諸多處理技術方法,包括離子交換法、吸附法、化學沉淀法、電化學法、生物法等。歸結起來,可以劃分為物化處理技術、化學處理技術、生物處理技術和組合處理技術共4類。
物化處理技術綜合了物理和化學兩門學科的技術方法,工藝過程相對穩(wěn)定、可靠,運行成本較低[16]。離子交換法、膜分離法、吸附法是應用較廣泛的物化處理技術。
2.1.1 離子交換法
具有選擇性交換或吸附鉻的離子交換樹脂材料是離子交換法的關鍵[17?18]。離子交換分為陽離子型交換和陰離子型交換,Cr(III)和大部分金屬離子可通過陽離子交換柱除去,以Cr(VI)存在的鉻酸根可通過陰離子交換柱除去。例如,NAM 等[19]合成了陰離子交換劑PADD,在強酸性條件下,PADD中氨基正電荷增加,氨基與Cr(VI)的靜電作用增強,對Cr(VI)的交換能力提高。
離子交換法處理含鉻廢水工藝流程示意圖如圖3所示。通過調節(jié)合適的pH 范圍,酸型陽離子交換柱和堿型陰離子交換柱聯(lián)用,可資源化回收電鍍廢水中的鉻酐[20]。唐星星[21]采用兩段洗滌法,低濃度含鉻廢水段經離子交換樹脂吸附再解吸進行富集,與高濃度含鉻廢水合并后進行蒸發(fā)濃縮,實現(xiàn)了廢水及鉻酐回收。大孔N-甲基咪唑強堿陰離子交換樹脂PCl、弱陰離子樹脂Amberlite IRA 96 對Cr(VI)均有較好的去除效果[1,16]。另外,Diaion CR11 和Amberlite IRC86 等陽離子交換樹脂[22]已商業(yè)用于處理Cr(III)。
圖3 離子交換法處理含鉻廢水工藝流程示意圖[2]Fig.3 Schematic diagram of processes for treating chromium-containing wastewater by ion exchange[2]
2.1.2 膜分離法
膜分離法借助外界能量或化學位差的推動作用,通過特定膜的滲透過程實現(xiàn)對廢水中多組分的分離、純化和富集?,F(xiàn)有膜分離包括以壓力驅動的反滲透(RO)、納濾(NF)、超濾(UF)、微孔過濾(MF)、以電位差驅動的電滲析(ED)以及膜分離耦合生物降解的膜生物反應器(MBR)等[23]。
膜分離技術在水處理中應用廣泛,既可對廢水中有價組分進行濃縮預處理,又可將透過水循環(huán)回用。侯書芳等[24]介紹了超濾?反滲透處理含鉻電鍍廢水的示范工程,含鉻電鍍漂洗水中Cr(VI)質量濃度約為142 mg/L,pH 約為10.5,經過預處理和三級反滲透膜系統(tǒng)循環(huán)處理,合格濃縮液進入鍍槽回用;GIAGNORIO等[25]基于納濾技術設計了符合生產飲用水標準的中試納濾裝置,處理后總鉻質量濃度小于0.01 mg/L;SHI 等[26]通過兩段燒結對316L 多孔不銹鋼管原位氧化得到了機械強度和化學穩(wěn)定性良好的磁鐵礦膜,在pH 為4.0 時對Cr(VI)的吸附率達100%,在pH=13 時,0.1 mol/L Na2SO4溶液可脫附65%的Cr(VI),但吸附?解吸循環(huán)過程膜易出現(xiàn)阻塞,滲透性降低。
2.1.3 吸附法
吸附法是一種成本低、效率高且研究和應用廣泛的處理方法,整體上更適用于處理低濃度含鉻廢水。目前,常用的吸附劑有活性炭、硅藻土、沸石、生物質吸附劑等?;钚蕴康母弑缺砻娣e和大量的羥基、甲氧基等含氧基團決定了其對金屬離子和有機物均具有優(yōu)良的吸附性能,改性的活性炭在原有性能基礎上可以進一步提升選擇性吸附能力、吸附速度和吸附容量[27?28]。硫酸、硝酸錳、錳鹽?鐵屑、納米銀顆粒對活性炭改性后的除鉻效果如表1所示[27?30]。
表1 活性炭基吸附劑對廢水中重金屬鉻的去除效果Table 1 Removal effect of heavy metal chromium from wastewater by activated carbon based adsorbent
