混凝吸附法處理電鍍廢水

李金 雄師波

摘要：電鍍廢水是一種重污染性、排放量大的污水，隨著水資源短缺，電鍍行業(yè)規(guī)模擴(kuò)大，污染物排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格，迫切要求電鍍廢水的治理和循環(huán)利用。本文著重闡述了處理電鍍廢水的混凝機(jī)理和水處理劑。

關(guān)鍵詞：電鍍廢水；混凝；水處理劑

一、概況

電鍍是利用化學(xué)和電化學(xué)方法在金屬或在其它材料表面鍍上各種金屬。電鍍技術(shù)廣泛應(yīng)用于機(jī)器制造、電子等行業(yè)。電鍍過(guò)程由于使用了大量強(qiáng)酸、堿、重金屬溶液等有毒有害化學(xué)品，因而是我國(guó)重污染性工業(yè)行業(yè)之一。隨著電鍍行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，大幅提高了污染物排放的控制要求；水資源短缺也要求水的循環(huán)利用，因此企業(yè)需采用更先進(jìn)的工藝、更清潔的生產(chǎn)技術(shù)和更有效的污染治理措施才能適應(yīng)新形式下我國(guó)電鍍產(chǎn)業(yè)的發(fā)展政策。

二、混凝機(jī)理

（一）壓縮雙電層

膠團(tuán)雙電層[1]的構(gòu)造決定了在膠粒表面處反離子的濃度最大，隨著膠粒表面向外的距離越大則反離子濃度越低，最終與溶液中離子濃度相等。當(dāng)向溶液中投加電解質(zhì)，使溶液中離子濃度增高，則擴(kuò)散層的厚度減小。當(dāng)兩個(gè)膠?；ハ嘟咏鼤r(shí)，由于擴(kuò)散層厚度減小，ξ電位降低，斥力減小，即溶液中離子濃度高的膠間斥力比離子濃度低的要小。膠粒間的吸力不受水相組成的影響，但由于擴(kuò)散層減薄，它們相撞時(shí)的距離減小，相互間的吸力增大?？梢?jiàn)其排斥與吸引的合力由斥力為主變成以吸力為主（排斥勢(shì)能消失），膠粒得以迅速凝聚。

（二）吸附電中和

吸附電中和作用指粒表面對(duì)異號(hào)離子，異號(hào)膠?；蜴湢铍x分子帶異號(hào)電荷的部位有強(qiáng)烈的吸附作用，由于這種吸附作用中和了它的部分電荷，減少了靜電斥力，因而容易與其它顆粒接近而互相吸附。

（三）吸附架橋作用

吸附架橋作用機(jī)理主要是指高分子物質(zhì)與膠粒的吸附與橋連?？梢岳斫獬蓛蓚€(gè)大的同號(hào)膠粒中間由于有一個(gè)異號(hào)膠粒而連接在一起。高分子絮凝劑具有線性結(jié)構(gòu)，擁有能與膠粒表面某些部位起作用的化學(xué)基團(tuán)，當(dāng)高聚合物與膠粒接觸時(shí)，基團(tuán)能與膠粒表面產(chǎn)生特殊的反應(yīng)而相互吸附，而高聚合物分子的其余部分則伸展在溶液中，可以與另一個(gè)表面有空位的膠粒吸附，這樣聚合物就起了架橋連接的作用。

（四）沉淀物網(wǎng)捕機(jī)理

當(dāng)金屬鹽（如硫酸鋁或氯化鐵）或金屬氧化物和氫氧化物（如石灰）作凝聚劑時(shí)，當(dāng)投加量大得足以迅速沉淀金屬氫氧化物或金屬碳酸鹽時(shí)，水中的膠?？杀贿@些沉淀物在形成時(shí)所網(wǎng)捕。當(dāng)沉淀物是帶正電荷在中性和酸性pH范圍內(nèi)時(shí)，沉淀速度可因溶液中存在陰離子而加快。此外水中膠粒本身可作為這些金屬氧氧化物沉淀物形成的核心，所以凝聚劑最佳投加量與被除去物質(zhì)的濃度成反比，即膠粒越多，金屬凝聚劑投加量越少。

三、混凝劑

（一）聚丙烯酰胺（PAM）

PAM是一種線型高分子聚合物，易溶于水，幾乎不溶于苯、乙醚、酯類、丙酮等一般有機(jī)溶劑，其水溶液幾近透明的粘稠液體，屬非危險(xiǎn)品，無(wú)毒、無(wú)腐蝕性，固體PAM有吸濕性，PAM在應(yīng)力作用下表現(xiàn)出非牛頓流動(dòng)性：

