1. 电镀厂的废料处理有几种处理价格是多少不是怎么做出来的!
包装印刷 包装印刷( package printing),以各种包装材料为主要产品的印刷。
包装
packaging
盛装商品的容器或包扎、装盛、打包、装潢等作业过程。包装是商品生产过程在流通过程中的继续,是商品进入流通、消费领域不可缺少的条件。包装的作用有以下几个方面:①实现商品价值和使用价值,并是增加商品价值的一种手段;②保护商品,免受日晒、风吹、雨淋、灰尘沾染等自然因素的侵袭,防止挥发、渗漏、溶化、沾污、碰撞、挤压、散失以及盗窃等损失;③给流通环节贮、运、调、销带来方便,如装卸、盘点、码垛、发货、收货、转运、销售计数等;④美化商品、吸引顾客,有利于促销。
包装是指设计并生产容器或包扎物的一系列活动。包装作为国民经济的配套服务行业,伴随着中国社会主义建设不断发展壮大,特别是改革开放以来,在社会主义市场经济体制下,包装行业得以迅速发展,正在形成一个以纸、塑料、金属、玻璃、印刷、机械为主要构成,拥有一定现代化技术与装备,门类较齐全的现代工业体系。
中国包装行业已用20多年的时间,走完了发达国家近40年来的发展路程,基本上改变了“一流产品,二流包装,三流价格”的局面。包装行业已从一个分散落后的行业,发展成一个拥有一定现代技术装备、分类比较齐全的完整工业体系。当今包装工业发展的显著特点是包装市场的国际化、包装业发展的全球化、各国包装业发展的相互关联及依存程度也越来越大。
走进商场,几乎任何人都明白什么是包装。可一旦从事包装设计,却免不了常常被眼花缭乱的商品品牌、五花八门的包装形式加上七嘴八舌的“忠告”弄的把不住主脉。尽管各个国家对包装的定义都下了简洁明了的条文,如美国为:包装是为产品的运出和销售所作的准备行为。英国为:包装是为货物的运输和销售所作的艺术、科学和技术上的准备工作。加拿大认为包装是将产品由供应者送达顾客或消费者手中而能保持产品完好状态的工具。我国早就对包装下过定义:为在流通过程中保护产品,方便储运,促进销售的辅助物等的总称。
包装印刷 - 色彩调配
包装印刷
如果将包装印刷装潢设计的色彩再经过充分地构思,从三原色的黄、品红、青到三间色的红、绿、蓝、再到四复色的紫红、古铜、橄榄绿、黑,就能够组合成一新的表现形式,就像人们已熟知的如果将不同的油墨颜色色调(色相)、不同的油墨明度和不同的油墨颜色彩度组合调配在一起,也一样会给人一种美的柔和而和谐的感受。
纵观国内外包装印刷油墨色卡所选用的颜色,除三原色外,绝大多数是复合色,复(合)色的调配本身就是一门色彩科学,配制的包装印刷颜色最终还是用我们的目测去审定其效果,好、差和优劣。运用包装印刷的装潢色彩给我们所需要的商品,装饰出琳琅满目色彩、不断调整工作、生活环境,会给人良性的刺激, 有利于工作、生活质量的提高。
同一环境的商品包装装潢并存着几个颜色,所以色彩之间的协调始终是我们研究不完的课题。如互补的(红和绿)颜色(两种色相加等于白色),有时配不好会给人以俗气的感觉,调配得好,会给人以强烈和醒目的感觉。浅黄色配红棕色,会因黄红之间的颜色接近,色调相近给人以和谐的美。还有深绿色与浅绿色相 配合,颜色清新又刺眼。采用消色与彩色同时搭配的方法,给人以明快的感觉,又保护眼力。红、白、蓝三个色相同时出现在一个包装上,给人感受的是:红得热 烈,白得纯洁,蓝得庄重,体现一种商品物资的美。
尽管我国早在20世纪50年代就已制订了中国颜色色谱,并在56个企业4000多个品种归纳为现统一的P、T、A、W、Z等五大类型的86个印刷油墨,并相继制订了29项检测标准。加之各个包装印刷油墨厂的印刷油墨色卡在各包装印刷企业宣传和散发,作为一个包装印刷及印刷油墨设计者和工作者不应 局限于已有的油墨色卡和色相范围,可经常通过运用孟塞尔颜色图中国颜色体系实物样册和电子计算机配色结合起来,去逐步满足用户日益提出的不同要求的目的。
印刷
印刷 printing:Graphic Arts/Graphic Communication
使用印版或其它方式将原稿上的图文信息转移到承印物上的工艺技术。
印刷术是我国古代的四大发明之一。它和指南针、火药、造纸共称为中国古代的四大发明。
把文字刻在陶器上的图片
印刷术的发明,是我国古代劳动人民智慧的代表,它对人类文明的贡献是不可估量的。因此,有人把印刷术称为"文明之母",这是再恰当不过了。
那么,究竟什么是印刷呢?
