电镀含氰废水处理中试试验研究

周志强，张玉山（厦门溢盛环保科技有限公司，福建 厦门 361101）



电镀含氰废水处理中试试验研究

周志强，张玉山
（厦门溢盛环保科技有限公司，福建 厦门 361101）

摘 要：采用“反渗透+离子交换”为核心的组合工艺对电镀含氰废水进行处理，系统净化后的纯净水回到漂洗槽回用于漂洗，氰化物由于受到膜组件的截留而得到浓缩，浓缩液收集后可回收氰化物。

关键词：电镀含氰废水；反渗透膜；离子交换

含氰废水主要产生于稀有金属冶炼和电镀生产。在众多的镀种中，氰化电镀是常用的镀种之一，主要用于镀锌、镀铅、镀镉、镀铜、镀银、镀金。在含氰废水中，除了含有剧毒的游离氰化物外，尚有铜氰、镉氰、银氰、锌氰等络合离子存在。废水中CN-质量浓度较高，还含有大量的重金属、硫氰酸盐等化合物，对外界水环境污染很严重。氰化物属于剧毒物质，CN-会与人体中高铁细胞色素酶结合，生成氰化高铁细胞色素氧化酶而失去氧的传递功能，在体内引起组织缺氧而窒息［1］。氰化物对人的致死量因人而异，在0.5～3.5mg/kg［2］，对其他小动物、水生生物的致死量更小，严重威胁人、动物、水生生物的生命安全，破坏生态平衡。

由于氰化物强烈的毒性，有关含氰废水的治理一直受到人们的极大重视。目前，见报道的含氰废水处理方法主要有化学氧化（氯碱、二氧化氯、臭氧）、高温水解、电解、离子交换、活性炭吸附、液膜和生物处理等［2］。近年来，作为高科技含氰废水处理技术的膜分离法，由于具有能耗低、无二次污染和可实现污染物资源化等特点而日益受到人们的关注［3］。

膜分离技术是利用膜的选择透过性，对废水中的某些成分进行分离去除的方法。利用膜分离技术对电镀废水处理可达到闭路循环，实现水的回用和重金属的零排放或微排放，大大降低生产成本。膜技术因其净化分离率高、无二次污染，且能回收重金属，是一项很有发展前途的技术。目前，应用于电镀废水处理的膜技术主要有反渗透、超滤、纳滤、电渗析等，效果较好。膜分离作为一项高新技术在电镀行业的镀液及综合废水处理回用方面有着广泛的应用前景［4］。

本文从实际应用角度出发，采用“反渗透 + 离子交换”为核心的组合工艺对厦门某电镀厂电镀含氰废水进行中试试验，考察了其处理效果，为该技术的工程应用提供了参考。

1 材料和方法

1.1 试验废水

试验在厦门某电镀厂进行，试验废水为电镀生产线排放的含氰漂洗水，主要为预镀铜漂洗水和防置换漂洗水。

1.2 工艺流程

该中试试验工艺包括预处理、反渗透膜分离及离子交换三部分，其中，预处理为“超滤 + 活性炭吸附”组合。工艺流程如图1所示。

图1 中试工艺流程

废水输入超滤器经超滤膜分离得透析液，该透析液输入活性炭罐利用活性炭吸附水中的有机物，而后透析液经反渗透膜分离系统分离截留所有的离子得膜透过液和浓缩液，浓缩液进入化学处理站，膜透过液经阴树脂床进行阴离子树脂交换，将残留的微量氰化物从水中置换出来，再经阳树脂床进行阳离子树脂交换，将水中的阳离子交换同时释放出H+，使水中pH为6～8，而后再经混床进行阴阳离子交换，得超纯水，回用于生产线。

1.3 试验方法及分析方法

采用“反渗透 + 离子交换”组合系统进行连续工作，氰化物的检测为进水、反渗透膜浓缩液、离子交换床出水，以考察脱氰效果；pH、电导率的检测为进水、反渗透膜浓缩液、离子交换床出水，以考察回用水水质；通过对反渗透膜前压力、膜进水流量、透过液流量的监测，以考察膜通量的稳定性。

分析方法采用国标法：氰化物采用异烟酸-巴比妥酸分光光度法［5］；pH、电导率采用电极法；反渗透膜前压力采用在线压力表监测；膜进水流量、透过液流量采用在线流量计监测。回用水水质标准见表1。

