电镀教程-(18)电镀废物处理及回收

       电镀废物含有很多对生物具有严重毒害性,若未加处里,任意排放,将构成生态 环境极为严重破坏电镀废物的主要来源有:
1.亲清洗排放之废水;虽污染物含浪量较低,但因排放量很大,故不可以忽视o
2.废弃溶液.电镀液.清洁液等失去效用时,无法再生,更兴新或补充后再加以使用时,必须废弃o
3.电镀过程中之无意排放物,如渗漏.溅出等o
4.二次污染物:排放处理后留下之污泥沉淀物o

       电镀废物处理的方式有两种,一是将废物回收(recovery)再使用,另一种是销毁 (desyruction)将有毒废物处理转化成合乎法规之废物拋弃o

＜１８．１＞ 电镀废水处理

         电镀废水一般可分成落铬系废水.氰系废水及重金属废水.酸碱废水等,其处理 方法有很多,通常以化学沉淀法最为经济可行o但从成本之观点,则以厂内改善及 回收为最有利策o

＜１８．２＞　铬系废水处

铬系废水处里,有二种方式,一种是用化学方法将六价铬还原成三价铬,另一种 是将铬酸回收o其主要方法如下:

         (1) 化学沉淀法 : 用硫酸亚铁(FeSO4 . 7H2O).亚硫酸氢钠(NaHSO3).及二氧化

         硫等将Cr^+6还原成Cr^+3 o其反应式为

         1.  硫酸亚铁

         2H2CrO4+6FeSO4.7H2O+6H2SO4 <---> Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+50H2O

         Na2Cr2O7+6FeSO4.7H2O+7H2SO4 <---> Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+Na2SO4+49H2O

         2.  亚硫酸氢钠

         NaHSO3 <---> Na^+ + HSO3^-

         HSO^3- + H2O <---> H3SO3 + OH^-

         2H2CrO4+3H2SO3 <---> Cr2(CO4)3+5H2O

         3.  二氧化硫

         SO2+H2O<--->H2SO3

         2CrO3+3H2SO3<--->Cr2(SO4)3+3H2O

         2H2CrO4+3SO2<--->Cr2(SO4)3+2H2O

         (2) 回收法

         1.  蒸发浓缩回收

         2.  离子交换去除Cr^+3及Cr^+6或回收铬酸

＜１８．３＞ 重金属废水处理　

重金属废水处理最经济而简单的处理方法为化学沉淀,就是加入石灰提高废水　 之PH,使重金属离子变成氢氧化物沉淀去除O重金属离子之沉淀作用与PH的关系如 下表所示:

         重金属离子                  适合沉淀之PH              最佳沉淀之PH

         Fe^+3,Sn^+2,Al^+2                 4                          7

         Cu^+2,Zn^+2,Cr^+3,Be^+2           6                          9

         Fe^+2                             7                         10

         Cd^+2,Ni^+2,Co^+2,Cu^+2(浓)       8                         11

         Ag^+,Mn^+2,Hg^+                   9                         12

         (铅可加苏打灰,水可加Na2S改善沉淀效果o)

除化学沉淀法外,还有离子交换法及氧化还原置换法及去除重金属离子o离子交换 法是用不同离子交换树脂回收不同金属o氧化还原置换法是利用不同金属氧化还原 电动势之差异将重金属离子置换沉积,例如

                  Cu^++ + Fe<--->Cu(下降) + Fe^++

         此法适用于含铜量多之电镀废水用废铁屑将铜析出回收铜O

＜１８．４＞　氰系废水处理

氰系废水处理方法有:

         (1)化学沉淀法     (5)铬酸废液氧化法

         (2)离子交换法     (6)绀青法

         (3)臭氧氧化法     (7)生物处理法

         (4)电解氧化法     (8)静置于池塘法

(1)化学沉淀法是用氯气.次氯酸钠漂白粉做氧化剂加上碱NaOH为主o其氧化反应如 下:

         1.氯气

         NaCN+Cl2<--->CNCl+NaCl

         CNCl+2NaOH<--->NaCNO+NACl+H2O

         NaCNO+4NaOH+3Cl2<--->6NaCl+2CO2+N2+H2O

         2.次氯酸钠NaClO

         NaCN+NaClO=NaCNO+NaCl

         2NaCNO+3NaClO+2NaOH=2Na2CO3+N2+3NaCl+H2O

         3.漂白粉:Ca(OCl)2(强力).CaOCl2(普通)