生物質吸附劑是活性炭之外被研究較多的吸附材料之一,具有來源廣泛、易于再生、選擇性較好等優(yōu)點。李勵殷[31]制備的磁性荔枝殼吸附劑在Cr(VI)初始質量濃度為100 mg/L,pH=3,吸附劑投加量為6 g/L 時,可去除95.9%的Cr(VI);KUSHWAHA 等[32]使用硫酸改性的棕櫚殼,對Cr(VI)的吸附能力達到313 mg/g;LIU 等[33]利用咖啡渣作為吸附劑,在堿性條件下添加FeCl3絮凝劑沉淀金屬離子,處理后Cr(VI)含量符合要求。
化學處理技術往往通過改變廢水中污染物的化學性質及狀態(tài),使其轉變?yōu)闊o害或低毒物質而從水體中除去,在當前電鍍廢水治理中應用廣泛[34]。化學處理技術主要包括化學還原法、化學沉淀法和電化學調控法。
2.2.1 化學還原法
化學還原法在具有氧化性污染物質的Cr(VI)廢水處理中應用較多,毒性較大的Cr(VI)被還原成毒性次之的Cr(Ⅲ),總鉻去除率進一步提高[10]。常用的還原劑有鐵屑、硫酸亞鐵、焦亞硫酸鈉、硫化亞鐵、多硫化鈣等,調節(jié)pH 即可將Cr(Ⅲ)絮凝沉淀。在酸性條件下,將廢鐵屑作還原劑時,發(fā)生的還原反應為可表述為[35]:
調節(jié)pH 后,F(xiàn)e(Ⅲ)和Cr(Ⅲ)可通過共沉淀除去[36]。同時,將鐵屑作還原劑時可能形成微電解體系,進一步強化除鉻效果[37]。前期研究表明:合適濃度的草酸鹽可促進NaBH4對高濃度Cr(VI)的還原[38],低溫環(huán)境可強化H2S 對Cr(VI)的還原過程[39]。此外,淀粉改性的納米零價鐵(S-nZVI)可以降低納米顆粒間的團聚傾向,并且超聲、曝氣、芬頓等處理可以提升S-nZVI 對Cr(VI)的還原效果[40?41]。馮西平等[42]在pH為2時,使用NaHSO3理論用量的1.75倍還原去除了99.35%的Cr(Ⅵ)。
2.2.2 化學沉淀法
按照沉淀產物的不同,化學沉淀除鉻可分為氫氧化物沉淀、鋇鹽沉淀、鉻酸鹽沉淀、鐵氧體沉淀等。298 K時常見含鉻難溶化合物及其溶度積如表2所示。
表2 298 K條件下常見含鉻難溶化合物及其溶度積Table 2 Common chromium-containing insoluble compounds and solubility product at 298 K
利用溶度積越小越先沉淀的原理,調節(jié)pH 形成Cr(OH)3沉淀可以除去電鍍廢水中的Cr(III),常用的堿性調節(jié)劑有CaO,Na2HCO3和NaOH 等[43];在亞硫酸鹽過量,溫度為80 ℃,pH=2.0,PO34-與Cr(Ⅲ)的質量濃度比為1.1:1.0的條件下,磷酸鹽可選擇性分離鉻和鐵[44];此外,可向廢水中加入PbSO4形成PbCrO4,加入BaCl2形成BaCrO4,以直接沉淀除去Cr(VI)[45?46]。當3價鉻鍍鉻廢水中存在檸檬酸或蘋果酸等含羧基的配位劑時,常規(guī)堿性沉淀除鉻效果不佳,F(xiàn)e(II),Ca(II)和Al(III)等的協(xié)同作用可共沉淀除去Cr(III)[47?48]。
值得注意的是,鐵氧體法是一種使用廣泛的化學沉淀工藝,先后經過還原反應、共沉淀和生成鐵氧體共3個階段,Cr(III)替代了Fe3O4中的部分鐵元素,生成具有尖晶石結構的復合氧化物,工藝流程如圖4所示,主要反應式見式(3)~(5)[2],但無法單獨回收有用金屬,需額外消耗亞鐵、堿與熱能。超聲波對鐵氧體除鉻有較強的促進作用[49];Cr(III)-Fe(III)共沉淀在磁赤鐵礦(γ-Fe2O3)表面時[50],外加磁場有利于提高沉降效果。
