離子交換法
離子交換法是利用離子交換劑對(duì)廢水中的有害物質進(jìn)行交換分離，常用的離子交換劑有腐殖酸物質、沸石、離子交換樹脂、離子交換纖維等。離子交換的運行操作包括交換、反洗、再生、清洗四個步驟。
此方法具有操作簡單、可回收利用重金屬、二次污染小等特點，但離子交換劑成(chéng)本，再生劑耗量大。
研究強酸性離子交換樹脂對(duì)含鎳廢水的處理工藝條件及鎳回收方法。結果表明：pH爲6～7有利于強酸性陽離子交換樹脂對(duì)鎳離子的去除。離子交換除鎳的适宜溫度爲30，适宜流速爲15BV/h(即每小時(shí)l5倍樹脂床體積)。适宜的脫附劑爲10%鹽酸，脫附液流速爲2BV/h。前4.6BV脫附液可回用于配制電鍍槽液，平均鎳離子質量濃度達18.8g/L。
Mei.1ingKong等研究了CHS—l樹脂對(duì)cr(VI)的吸附能(néng)力，發(fā)現Cr(VI)在低濃度時(shí)，樹脂的交換吸附率是由液膜擴散和化學(xué)反應控制的。CHS一1樹脂對(duì)Cr(VI)的佳吸附pH爲2～3，在298K下其飽和吸附能(néng)力爲347.22mg/g。CHS一1樹脂可以用5%的氫氧化鈉溶液和5%氯化鈉溶液來洗脫，再生後(hòu)吸附能(néng)力沒(méi)有明顯的下降。
使用钛酸酯偶聯劑將(jiāng)1一Fe203與丙烯酸甲酯共聚，在堿性條件下進(jìn)行水解，制備出磁性弱酸陽離子交換樹脂NDMC一1。
通過(guò)對(duì)重金屬Cu的吸附研究發(fā)現，NDMC—l樹脂粒徑較小、外表面(miàn)積大，因而具有較快的動力學(xué)性能(néng)。
蒸發(fā)濃縮法
蒸發(fā)濃縮法是通過(guò)加熱對(duì)電鍍廢水進(jìn)行蒸發(fā)，使液體濃縮達到回用的效果。一般适用于處理含鉻、銅、銀、鎳等重金屬濃度的廢水，用其處理濃度低的重金屬廢水時(shí)耗能(néng)大，不經(jīng)濟。
在處理電鍍廢水中，蒸發(fā)濃縮法常常與其他方法一起(qǐ)使用，可實現閉路循環，效果不錯，比如常壓蒸發(fā)器與逆流漂洗系統聯合使用。蒸發(fā)濃縮法操作簡單，技術成(chéng)熟，可實現循環利用，但是濃縮後(hòu)的幹固體處置費用大，制約了它的應用，目前一般隻作爲輔助處理手段。
生物處理技術
生物處理法是利用微生物或者植物對(duì)污染物進(jìn)行淨化，該方法運行成(chéng)本低，污泥量少，無二次污染，對(duì)于水量大的低濃度電鍍廢水來說(shuō)是不二之選。生物法主要包括生物絮凝法、生物吸附法、生物化學(xué)法和植物修複法。
1.生物絮凝法
生物絮凝法是一種(zhǒng)利用微生物或微生物産生的代謝物進(jìn)行絮凝沉澱來淨化水質的方法。微生物絮凝劑是一類由微生物産生并分泌到細胞外、具有絮凝活性的代謝物，能(néng)使水中膠體懸浮物相互凝聚、沉澱。
生物絮凝劑與無機絮凝劑和合成(chéng)有機絮凝劑相比，具有處理廢水安無毒、絮凝效果好(hǎo)、不産生二次污染等優點，但其存在活體生物絮凝劑不易保存，生産成(chéng)本等問題，限制了它的實際應用。目前大部分生物絮凝劑還(hái)處在探索研究階段。
生物絮凝劑可以分爲以下三類：
(1) 直接利用微生物細胞作爲絮凝劑，如一些細菌、放線菌、真菌、酵母等。
(2) 利用微生物細胞壁提取物作爲絮凝劑。微生物産生的絮凝物質爲糖蛋白、黏多糖、蛋白質等分子物質，如酵母細胞壁的葡聚糖、-乙酰葡萄糖胺、絲狀真菌細胞壁多糖等都(dōu)可作爲良好(hǎo)的生物絮凝劑。
(3) 利用微生物細胞代謝産物的絮凝劑。代謝産物主要有多糖、蛋白質、脂類及其複合物等。