就字面意义而言,着有痕迹谓之印,涂擦谓之刷。用刷涂擦而使有痕迹着于其他物体,谓之印刷。简而言之,印刷就是生产印刷物的工业。印刷物的生产,与印章类似。先刻印章(版),后使印章(版)沾着上印油,再将印章(版)上的印油转移于纸、帛、皮等承印物上,即成印刷品。
树皮布印花图片
就科学观点而言,凡在物体上(狭义的仅就纸张而言)着有痕迹,而该痕迹(经多量复制)能对光的照射发生反射或吸收作用,透过人眼,使人的视觉神经辨识出该痕迹的形状与色调,谓之印刷。
就文化观点而言,印刷是表达及流传人类思想的一种方法。 中国古代印刷,系以毛刷醮墨涂布于印版之上,覆纸于版面,再用另一干毛刷在纸背轻刷之,则版上凸起的反向文字印墨,即在纸上印为正向文字墨印,因一刷即得一印,故称印刷。
就一般而言,印刷乃是以直接或间接方法,将图像或文字原稿制为印版,在版上涂以色料印墨,经加压将色料印墨转移于纸张或其他承印物上,而迅速大量复制的一种工业工程。
甲骨文图片
现在早已不用刷印,甚至有无需加压,即能印出复制品来的印刷方法。
中国的印刷术,源远流长,传播广远。它是中华文化的重要组成;它随中华文化的诞生萌芽,随中华文化的发展演进。如果从其源头算起,迄今已经历了源头、古代、近代、当代四个历史时期,长达五千余年的发展历程。早期,人们为了记载事件、传播经验和知识,创造了早期的文字符号,并寻求记载这些字符的媒介。由于受当时生产手段的限制,人们只能用自然物体来记载文字符号。例如,把文字刻、写在岩壁、树叶、兽骨、石块、树皮等自然材料上。由于记载文字的材料十分昂贵,因此,只能将重要事件做简要记载。大多数人的经验,只能靠口头进行传播,这严重影响着社会文化的发展。
印章图片
印刷术的发明,大大改变了这种面貌,人们积累的经验可以写成文字,进行大批量的复制、传播,这就是社会的文化面貌发生了巨大的变化,从而使更多的人有了读书的机会。
随着时间的推移和社会文化事业的发展进程,在中国新石器时期出现、并用于文字符号和图案的刻划、拍印,以及树皮布印花工艺的手工雕刻技术,逐渐由简陋、粗糙的刻划,向复杂、精致、规范的镌刻方向发展。到公元前十一世纪以前的商殷时期,已用于甲骨文字的雕刻了。到了西周,镌刻技术与古老的冶炼技术相结合,出现和发展了铸造或镌刻文字的青铜器皿。东周迄秦,石刻之风日益盛行,使得这一古老的手工雕刻技术从量和质两方面都得到飞跃性进展,并开印章盖印之先河。对中国文化事业的发展作出了重要贡献。同时,也为手工雕刻技术的进一步发展和完善,创造了机会和条件。秦汉以来的盖印封泥、模印砖瓦,属于手工雕刻应用领域的扩展和转印复制术的广泛应用。至于尔后出现的拓印术和进一步发展了的织物印刷,那实质上已经是雏形中的印刷术了。
印刷大致可分为四种基本类别:(a)凸版印刷;(b)凹版印刷;(c)平版印刷;(d)孔版印刷。
凸版印刷是一种最古老的印刷方法。它是使用具有凸起表面的凸版进行印刷的。印刷时,油墨涂在字模的表面,然后压印到纸张上,字模表面的油墨就转移到了纸张表面,形成一个印迹。手排印刷、莱诺整行铸排机印刷、铅版印刷、电版印刷和照相凸版印刷都属于凸版印刷。
凹版印刷是通过手工或机械雕刻把线划刻去,使印刷版形成一个凹下去的字或图像的一种印刷方法。印刷时,首先把线划或凹槽用油墨填充,再用准备好的纸张压在其上,纸张把油墨粘走,形成印迹。蚀刻、针刻和照相凹版都属于凹版印刷。
平版印刷有时也叫化学印刷,意思是说印刷图像与印刷版位于同一平面上。它是基于“油水不相混”的原理实现印刷的。此印刷类型是通过机械或手工把图像呈在石头或金属表面,然后对该表面进行化学处理使得图像部分亲墨,而其他空白部分不亲墨。印刷时,只有亲墨的图像部分转移到纸张上,形成印迹。照相版印刷、影印石版和胶印都属于平版印刷。