圖4 鐵氧體法處理含鉻電鍍廢水間歇式工藝流程[2]Fig.4 Intermittent process of treating chromium-containing electroplating wastewater by ferrite process[2]
2.2.3 電化學調控法
在電鍍含鉻酸性廢液中,鐵、碳、鈦、銅、不銹鋼等作為電極可直接或間接對Cr(Ⅵ)進行還原。當鐵作電極材料時,鐵在陽極被氧化成Fe(II)而進入溶液,Cr(Ⅵ)被Fe(II)還原為Cr(III),在電解過程中,氧還原和氫析出的副反應會降低電流效率[51?52]。同時,僅有少量Cr(Ⅵ)在陰極被直接還原,F(xiàn)e(II)對Cr(Ⅵ)的還原起主要作用。隨著H+被大量消耗,廢水pH逐步升高到4.0~6.0,有利于Cr(III)-Fe(III)絮狀共沉淀物析出[53?54]。
鐵的價格雖較鋁的價格低,但其電化學當量為鋁的3倍多,故鐵作電極時,陽極材料的消耗是鋁的3倍多[55]。當鋁板作電極材料電絮凝時,陰極產生的OH?易與Cr(III)等重金屬離子形成沉淀,陽極產生的鋁類聚合物可通過吸附架橋、沉淀網捕作用去除Cr(III)等重金屬離子[56]。除此之外,鈦電極做陽極同樣可達到還原Cr(VI)的效果[51];當鈦?鐵雙陽極協(xié)同電解含鉻廢水時,鐵陽極附近的絮狀物可吸附Cr(VI),輔助陽極鈦將Cr(VI)還原為Cr(III),在電流為0.25 A,電解時間為1.5 h,pH=9時,Cr(Ⅵ)去除率大于90%[57];以鈀納米粒子改性的銅電極電解初始質量濃度為50 mg/L的Cr(VI)廢水,當pH=1.5,電流為1 A時,99.63%的Cr(VI)被還原[58]。
生物體具有靜電吸附作用、酶的催化轉化作用、絡合作用、絮凝作用、積累富集作用等[14],可實現(xiàn)對重金屬鉻、高COD、氮磷等的凈化,凈化方法主要包括生物還原法、生物絮凝法、生物吸附法等。
2.3.1 生物還原法
具有降低Cr(VI)濃度的細菌統(tǒng)稱為鉻還原菌(CRB)[59],可從鉻鐵礦廢水、制革廠、紡織工業(yè)、電鍍制造業(yè)等用鉻較多的環(huán)境中提取。與鉻還原菌相似的還有鐵還原菌(IRB),當IRB 將Fe(III)還原為Fe(II)時,F(xiàn)e(II)將Cr(VI)還原為Cr(III),IRB間接還原鉻的效果優(yōu)于直接生物還原鉻的效果[60]。ZHENG 等[61]把厭氧活性污泥中提取的Fe(III)還原菌Morganella sp包覆在零價鐵上,得到RB-ZVI,在pH 為7,酵母粉質量濃度為6 g/L,葡萄糖質量濃度為4 g/L的最佳條件下,RB-ZVI對Cr(VI)的去除量達到26.86 mg/g,并可能存在吸附、還原、共沉淀和生物礦化等過程[62]。
在酸性條件下,生物質可以提供Cr(VI)還原為Cr(III) 所需的電子[63],以大型海藻Pelvetia canaliculata為例,其可以提供Cr(VI)還原為Cr(III)的天然電子供體,并作為鋅、鐵和Cr(III)螯合的天然陽離子交換劑[64];浮萍L.gibba對Cr(VI)的修復具有類似的效果[65]。Cr(VI)吸附在微生物細胞表面,細胞表面的官能團與金屬離子可形成化學鍵,Cr(VI)作為末端電子受體,由鉻酸還原酶催化或自發(fā)加速向Cr(III)轉化,Cr(III)進一步被生物體吸附或絡合成團[66]。
2.3.2 生物絮凝法
生物絮凝劑通常是帶電的生物大分子,主要組成為蛋白質、多糖、纖維素和核糖等,根據(jù)物質組成不同,可分為利用微生物細胞的絮凝劑、利用微生物細胞提取物的絮凝劑、利用微生物細胞代謝產物的絮凝劑[67]。絮凝機理主要是橋聯(lián)作用、中和作用和卷掃作用。與無機絮凝劑和合成有機絮凝劑相比,生物絮凝劑處理廢水安全無毒,絮凝高效,用途廣泛,不產生二次污染,但培養(yǎng)和保存困難,生產成本較高,在實際應用中受到限制[68]。