近年來報道(dào)的生物絮凝劑主要爲多糖類和蛋白質類，前者有ZS一7、ZL—P、H12、DP。152等，後(hòu)者有MBF—W6、NOC—l等。陶穎等]利用假單胞菌Gx4—1胞外聚物制得的絮凝劑對(duì)cr()進(jìn)行了絮凝吸附研究。
其研究結果表明，在适宜條件下Or()的去除率可達51%。研究枯草芽孢杆菌NX一2制備的生物絮凝劑v一聚谷氨酸(T-PGA)對(duì)電鍍廢水的處理效果，實驗證明，T-PGA能(néng)有效地去除Cr3+、Ni等重金屬離子。
2.生物吸附法
生物吸附法是利用生物體自身的化學(xué)結構或成(chéng)分特性來吸附水中的重金屬，然後(hòu)通過(guò)固液分離，從水中分離出重金屬。
可以從溶液中分離出重金屬的生物體及其衍生物都(dōu)叫(jiào)做生物吸附劑。生物吸附劑主要有生物質、細菌、酵母、黴菌、藻類等。該方法成(chéng)本低，吸附和解析速率快，易于回收重金屬，具有選擇性，前景廣闊。
研究各種(zhǒng)因素對(duì)枯草芽胞杆菌吸附電鍍廢水中Cd效果的影響，結果表明：pH爲8、吸附劑用量爲10g/L(濕重)、攪拌轉數爲800r/min、吸附時(shí)間爲10min的條件下，廢水中镉的去除率達93%以上。
吸附镉後(hòu)的枯草芽胞杆菌細胞膨大，色澤變亮，細胞之間相互粘連。Cd2+與細胞表面(miàn)的鈉進(jìn)行了離子交換吸附。
殼聚糖是一種(zhǒng)堿性天然分子多糖，由海洋生物中甲殼動物提取的甲殼素經(jīng)過(guò)脫乙酰基處理而得到，可以有效地去除電鍍廢水中的重金屬離子。
通過(guò)乳化交聯法制備了磁性二氧化矽納米顆粒組成(chéng)的殼聚糖微球，然後(hòu)用乙二胺和縮水甘油基三甲基氯化反應的季铵基團改性，所得生物吸附劑具有很的耐酸性和磁響應。
用它來去除酸性廢水中的cr(VI)，在pH爲2.5、溫度爲25的條件下，大吸附能(néng)力爲233.1mg/g，平衡時(shí)間爲40～120min[取決于初始Cr(VI)的濃度。使用0.3mol/LNaOH和0.3mol/LNaC1的混合液進(jìn)行吸附劑再生，解吸率達到95.6%，因此該生物吸附劑具有很的重複使用性。
3.生物化學(xué)法
生物化學(xué)法是指微生物直接與廢水中的重金屬進(jìn)行化學(xué)反應，使重金屬離子轉化爲不溶性的物質而被(bèi)去除。
從電鍍廢水中篩選分離出3株可以效降解自由氰根的菌種(zhǒng)，在佳條件下可以將(jiāng)80mg/L的CN一去除到0.22mg/L。研究發(fā)現，有許多可以將(jiāng)cr(VI)還(hái)原成(chéng)低毒cr(III)的微生物，如無色杆菌、土壤細菌、芽孢杆菌、脫硫弧菌、腸杆菌、微球菌、硫杆菌、假單胞菌等，其中除了大腸杆菌、芽孢杆菌、硫杆菌、假單胞菌等可以在好(hǎo)氧條件下還(hái)原Cr(VI)，其餘大部分菌種(zhǒng)隻能(néng)在厭氧條件下還(hái)原cr(VI)。
R.S.Laxman等發(fā)現灰色鏈黴菌能(néng)在24～48h内把cr(VI)還(hái)原成(chéng)cr(III)，并能(néng)夠將(jiāng)cr(III)顯著地吸收去除。中科院成(chéng)都(dōu)生物研究所的李福、吳乾菁等從電鍍污泥、廢水及下水道(dào)鐵管内分離篩選出35株菌種(zhǒng)，并獲得了SR系列複合功能(néng)菌，該功能(néng)菌具有效去除Cr(VI)和其他重金屬的功效，并在此基礎上進(jìn)行了工程應用，取得較好(hǎo)的效果。
4.植物修複法
植物修複法是利用植物的吸收、沉澱、富集等作用來處理電鍍廢水中的重金屬和有機物，達到治理污水、修複生态的目的。