（1）由于其具有極性基因—酰胺基，易于借其氫健的作用在泥沙顆粒表面吸附；

（2）因其有很長(zhǎng)的分子鏈，大數(shù)量級(jí)的長(zhǎng)鏈在水中有巨大的吸附表面積，故絮凝作用好，能利用長(zhǎng)鏈在顆粒之間架橋，形成大顆粒的絮凝體，加速沉降；

（3）借助于聚丙烯酰胺的絮凝——助凝，在凈水處理的泥凝過(guò)程中可能發(fā)生雙電離壓縮，使顆粒聚集穩(wěn)定性降低；

（4）由于分子鏈固定在不同顆粒的表面上，各個(gè)固相顆粒之間形成聚合橋。

（二）殼聚糖

殼聚糖分子中含有大量的氨基和羥基，因此可發(fā)生水解、羥甲基化、磺化、氧化、絡(luò)合、縮合等反應(yīng)，從而使化學(xué)改性易于進(jìn)行。改性的結(jié)果可使殼聚糖變?yōu)樗苄晕镔|(zhì)，廣泛應(yīng)用于有效分離廢水中的膠體和分散劑、回收蛋白質(zhì)、凈化飲用水、處理飲料、回收金屬等領(lǐng)域。

殼聚糖是一種白色無(wú)定型、半透明的片狀固體，不溶于水和有機(jī)溶劑，可溶于稀酸（如甲酸、乙酸、鹽酸），但在強(qiáng)酸中溶解，分子會(huì)發(fā)生降解。殼聚糖是直鏈型的高分子聚合物，由于分子中存在游離氨基，在稀酸溶液中被質(zhì)子化，從而使殼聚糖分子鏈上帶有大量正電荷，成為一種典型的陽(yáng)離子絮凝劑，它兼有電中和絮凝和吸附絮凝的雙重作用，即高分子鏈上的陽(yáng)離子活性基團(tuán)與帶負(fù)電荷的膠體微粒相互吸引，降低中和膠體微粒的表面電荷，同時(shí)壓縮了微粒的擴(kuò)散層而使膠體微粒脫穩(wěn)，并借助高分子鏈的吸附黏結(jié)和架橋作用而產(chǎn)生絮凝沉降[2]。

由于廢水當(dāng)中會(huì)存在一些微小的膠體和無(wú)機(jī)顆粒物，當(dāng)用混凝處理無(wú)法去除這些微小的細(xì)顆粒時(shí)，經(jīng)常會(huì)用吸附劑來(lái)去除這些污染物。

（三）吸附劑

1、吸附作用機(jī)理

吸附法處理電鍍廢水是利用吸附劑的獨(dú)特結(jié)構(gòu)去除廢水中的重金屬離子。吸附法因其操作簡(jiǎn)單、投資少、處理效果好而越來(lái)越受到重視[3]。當(dāng)吸附質(zhì)到其表面后，表面張力減小。從而能有效地從氣體或液體中吸附其中某些成分的固體物質(zhì)。

2、吸附類型：

（1）物理吸附：吸附劑和吸附質(zhì)之間的分子引力產(chǎn)生的吸附。

（2）化學(xué)吸附：吸附劑與吸附質(zhì)之間由于化學(xué)鍵力發(fā)生了化學(xué)作用。

（3）離子交換吸附：靠靜電引力吸附質(zhì)離子聚集在吸附劑表面的帶電點(diǎn)上，同時(shí)放出等當(dāng)量的同號(hào)離子。

3、活性炭

活性炭是一種黑色粉狀，粒狀或丸狀的無(wú)定形具有多孔的碳，主要成分為碳，具有較大的表面積，有很強(qiáng)的吸附性能，能在它的表面上吸附氣體、液體或膠態(tài)固體；對(duì)于氣體、液體，吸附物質(zhì)的質(zhì)量可接近于活性炭本身的質(zhì)量。

四、結(jié)論

在新的產(chǎn)業(yè)政策形勢(shì)下，只有不斷借助創(chuàng)新的技術(shù)工藝，改革處理工藝，采用以上的這3種水處理劑按照一定的比例進(jìn)行混合來(lái)制取復(fù)合型絮凝劑，它能克服使用單一絮凝劑的許多不足，適應(yīng)范圍廣，對(duì)低濃度或高濃度水質(zhì)、有色廢水、多種工業(yè)廢水都有良好的凈水效果，脫污泥性好，pH使用范圍大。才能適應(yīng)新形式下國(guó)家環(huán)境保護(hù)政策對(duì)電鍍產(chǎn)業(yè)的要求，實(shí)現(xiàn)電鍍行業(yè)的發(fā)展壯大。

參考文獻(xiàn)：

[1]李道榮.水處理概論[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[2]孫小平，楊守?zé)?，張?殼聚糖絮凝劑在廢水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].科技信息， 2008，18：375-376.

[3]王亞?wèn)|，張林生.電鍍廢水處理技術(shù)的研究進(jìn)展.安全與環(huán)境工程，2008，15 （3）.