孔版印刷包括誊写版、镂孔花版、喷花和丝网印刷等。孔版印刷的原理是:印版(纸膜版或其它版的版基上制作出可通过油墨的孔眼)在印刷时,通过一定的压力使油墨通过孔版的孔眼转移到承印物(纸张、陶瓷等)上,形成图象或文字。誊写版印刷为最简便的孔版印刷,始于19世纪末期。这种印刷是在特制的蜡纸上,通过打字机或铁笔制成蜡纸图文版,在蜡纸版上用油墨辊进行印刷,承印物上就可得到理想的印刷效果。在孔版印刷中,应用最广泛的是丝网印刷。
现代丝网印刷不但在技术上与其他三种印刷类型不同,而且是四种印刷类型中适用范围最广的一种。它的印刷对象可以是纸张、纸板、木质品、塑料、纺织品、陶瓷制品、金属、毛皮和后几种材料的合成材料。它不但可用于印刷平面的物体,而且可以印刷圆形、凸形、凹形及不规则形状物体。正因如此,丝网印刷是一个必然产物。但是,由于有关它的技术细节是一种商业秘密,它的发展也只是在悄悄地进行。但是不管如何,它在不断地进步和发展,而且前景广阔。
现代丝网印刷的发展起源于美国。从丝网印刷的先驱哈瑞•莱瑞•海特(Harry Leroy Hiett)和爱德华•欧文斯(Edward A.Owens)算起,丝网印刷早在20世纪初期(1901~1906)就已经开始了。丝网印刷的第一次尝试是由美国密歇根州底特律的佛软斯•威利特(Francis Willette)完成的,它在毛布三角旗上进行了丝网印刷。
丝网印刷是把带有图像或图案的模版被附着在丝网上进行印刷的。通常丝网由尼龙、聚酯、丝绸或金属网制作而成。当承印物直接放在带有模版的丝网下面时,丝网印刷油墨或涂料在刮墨刀的挤压下穿过丝网中间的网孔,印刷到承印物上(刮墨刀有手动和自动两种)。丝网上的模版把一部分丝网小孔封住使得颜料不能穿过丝网,而只有图像部分能穿过,因此在承印物上只有图像部位有印迹。换言之,丝网印刷实际上是利用油墨渗透过印版进行印刷的,这就是称它为丝网印刷而不叫蚕丝网印刷或绢印的原因,因为不仅仅蚕丝用作丝网材料,尼龙、聚酯纤维、棉织品、棉布、不锈钢、铜、黄铜和青铜都可以作为丝网材料。
[编辑本段]浅谈纸包装行业的印刷与环保
环境保护是我国的一项基本国策,也是实施可持续发展战略和实现现代化的一项重要保证。包装印刷作为现代服务业,更应重视对环境的保护,严格按照国家有关规定实施环保方案。下面就印刷对环境的影响和对策,并结合笔者公司的一些实施情况与业界同仁进行交流。
包装印刷与生活的关系
众所周知,当今社会已发展到凡商品均需包装,凡包装均需印刷。印刷是产品包装最重要的装潢加工手段之一,印刷起着传递信息、宣传介绍产品的作用。同时,对于一些商品来说,印刷还起着重要的防伪作用。如今的包装印刷朝着更加精美和提高商品附加值的方向发展。因为行业发展势头快,目前市场竞争激烈,企业为了竞争降低产品价格,从原料和辅料成本中想办法,这样就容易造成采购低劣、有害等各种不利于环保的印刷原料。要想遏制为了降低成本导致的恶性竞争给人员及环境带来危害和污染,必须先从包装印刷企业本身做起。
发展经济与保护环境是传统经济不可避免的突出矛盾,要从根本上解决这一深层矛盾,就必须尽快在发展方式上实现由传统经济到循环经济的转变,从消费方式上实现可持续消费。在立足于包装印刷业快速发展的同时,应注意行业结构、效益和质量的统筹。
大力发展绿色包装印刷,是循环经济在包装印刷业的具体表现,是发展循环经济和全面协调可持续发展观的本质要求,是建立资源节约型社会、促进人与自然和谐的有力举措。作为包装印刷界的一员,都要从战略的高度去认识、用全局的视野去把握发展循环经济的重要性和紧迫性,进一步增强自觉性和责任感。大力发展绿色包装印刷,势在必行!