生物絮凝劑通過化學作用將絮凝物質集聚在一起,基本不受微生物個體和顆粒表面特性的影響。趙光等[69]以牛糞底物的中溫厭氧發(fā)酵沼液為產絮基質,利用產絮菌F+制備的生物絮凝劑對Cr(VI)的絮凝效果良好,絮凝率達到83.8%。在堿性條件下,節(jié)桿菌sp.B4的胞外多糖具有一定自絮凝能力,通過調節(jié)合適的pH 可實現(xiàn)對Cr(VI)的去除;過量節(jié)桿菌sp.B4的胞外多糖可在無需調節(jié)pH的條件下直接將Cr(VI)還原為Cr(III),羧基和羥基在還原過程中占據(jù)主要作用[70]。利用芽孢桿菌Bacillus sp.在高鹽條件下制備生物絮凝劑Na-Bsp,在寬pH范圍和沸水處理下,絮凝效果良好,且絮凝劑表面的羥基、羧基和胺基可強化對重金屬Cr(VI)的絮凝作用[71]。
2.3.3 生物吸附法
有些菌種能夠在高濃度鉻的條件下生長,在細胞內大量吸附或積累Cr(VI),并將其轉化為毒性較小的Cr(III)。復合使用菌群或改性菌種可使不同菌種的優(yōu)勢特點最大化,但環(huán)境因素如微波、pH等對生物吸附過程影響較大[72?74]。
真菌在生命周期的所有階段均可產生酶,其受污染物影響小,能在高金屬濃度、高溫、強酸堿等條件下穩(wěn)定生長,被認為是積累鉻等重金屬的有效生物吸附劑[75]。酵母作為生物吸附劑,具有去除多種重金屬的能力。MAHMOUD 等[76]將酵母細胞固定在海藻酸提取物中形成BPMB,對Cr(VI)的吸附能力達到200~1 000 mg/L。電鍍廢水中無機配體(CO23-,Cl?,F(xiàn)?和NO23-等)的競爭效應對酵母細胞等生物吸附鉻影響較大[77]。藻類細胞壁表面的多孔結構由纖維素、果膠質、藻酸銨、巖藻多糖等多層微纖絲組成,氨基、羧基、硫基等官能團可被靜電吸附或與金屬離子配位形成穩(wěn)定絡合物,因此,藻類作生物吸附劑去除水溶液中重金屬離子效果較好,且干藻相較活藻受金屬離子毒害更小[78?80]。
電鍍廢水種類繁多,成分復雜,每種處理方法均有一定的適用范圍,常用處理技術及其優(yōu)缺點如表3所示。單一的治理方法往往不易達到理想的處理效果和經濟效益,且不同廠區(qū)不同批次的廢水組分和含量也不盡相同,電鍍廢水的治理方法很難實現(xiàn)統(tǒng)一[26,50,81?82]。
表3 含鉻電鍍廢水常用處理技術及其對比Table 3 Comparison of common treatment technologies of electroplating wastewater containing chromium
相對而言,多元優(yōu)化的組合處理技術更有利于相互補充、協(xié)同作用,以深度凈化含鉻廢水,達到最佳的經濟技術指標。生物還原—混凝沉淀—離子交換的三級處理工藝示意圖如圖5所示[64],天然藻類提供電子供體以還原Cr(Ⅵ),調節(jié)pH 使Cr(III)和Fe(III)等金屬陽離子在沉降槽混凝沉淀,褐藻小管藻作為天然陽離子交換劑可以凈化95%的Zn(II),鉻未檢出。此外,光催化?生態(tài)修復法有效降低了高鹽含鉻廢水中的COD 和BOD5質量濃度,提高了Cr(Ⅵ)還原效率并改善了出水水質[83];離子交換?鐵氧體法可回用鉻酐并深度凈化Cr(III)等多種重金屬離子,回用的水資源達到漂洗用水標準;電絮凝?活性炭吸附法為電鍍污泥的安全處置提供了有效方法[52];電絮凝?膜分離法強化了重金屬離子的去除效果[84];化學處理?超濾?反滲透法對混合電鍍廢水適用性強,有利于水資源的再生回用[85];多元組合技術與自動化控制結合有利于提高復雜混合電鍍廢水中金屬的回收率,并有效回用水資源,使工藝流程和設備趨于小型化、模塊化、簡單化,節(jié)省處理成本。