         2NaCN+Ca(OCl)2=2NaCNO+CaCl2

         4NaCNO+3Ca(OCl)2+H2O=2N2+2Ca(HHCO3)2+CaCl2+4NaCl

         NaCN+CaOCl2=NaCNO+CaCl2

         2NaCON+3CaOCl2+H2O=N2+Ca(HCO3)2+2CaCl2+2NaCl

(2)离子交换法:用离子交换树脂去除CN^-

(3)臭氧(O3)氧化法,其反应式如下:

　       CN + O3 = NO^- + O2

         2CNO + 3O3 + H2O = 2HCO3^- + N2 + 3O2

(4)电解氧化法:用不锈钢做阳极,阴极为槽本身,电流密度4A/dm^2,阳极面积为阴 极面积4倍时效率最高,温度50C至90C,其阳极反应式如下:

         CN^- + 2OH^- = CNO^- + H2O + e^-

         2CNO^- + 4OH^- =2CO2 + N2 + 2H2O + 6e^-

         CHO^- + 2H2O = NH4^- + CO3^-

(5)铬酸废液氧化法:利用电度工厂之含有Cr^+6废液氧化CN^-,Cu^++作为催化剂, 其反应式如下:

      2Cr^+6 + 6CN^- + 6H2O ===(Cu^++)=== 2Cr^+3 + 3(CONH2)2

         但CN^-及Cr^+6无法完全去除,仍需加氯氧化CN^-,加还原剂还原Cr^+6的处理o

(6)绀青法:氰化物能与某些金属离子(Ni^++,Fe^++)形成毒性较低之错盐沉淀去之 o其反应式如下:

         6NaCN + FeSO4 = Na4[Fe(CN6)] + Na2SO4

         3Na4[Fe(CN6)] + 2Fe2(SO4)3 = Fe4[Fe(CN)6]3 (沉淀) + 6Na2SO4

         此法会产生大量污泥及会被阳光再行分解出CN^-

(7)生物处理法:CN^-经微生物分解成酸使CN^-浓度低于毒害成度,微生物需先经 过驯化o

(8)池塘静置法:风曝气法将CN^-氧化,需扩大用地,及污染地下水之危险的缺点o

＜１８．５＞ 酸碱废水处理

酸咸废水通常来自洗净用水及处理过程所用溶液,一般酸咸废水可用中和法使废之 pH值达到流放标准而排放o

＜１８．６＞ 污泥之处理

电镀废液之污泥来源主要是重金属之氧气化物及少量之悬浮固体,其中成份大部 份是无机化合物,故亦称化学污泥,其处理流程如下:

                  沉淀－>浓缩浮除－>脱水－>干燥－>焚化－>拋弃

         (1)沉淀:添加中和剂调整PH值在9 -- 10,及添加助凝剂以加速沉淀速率o

         (2)浓缩:减少污泥的体积提高脱水之效率及经济性,其方式有重力浓缩,真空浮除与压力浮除o

         (3)脱水:其方法有真空过滤.加压过滤及离心过滤o

         (4)脱水:其方法有真空干燥及空气干造法o

         (5)焚化:要注意防止第二次污染的发生o

         (6)拋弃为污最终处置,其方法有深井掩埋.废坑掩埋.及水泥固化法o独性较大之重金属污染如镉则以水泥固化法较为安全o其它方法还有填池或海洋拋弃o

＜１８．７＞ 回收
回收的主要考虑因素为:
(1)经济性.节省原料.废液处理.污泥及废物处置的费用o
(2)减小废液处理量o
(3)减少污泥量o

回收的方式有三种,一为回收再使用法（concentrate return methods）.回 收不再使用法（non-return methods）及再生法（regeneration）.或再循环（ ’recycling）o 回收可经由下列方法达成:
(1)蒸发（evaporation）                      (4)离子交换（ion exchange）
(2)反渗透（reverse osmosis）                (5)蒸馏法（distillation）
(3)电析法（electrodialysis）

＜１８．８＞ 废物处理专利文献资料:（美国专利编号）

          4569686  4600513  4564464  4607592  4563199

          4565553  4620858  4565676  4574005

＜１８．９＞ 废物处理有关之期刊论文:（金属表面技术杂志)

      编号            论         文         题         目          期             页

         1.       李锦地所长谈电镀废水处理听后记                   71期        48页

         2.       废水中微量重金属的分离去除法                     16期        25页

         3.       工业废水之处理与再用                             16期        15页

         4.       电镀废水处理                                     34期        17页

         5.       铝阳极处理废水问题                              108期        70页

         6.       FMC建议过氧化氢可以管理线中之污水                39期        45页