包装印刷对环境的影响与预防对策
在印刷过程的各个环节,工艺处理不当,就会产生环境污染问题,从而对人体和环境产生不利的影响,主要表现在:
空气污染:溶剂油墨在干燥过程中排放出的有机化合物、酒精湿润液中的异丙醇,无线胶订所用的热熔胶,上光涂料的挥发气体等均对空气造成污染,有害人体健康。
控制空气污染的对策:笔者公司主要印刷工艺为水性、柔性印刷工艺,为了控制油墨的有机挥发物污染空气的现象,始终坚持贯彻ISO14001环境管理体系认证标准,油墨容器及所有废弃物全部分类处理,杜绝一切废弃物乱丢乱放所造成的环境污染。在生产中均采用含污染源较少的印刷原料及辅料,主要是在油墨的采用上严格把关。水性油墨的合成常见的有两种:一种是含毒害物质最高的松香和颜料、淀粉合成。这种油墨中的有机溶剂对人体健康的危害较大。另一种是树脂和颜料合成的水性油墨,也是高档油墨。这种较绿色环保型的水性油墨含有的有机物质及有毒害物质成分较低,相比对人员和环境产生空气危害及其他污染就大大降低,也是目前国内最为环保的印刷原料之一,笔者公司有99%的印刷原料使用此款材料。
水污染:制版过程中使用的腐蚀液及含重金属的电镀废液等无机物,油墨清洗排放液体含有的有机物,均是造成水体污染的原因之一,同时也会造成对土壤的污染。
控制水体污染的对策:笔者公司尤为注重这方面的预防,因为水是万物生存之根本,因此投资了很大一部分资金建设污水处理系统(包括管线和机房)。包装印刷行业最大的污染就是清洗印版和印刷机的废油墨水及纸板粘合剂淀粉合成剂废水,这两种污染源如不进行处理直接排放,将会造成重大的水环境污染。因为这两种污染源里含有COD7000mg/L、SS(悬浮物)1500mg/L、色度550倍、PH值6~9的污水,所以危害极大。笔者公司通过安装污水处理系统后,所有污水通过本系统多重处理过滤后水质基本达到标准,COD≤100mg/L、SS(悬浮物)≤70mg/L、色度≤50倍、PH值3~4。通过处理后的污水重新回收利用,达到节约用水90%的良好效果,既节能降耗又做好了环保工作,使环绕公司厂房的20多亩河面、鱼塘,130多亩虾塘和蟹塘无任何影响,深受当地村民的赞赏。
噪音污染:印刷机、空气压缩机及各种成型机等都会产生不同程度的噪音,另外装订设备产生的噪音也很大。
控制噪声污染的对策:笔者公司全部采用PLC全电脑低噪声环保型印刷机及流水线和其他成型设备,包括锅炉的大型电动机和排污管气都经过特殊处理,厂房也是全封闭混合隔音墙体设计,杜绝了一切因设备对周边造成的噪声污染(含照明污染),并通过了环保部门的检测。几年来没有和周围村民发生过任何因环境问题而产生的矛盾,真可谓环保工作与企业共发展,也使环保工作为企业真正带来了效益,也因此受到了上级环保部门的多次好评。
印刷过程中产生的废印刷品、废弃物的污染:装油墨、胶水、上光油的容器扔弃后产生的污染,印刷或试印时产生的废品、废弃后的印刷品对环境产生的污染。
控制废弃物的对策:对印刷过程中产生的各种废弃物进行专门收集,对其中的纸张等有价的物品进行回收利用,对胶片、塑料薄膜等难降解危害环境的物质,由垃圾回收站统一回收进行资源化处理或卫生填埋。
最有效的方式就是避免在第一时间里产生废料。减少废弃物可帮助企业减少营业成本、维持环境质量、减少废料处置费用、改进工作场所的卫生和安全,减少长期责任、展示企业良好形象。
笔者公司已建立相应的机制,加强减废的管理和指导,做到尽可能使用无污染或低污染的工业生产技术,改进印刷方法、工艺流程,改变原材料及印品结构,以避免废弃物产生,达到最终减少污染的目的。
印刷过程中的绿色设计
印刷过程中的污染主要是在工作环节产生的,所以笔者公司注重了印刷中的绿色设计控制和改进。现在出现了一种趋势,特别表现在礼品和保健品包装上,一些企业为了提高商品的销售价格,往往在包装材料和印刷上做文章:包装印刷要尽其华美,用最好的材料,最多的工序,多重的防伪、上光、覆膜等,这就造成了过度印刷和过度包装的盛行。一则对有限资源和能源是一种浪费,二则也加重了对环境的影响。另外也增加了包装的成本并最终加大消费者的负担。