表1 回用水水质标准

2 结果与讨论

2.1 系统稳定运行后氰化物的去除情况

系统运行稳定后，对不同时段进出水进行氰化物浓度监测，分析系统脱氰效果，如表2、图2所示。

表2 氰化物浓度

图2 系统处理过程中氰化物浓度变化图

由于试验用水为生产线直接排水，每个漂洗槽排放周期不一致，导致进水水质在不同时段波动幅度较大，由此造成进水与膜浓缩液中氰化物浓度产生波动，但从表2、图2中可看出，出水中氰化物浓度的波动远小于膜浓缩液，且保持在低浓度状态。从表2可以看出“反渗透 + 离子交换”组合系统对氰化物的脱除率稳定维持在98%以上，由此可见系统对氰化物的截留效果很好。

2.2 系统稳定运行后脱盐情况

系统运行稳定后，对不同时段进出水进行电导率监测，分析系统脱盐效果，如表3、图3所示。

由表3、图3可以看出来水水质不稳定，导致膜进水和膜浓缩液的电导率出现了一定的起伏，但离子交换床出水电导率稳定维持约在0.06μs/cm，系统脱盐率高达99%以上。试验表明不稳定的来水对出水电导率未造成影响，可见除了膜对脱盐起主导作用外，离子交换床对盐也具有一定的脱除效果，该工序的优化保证了出水的稳定性，使整个处理系统更完整、可靠。

表3 电导率

图3 系统处理过程中电导率变化图

2.3 系统稳定运行后出水pH情况

系统运行稳定后，对不同时段的进出水进行pH监测，分析系统出水是否达回用标准（见表4、图4）。

表4 监测点pH

图4 系统处理过程中pH变化图

由表4、图4可以看出，膜进水与膜浓缩液的pH均为9～10，呈碱性，且两者比较接近，由此可见反渗透膜对降低pH无明显效果。同时由图4、表4可知，采用“反渗透 +离子交换”组合工艺对纯粹膜工艺优化后，出水pH得到很好控制，稳定在7左右，达到了回用水要求，表明该组合工艺的选取确实可行。

2.4 系统稳定运行后膜通量的稳定性情况

采用膜技术处理废水往往造成膜污染，导致膜堵塞，影响处理效果。从本试验的运行情况来看，膜前压力均稳定在0.8MPa，膜进水流量均稳定在41.5LPM，透过液流量均稳定在8LPM。可见，经过3个月的连续运行，反渗透膜元件的通量稳定，未发现明显的膜堵塞。

3 结论

（1）采用“反渗透 + 离子交换”组合工艺系统对氰化物的拦截率高达98%以上，由此表明该系统对氰化物的脱除效果好且稳定，该工艺的设计符合实际生产需求。

（2）系统脱除效果好，出水电阻率稳定在16.9～17.3 MΩ·cm，符合生产纯水水质标准（电阻率≥5MΩ·cm），可直接回用于生产线。

（3）离子交换对水质具有良好的pH调节效果，出水pH稳定于中性，符合生产回用要求。

（4）采用“超滤 + 活性炭吸附”组合工艺作为预处理工艺，在系统设计工况下，反渗透膜的通量稳定，3个月的连续试验未发现明显的膜堵塞。

参考文献：

［1］ 陈华进，李方实.含氰废水处理方法进展［J］.江苏化工，2005，33（1）：39-431.

［2］ 高大明.含氰废水处理技术20年回顾［J］.黄金，2000，21（1）：46- 51.

［3］ Shen Z， Qian G， Wang R. Cyanide removal from wastewater using gas membranes: poilot scale study［J］. Water Environ Res.， 2004， 76 （1）:15-22.

［4］ 薛婧.电镀废水处理技术的研究进展［J］.机械管理开发，2010，25（3）：71-80.

［5］ 国家环保总局编.水和废水监测分析方法［M］.中国环境科学出版社，2002.

中图分类号：X703

文献标志码：A

文章编号：1006-5377（2016）02-0028-03

Experimental Study on Plating Cyanogen-contained Wastewater Treatment

ZHOU Zhi-qiang， ZHANG Yu-shan