該方法對(duì)環境的擾動較少，有利于環境的改善，而且處理成(chéng)本低。人工濕地在這(zhè)方面(miàn)起(qǐ)著(zhe)重要的作用，是一種(zhǒng)發(fā)展前景廣闊的處理方法。
李氏禾是一種(zhǒng)可富集金屬的水生植物，在去除水中重金屬方面(miàn)具有很大的。在人工濕地種(zhǒng)植了李氏禾，用以處理含鉻、銅、鎳的電鍍廢水，使它們的含量分别降低了84.4%、97.1%和94_3%。當水力負荷小于0.3m/(m2·d1時(shí)，出水中的重金屬濃度符合電鍍污染物排放标準的要求;當進(jìn)水鉻、銅和鎳的濃度爲5、10和8mg/L時(shí)，仍能(néng)達标排放。
可見用李氏禾處理中低濃度的電鍍廢水是可行的。質量平衡表明，鉻、銅和鎳大部分保留在人工濕地系統的沉積物中。
吸附法
吸附法是利用比表面(miàn)積大的多孔性材料來吸附電鍍廢水中的重金屬和有機污染物，從而達到污水處理的效果。
活性炭是使用早、廣的吸附劑，可以吸附多種(zhǒng)重金屬，吸附容量大，但是活性炭價格昂貴，使用壽命短，需要再生且再生費用不低。一些天然廉價材料，如沸石、橄榄石、嶺土、矽藻土等，也具有較好(hǎo)的吸附能(néng)力，但由于各種(zhǒng)原因，幾乎沒(méi)有得到工程應用。
以沸石作爲吸附劑處理電鍍廢水，發(fā)現在靜态條件下，沸石對(duì)鎳、銅和鋅的吸附容量分别達到5.9、4.8和2.7mg/g.先以磁性生物炭去除電鍍廢水中的Cr(vI)，
然後(hòu)通過(guò)外部磁場分離，使得cr(VI)的去除率達到97.11%。而在10rain的磁選後(hòu)，濁度由4075NTU降至21.8NTU。其研究還(hái)證實了吸附過(guò)程後(hòu)，磁性生物炭仍保留原來的磁分離性能(néng)。近年來又研制開(kāi)發(fā)了一些新型吸附材料，如文中提到的生物吸附劑以及納米材料吸附劑。
納米技術是指在1～100nm尺度上研究和應用原子、分子現象，由此發(fā)展起(qǐ)來的多學(xué)科交叉、基礎研究與應用緊密聯系的科學(xué)技術。納米顆粒由于具有常規顆粒所不具備的納米效應，因而具有更的催化活性。
納米材料的表面(miàn)效應使其具有的表面(miàn)活性、表面(miàn)能(néng)和的比表面(miàn)積，所以納米材料在制備性能(néng)吸附劑方面(miàn)表現出巨大的。雷立等l采用溫和水熱法一步快速合成(chéng)了钛酸鹽納米管(TNTs)，并應用于對(duì)水中重金屬離子Pb(II)、cd(II)和Cr(III)的吸附。
結果表明：pH=5時(shí)，初始濃度分别爲200、100和50mg/L的Pb(II)、Cd(II)和Cr(III)在TNTs上的平衡吸附量分别爲513.04、212.46和66.35mg/L，吸附性能(néng)優于傳統吸附材料。納米技術作爲一種(zhǒng)效、節能(néng)環保的新型處理技術，得到人們的廣泛認同，具有很大的發(fā)展。
光催化技術
光催化處理技術具有選擇性小、處理效率、降解産物徹底、無二次污染等特點。
光催化的是光催化劑，常用的有TiO2、ZnO、WO3、SrTiO3、SnO2和Fe2O3。其中TiO2具有化學(xué)穩定性好(hǎo)、無毒、兼具氧化和還(hái)原作用等諸多特點。TiO：在受到一定能(néng)量的光照時(shí)會(huì)發(fā)生電子躍遷，産生電子一空穴對(duì)。
光生電子可以直接還(hái)原電鍍廢水中的金屬離子，而空穴能(néng)將(jiāng)水分子氧化成(chéng)具有強氧化性的OH自由基，從而把很多難降解的有機物氧化成(chéng)爲COz、H：0等無機物，被(bèi)認爲是有前途、有效的水處理方法之一。