为了更多地承担起环保责任,在装潢设计和创意时,笔者公司尽量引导客户利用承印材料本身色彩、纹理和光泽,避免满版印刷、过度印刷的设计,并采用无污染的液体净化技术柔性印刷版,在满足装潢要求的情况下再尽量减少传统上光、覆膜等工艺的使用,并尽量减少包装材料,降低印刷废弃后回收的难度,减少印刷上的总体污染。
印后加工
部分产品包装需要防潮、防水、防油技术,为了满足客户的需求,笔者公司通过研究开发使用纸箱水性泼水剂、水性上光油代替过去的覆膜技术。由于纸箱泼水剂、上光油几乎不含溶剂,有机挥发物排放量较少,因此降低了生产成本,减少对空气污染,改善了工作环境,也控制了火灾隐患。而纸箱的防潮、防水、防油等效果不亚于其他传统上光覆膜,且工艺先进成本低。所以建议尽量少使用覆膜加工,因为它会像我们平时使用的塑料制品一样造成白色污染,除此之外,覆膜后的纸张还无法回收利用,浪费了自然资源也造成一定的环境污染。
“中国印刷进入环保时代”,在激烈的市场竞争中,印刷企业要在发展的同时,同样把环境放在重要日程上才能够做到与企业经济协调,保证企业的健康长远发展。通过不断努力,笔者公司在环保工作上取得了良好的效果,企业与环境是可以和谐共存的,利润不一定要在产品上产生,搞好环境,企业能够健康发展才是真正的利润。事实证明环境是可以与企业和谐共存的,我们将继续努力推进企业的和谐环保发展,也为建设环保绿色的和谐的印刷业作出“龙利得”应有的贡献。
[编辑本段]包装印刷技术的发展趋势
一、发展现状
随着商品经济和科学技术的发展,平、凸、凹等印刷工艺和特种印刷工艺都会有所发展,不同印刷工艺特色和适印范围也不相同,它们会长期并存,互相补充,在包装印刷中占有一席之地。
1、平板印刷仍将保持主力军的地位。平版印刷制版简单,版材轻便,上版迅速,能迅速生产质量好、套印准确的大幅面彩色印刷制品,特别适用于印刷图文并茂的产品。近年来,平印技术不断融入光学、化学及电子计算机技术等高、精、尖的新技术,体现当代高科技水平。
2、凸版印刷技术将有突破。凸版印刷是我国传统的印刷工艺,技术基础好,投资少,上马块,适应小批量、小幅面、特殊规格品种的包装印刷;对纸张、油墨材料要求不苛刻,可以较大幅面调节印刷压力和控制墨量,使印刷质量达到较为理想的程度,适用范围广。
3、凹版印刷仍将稳步发展。凹印的优势一直在于高速、宽幅、低耗和停机时间少,能在各种承印材料上获得最佳效果的印刷品。
4、丝网印刷将更加活跃。作为孔版印刷的代表,丝网印刷在我国一直是以作坊生产方式为主,并被认为只能生产线条、大色块产品而登不上大雅之堂。在技术大变革的今天,现代化的丝网印刷设备、材料和工艺,已为丝网印刷工艺注入了新生命力。
二、发展动向
1、平印技术的发展方向
当今国际上主要的平印课题有直接制版技术、直接印刷技术、无水平印技术和调频加网技术。国外单张纸多色胶印机大多采用了墨色遥控、自动上版、自动套准装置,并对生产全过程进行控制和故障诊断。国内的起步较晚,在新一代一体化多色胶印机的研发上还需加大力度。另外,国产印刷器材(纸张、油墨、感光材料、橡皮布)的质量也有待提高。
2、柔性版技术的发展动向
1995年蒙特罗公约签订后,对CFC氟氯碳化物的排放管制日趋严格,三氯乙烷和四氟乙烯等溶剂也被限制使用。要使柔性印符合环保要求,有两条发展途径,其一是新型环保洗版溶剂的开发,其二是水显影柔性版的开发、制造及实用化。同时,版材薄型化也将是柔版印刷的发展方向。
3、凹印技术发展动向。
凹印设备投资大、制版成本高,仅适宜长线产品。由于凹印墨含有有毒物质,因此应用受到局限。这些不足如能得到解决,凹印会有一定发展。近年来,凹印刷版技术的发展,已使凹印的准备工作时间大大缩短,提高了凹印在中、短版活市场的竟争能力。预计,未来凹印的发展将主要集中在:全身自动凹印滚筒电镀加工;无软片电子雕版工艺的应用;光聚物薄卷筒凹版工艺以及包裹在滚筒上的环绕式凹版的发展;数字式快速打样;凹版印刷机将朝着多用途、多色、高速、自动化、联动化、环保化方向发展;实现水性凹印墨印刷,并有效控制溶剂墨的溶剂残存量。
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3. 电镀日处理废水1600吨的处理站投资需多少万元每吨废水的处理费用是多少
一般情况下每吨电镀废水的工程造价在3000元/吨左右,即投资在500万无左右。