圖5 生物還原—混凝沉淀—離子交換的三級處理工藝示意圖Fig.5 Schematic diagram of three stage treatment processes of biological reduction-coagulation and sedimentation-ion exchange
經過四五十年的持續(xù)發(fā)展,我國電鍍廢水治理先后經過了污染防治、環(huán)境保護、資源回收以及環(huán)境保護、經濟效益和社會效益的有機結合幾個階段,取得了一定成果,但含鉻電鍍廢水的源頭處理、生態(tài)化治理、資源化回收等仍未達到預期目標,還存在一些問題:
1)電鍍工業(yè)園區(qū)倉促籌劃,匆忙投產,未能較好地結合地區(qū)實際,對園區(qū)設計中可能存在的不確定因素缺少充分的調研、論證和調試。
2)含鉻電鍍廢水源頭分類收集、分質處理意識淡薄,混排現(xiàn)象突出,重金屬鉻含量波動明顯,加大了后續(xù)處理難度。
3)物化、化學、生物技術特點突出,缺點明顯,對單一含鉻漂洗水或模擬廢水去除效果較好,對組分復雜的混合廢水處理效果一般。
4)自動化程度偏低,藥劑耗量大,運行成本高,廢水回用率低等問題突出,鉻資源化技術尚未推廣,污泥成分復雜,安全隱患大等。
當前,我國環(huán)境容量小、生態(tài)環(huán)境脆弱、環(huán)境風險高等問題日益凸顯。未來含鉻電鍍廢水防治需要聚焦于污水減量化、有價組分資源化、廢水深度凈化及近零排放。具體措施主要包括如下幾個方面。
1)統(tǒng)籌規(guī)劃電鍍工藝與廢水處理工藝,實現(xiàn)生產和處理的生態(tài)化改造。從源頭上改革電鍍技術,消除和減少污染,積極開發(fā)推廣低濃度、低污染的電鍍工藝;以電鍍工業(yè)園區(qū)建設為契機,發(fā)展源頭減量、過程管控和末端治理相結合的污染防治一體化技術,逐步實現(xiàn)“節(jié)能降耗、綜合利用、減污增效”的電鍍清潔生產目標。
2)采取分類回收—分質回用—深度凈化工藝,確保有毒害物質近零排放。電鍍廢水分類分片回收、分質短流程回用,從源頭控制可極大緩解后續(xù)治理壓力;開發(fā)具有低能耗、抗污染、耐高溫高壓、選擇性強、通用性好、具有特種分離等性能的集成工藝及配套設備,最終實現(xiàn)廢水中有毒害物質的近零排放。
3)通過有價金屬高值化回收—廢水最大化回用—污泥安全處置利用,建立有用組分資源化綜合利用機制。使用可控的電解技術回收再生電鍍槽邊液中的有價鉻資源;發(fā)展具有耐酸堿、耐水浸、易再生等穩(wěn)定化學性質的重金屬鉻吸附材料;研發(fā)具有高選擇性、易于解吸、不易污染的離子交換樹脂,實現(xiàn)鉻酸回收和一水多用、循環(huán)使用的閉路循環(huán)流程;融合自動化控制技術提升藥劑添加、在線監(jiān)測、過程管理等智能化水平;逐步實現(xiàn)金屬離子高值化回收,安全且廣泛地利用污泥,回收回用90%以上水資源。
總體來說,含鉻電鍍廢水的高效率、安全化治理和資源化利用仍是當前及今后發(fā)展的重要課題。加緊電鍍行業(yè)的源頭治理,筑牢含鉻等廢水減量化排放的閘口,強化工藝末端有價組分和水資源的回收回用,向著節(jié)能、高效、無二次污染的清潔生產方向改進,確保含重金屬鉻等有毒有害廢水最終深度凈化與無害化,是解決電鍍廢水污染問題和實現(xiàn)電鍍行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保障,更是實現(xiàn)資源循環(huán)利用和改善生態(tài)環(huán)境質量的必然選擇。