以懸浮态的TiO2爲催化劑，在紫外光的作用下對(duì)絡合銅廢水進(jìn)行光催化反應。結果表明：當TiO2投加量爲2g/L，廢水pH=4時(shí)，在300W壓汞燈照射下，載入60mL/min的空氣反應40rain，對(duì)120mg/LEDTA絡合銅廢水中Cu(II)與COD的去除率分别達到96.56%和57.67%。實施了“物化一光催化一膜”處理電鍍廢水的工程實例，出水COD去除率達到70%以上，同時(shí)TiO2光催化劑可重複使用。
膜法的引入可大大提水質，使處理後(hòu)水質達到中水回用标準，提了電鍍廢水的資源化利用率，回用率達到85%以上，大大節約了成(chéng)本。然而光催化技術在實際應用中受到了很多的限制，如重金屬離子在光催化劑表面(miàn)的吸附率低，催化劑的載體不成(chéng)熟，遇到色度大的廢水時(shí)處理效果大幅下降，等等。不過(guò)光催化技術作爲效、節能(néng)、清潔的處理技術，將(jiāng)會(huì)有很大的應用前景。
重金屬捕集劑
重金屬捕集劑又叫(jiào)重金屬螯合劑，它能(néng)與廢水中的大部分重金屬離子産生強烈的螯合作用，生成(chéng)的分子螯合鹽不溶于水，通過(guò)分離就(jiù)可以去除廢水中的重金屬離子。
重金屬捕集劑處理後(hòu)的重金屬廢水中剩餘的重金屬離子濃度大部分都(dōu)能(néng)達到國(guó)家排放标準。以二硫代氨基甲酸鹽重金屬離子捕集劑XMT探讨了不同因素對(duì)Cu的捕集效果，對(duì)Cu去除率在99%以上，出水Cu濃度小于0.05mg/L，出水遠低于GB21900-2008的“表3”标準。
選取3種(zhǒng)市售重金屬捕集劑對(duì)實際電鍍廢水中的Cu2+、Zn2+、Ni進(jìn)行同步深度處理，發(fā)現三聚硫氰酸三鈉(簡稱TMT)對(duì)Cu的去除效果爲顯著，投加量少且效果穩定，但對(duì)Ni的去除效果較差。甲基取代的二硫代氨基甲酸鈉(以Me2DTC表示)的适用性強，對(duì)3種(zhǒng)重金屬離子均具有良好(hǎo)的去除效果，可達到GB21900-2008中的“表3”排放标準，且在DH=9.70時(shí)處理效果佳。至于乙基取代的二硫代氨基甲酸鈉(Et2DTC)，對(duì)Ni的去除效果不佳。
重金屬捕集劑因效、低能(néng)、處理費用相對(duì)較低等特點而有很大的實用性。
結語
電鍍廢水成(chéng)分複雜，應盡量分工段處理。在選擇處理方法時(shí)，應充分考慮各種(zhǒng)方法的優缺點，加強各種(zhǒng)水處理技術的綜合應用，形成(chéng)組合工藝，揚長(cháng)避短。
重金屬具有很大的回收且毒性大，在電鍍廢水處理過(guò)程中應多使用重金屬回收利用的工藝，盡可能(néng)地減少排放。
基于化學(xué)沉澱法污泥産量大，電化學(xué)法能(néng)耗，膜分離技術的膜組件造價且易受污染等諸多問題，就(jiù)現有電鍍廢水處理技術而言，應向(xiàng)著(zhe)節能(néng)、效、無二次污染的方向(xiàng)改進(jìn)。
同時(shí)可與計算機技術相結合，實現智能(néng)化控制。還(hái)可結合材料學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科，開(kāi)發(fā)出更适合處理電鍍廢水的新型材料。
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