每吨废水处理要看达到什么标准,如果做到一级达标排放,每吨处理费用在2.5元左右吧。
4. 关于电镀含镍废水处理
电镀废水的处理与回用对节约水资源以及保护环境起着至关重要的作用。本文综述了各种电镀废水处理技术的优缺点,以及一些新材料在电镀废水处理上的应用。
01 化学沉淀法
化学沉淀法是通过向废水中投入药剂,使溶解态的重金属转化成不溶于水的化合物沉淀,再将其从水中分离出来,从而达到去除重金属的目的。
化学沉淀法因为操作简单,技术成熟,成本低,可以同时去除废水中的多种重金属等优点,在电镀废水处理中得到广泛应用。
1.碱性沉淀法
碱性沉淀法是向废水中投加NaOH、石灰、碳酸钠等碱性物质,使重金属形成溶解度较小的氢氧化物或碳酸盐沉淀而被去除。该法具有成本低、操作简单等优点,目前被广泛使用。
但是碱性沉淀法的污泥产量大,会产生二次污染,而且出水pH偏高,需要回调pH。NaOH由于产生污泥量相对较少且易回收利用,在工程上得到广泛应用。
2.硫化物沉淀法
硫化物沉淀法是通过投加硫化物(如Na2S、NariS等)使废水中的重金属形成溶度积比氢氧化物更小的沉淀,出水pH在7~9,无需回调pH即可排放。
但是硫化物沉淀颗粒细小,需要添加絮凝剂辅助沉淀,使处理费用增大。硫化物在酸性溶液中还会产生有毒的HS气体,实际操作起来存在局限性。
3.铁氧体法
铁氧体法是根据生产铁氧体的原理发展起来的,令废水中的各种重金属离子形成铁氧体晶体一起沉淀析出,从而净化废水。该法主要是通过向废水中投加硫酸亚铁,经过还原、沉淀絮凝,最终生成铁氧体,因其设备简单、成本低、沉降快、处理效果好等特点而被广泛应用。
pH和硫酸亚铁投加量对铁氧体法去除重金属离子的影响,确定镍、锌、铜离子的最佳絮凝pH分别为8.00~9.80、8.00~10.50和10.00,投加的亚铁离子与它们摩尔比均为2~8,而六价铬的最佳还原pH为4.00~5.50,最佳絮凝pH则为8.00~10.50,最佳投料比为20。出水的镍含量小于0.5mg/L,总铬含量小于1.0mg/L,锌含量小于1.0mg/L,铜含量小于0.5mg/L,达到《电镀污染物排放标准》(GB21900—2008)中“表2”的要求。
化学沉淀法的局限性
随着污水排放标准的提高,传统单一的化学沉淀法很难经济有效地处理电镀废水,常常与其他工艺组合使用。
采用铁氧体-CARBONITE(一种具有物理吸附与离子交换功能的材料)联合工艺处理Ni含量约为4000mg/L的高浓度含镍电镀废水:先以铁氧体法控制pH为11.0,在Fe/Fe。摩尔比O.55,FeSO4·7H2O/Ni质量比21,反应温度35℃的条件下搅拌反应15min,出水Ni平均浓度从4212.5mg/L降至6.8mg/L,去除率达99.84%;然后采用CARBONITE处理,在CARBONITE投加量1.5g/L,pH=6.5,温度35℃的条件下反应6h,Ni去除率可达96.48%,出水Ni浓度为0.24mg/L,达到GB21900-2008中的“表2”标准。
采用高级Fenton一化学沉淀法处理含螯合重金属的废水,使用零价铁和过氧化氢降解螯合物,然后加碱沉淀重金属离子,不仅可以去除镍离子(去除率最高达98.4%),而且可以降低COD化学需氧量。
02 氧化还原法
1.化学氧化法
化学氧化法在处理含氰电镀废水上的效果尤为明显。该方法把废水中的氰根离子(CN一)氧化成氰酸盐(CNO-),再将氰酸盐(CNO-)氧化成二氧化碳和氮气,可以彻底解决氰化物污染问题。
常用的氧化剂包括氯系氧化剂、氧气、臭氧、过氧化氢等,其中碱性氯化法应用最广。采用Fenton法处理初始总氰浓度为2.0mg/L的低浓度含氰电镀废水,在反应初始pH为3.5,H202/FeSO4摩尔比为3.5:1,H202投加量5.0g/L,反应时间60min的最佳条件下,氰化物的去除率可达93%,总氰浓度可降至0_3mg/L。
2.化学还原法
化学还原法在电镀废水处理中主要针对含六价铬废水。该方法是在废水中加入还原剂(如FeSO、NaHSO3、Na2SO3、SO2、铁粉等)把六价铬还原为三价铬,再加入石灰或氢氧化钠进行沉淀分离。上述铁氧体法也可归为化学还原法。
该方法的主要优点是技术成熟,操作简单,处理量大,投资少,在工程应用中有良好的效果,但是污泥量大,会产生二次污染。采用硫酸亚铁作为还原剂,处理80t/d的含总铬7O~80mg/L的电镀废水,出水总铬小于1.5mg/L,处理费用为3.1元/t,具有很高的经济效益。
以焦亚硫酸钠为还原剂处理含80mg/L六价铬、pH为6~7的电镀废水,出水六价铬浓度小于0.2mg/L。
03 电化学法
电化学法是指在电流的作用下,废水中的重金属离子和有机污染物经过氧化还原、分解、沉淀、气浮等一系列反应而得到去除。
该方法的主要优点是去除速率快,可以完全打断配合态金属链接,易于回收利用重金属,占地面积小,污泥量少,但是其极板消耗快,耗电量大,对低浓度电镀废水的去除效果不佳,只适合中小规模的电镀废水处理。
电化学法主要有电凝聚法、磁电解法、内电解法等。
电凝聚法是通过铁板或者铝板作为阳极,电解时产生Fe2+、Fe或Al,随着电解的进行,溶液碱性增大,形成Fe(OH)2、Fe(OH)3或AI(OH)3,通过絮凝沉淀去除污染物。
由于传统的电凝聚法经过长时间的操作,会使电极板发生钝化,近年来高压脉冲电凝聚法逐渐替代传统的电混凝法,它不仅克服了极板钝化的问题,而且电流效率提高20%~30%,电解时间缩短30%~40%,节省电能30%~40%,污泥产生量少,对重金属的去除率可达96%~99%。
采用高压脉冲电絮凝技术处理某电镀厂的电镀废水,Cu2十、Ni2、CN一和COD的去除率分别达到99.80%、99.70%、99.68%和67.45%。
电混凝法通常也与其他方法结合使用,利用电凝聚法和臭氧氧化法联合处理电镀废水,以铁和铝做极板,出水六价铬、铁、镍、铜、锌、铅、TOC(总有机碳)、COD的去除率分别为99.94%、100.00%、95.86%、98.66%、99.97%、96.81%、93.24%和93.43%。
近年来内电解法受到广泛关注。内电解法利用了原电池原理,一般向废水中投加铁粉和炭粒,以废水作为电解质媒介,通过氧化还原、置换、絮凝、吸附、共沉淀等多种反应的综合作用,可以一次性去除多种重金属离子。
该方法不需要电能,处理成本低,污泥量少。通过静态试验研究了铁碳微电解法对模拟电镀废水的COD及铜离子的去除效果,去除率分别达到了59.01%和95.49%。然而,采用微电解反应柱研究连续流的运行结果显示,14d后微电解出水的COD去除率仅为10%~15%,铜的去除率降低至45%~50%之间,可见需要定期更换填料或对填料进行再生。
04 膜分离技术
膜分离技术主要包括微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)、电渗析(ED)、液膜(Lv)等,利用膜的选择透过性来对污染物进行分离去除。
该方法去除效果好,可实现重金属回收利用和出水回用,占地面积小,无二次污染,是一种很有发展前景的技术,但是膜的造价高,易受污染。
对膜技术在电镀废水处理中的应用和效果进行了分析,结果表明:结合常规废水处理工艺与膜生物反应器(MBR)组合工艺,电镀废水被处理后的水质达到排放标准;电镀综合废水经UF净化、RO和NF两段脱盐膜的集成工艺处理后,水质达到回用水标准,RO和NF产水的电导率分别低于100gS/cm和1000gS/cm,COD分别约为5mg/L和10mg/L;镀镍漂洗废水通过RO膜后,镍的浓缩高达25倍以上,实现了镍的回收,RO产水水质达到回用标准。
投资与运行费用分析表明:工程运行1年多即可收回RO浓缩镍的设备费用。
液膜法并不是采用传统的固相膜,而是悬浮于液体中很薄的一层乳液颗粒,是一种类似溶剂萃取的新型分离技术,包括制膜、分离、净化及破乳过程。
美籍华人黎念之(NormanN.Li)博士发明了乳状液膜分离技术,该技术同时具有萃取和渗透的优点,把萃取和反萃取两个步骤结合在一起。乳化液膜法还具有传质效率高、选择性好、二次污染小、节约能源和基建投资少的特点,对电镀废水中重金属的处理及回收利用有着良好的效果。
05 离子交换法
离子交换法是利用离子交换剂对废水中的有害物质进行交换分离,常用的离子交换剂有腐殖酸物质、沸石、离子交换树脂、离子交换纤维等。离子交换的运行操作包括交换、反洗、再生、清洗四个步骤。
此方法具有操作简单、可回收利用重金属、二次污染小等特点,但离子交换剂成本高,再生剂耗量大。
研究强酸性离子交换树脂对含镍废水的处理工艺条件及镍回收方法。结果表明:pH为6~7有利于强酸性阳离子交换树脂对镍离子的去除。离子交换除镍的适宜温度为30℃,适宜流速为15BV/h(即每小时l5倍树脂床体积)。适宜的脱附剂为10%盐酸,脱附液流速为2BV/h。前4.6BV脱附液可回用于配制电镀槽液,平均镍离子质量浓度达18.8g/L。
Mei.1ingKong等研究了CHS—l树脂对cr(VI)的吸附能力,发现Cr(VI)在低浓度时,树脂的交换吸附率是由液膜扩散和化学反应控制的。CHS一1树脂对Cr(VI)的最佳吸附pH为2~3,在298K下其饱和吸附能力为347.22mg/g。CHS一1树脂可以用5%的氢氧化钠溶液和5%氯化钠溶液来洗脱,再生后吸附能力没有明显的下降。
使用钛酸酯偶联剂将1一Fe203与丙烯酸甲酯共聚,在碱性条件下进行水解,制备出磁性弱酸阳离子交换树脂NDMC一1。
通过对重金属Cu的吸附研究发现,NDMC—l树脂粒径较小、外表面积大,因而具有较快的动力学性能。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
06 蒸发浓缩法
蒸发浓缩法是通过加热对电镀废水进行蒸发,使液体浓缩达到回用的效果。一般适用于处理含铬、铜、银、镍等重金属浓度高的废水,用其处理浓度低的重金属废水时耗能大,不经济。
在处理电镀废水中,蒸发浓缩法常常与其他方法一起使用,可实现闭路循环,效果不错,比如常压蒸发器与逆流漂洗系统联合使用。蒸发浓缩法操作简单,技术成熟,可实现循环利用,但是浓缩后的干固体处置费用大,制约了它的应用,目前一般只作为辅助处理手段。
07 生物处理技术
生物处理法是利用微生物或者植物对污染物进行净化,该方法运行成本低,污泥量少,无二次污染,对于水量大的低浓度电镀废水来说是不二之选。生物法主要包括生物絮凝法、生物吸附法、生物化学法和植物修复法。
1.生物絮凝法
生物絮凝法是一种利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀来净化水质的方法。微生物絮凝剂是一类由微生物产生并分泌到细胞外、具有絮凝活性的代谢物,能使水中胶体悬浮物相互凝聚、沉淀。
生物絮凝剂与无机絮凝剂和合成有机絮凝剂相比,具有处理废水安全无毒、絮凝效果好、不产生二次污染等优点,但其存在活体生物絮凝剂不易保存,生产成本高等问题,限制了它的实际应用。目前大部分生物絮凝剂还处在探索研究阶段。
生物絮凝剂可以分为以下三类:
(1) 直接利用微生物细胞作为絮凝剂,如一些细菌、放线菌、真菌、酵母等。
(2) 利用微生物细胞壁提取物作为絮凝剂。微生物产生的絮凝物质为糖蛋白、黏多糖、蛋白质等高分子物质,如酵母细胞壁的葡聚糖、Ⅳ-乙酰葡萄糖胺、丝状真菌细胞壁多糖等都可作为良好的生物絮凝剂。
(3) 利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂。代谢产物主要有多糖、蛋白质、脂类及其复合物等。
近年来报道的生物絮凝剂主要为多糖类和蛋白质类,前者有ZS一7、ZL—P、H12、DP。152等,后者有MBF—W6、NOC—l等。陶颖等]利用假单胞菌Gx4—1胞外高聚物制得的絮凝剂对cr(Ⅳ)进行了絮凝吸附研究。
其研究结果表明,在适宜条件下Or(Ⅳ)的去除率可达51%。研究枯草芽孢杆菌NX一2制备的生物絮凝剂v一聚谷氨酸(T-PGA)对电镀废水的处理效果,实验证明,T-PGA能有效地去除Cr3+、Ni等重金属离子。
2.生物吸附法
生物吸附法是利用生物体自身的化学结构或成分特性来吸附水中的重金属,然后通过固液分离,从水中分离出重金属。
可以从溶液中分离出重金属的生物体及其衍生物都叫做生物吸附剂。生物吸附剂主要有生物质、细菌、酵母、霉菌、藻类等。该方法成本低,吸附和解析速率快,易于回收重金属,具有选择性,前景广阔。
研究各种因素对枯草芽胞杆菌吸附电镀废水中Cd效果的影响,结果表明:pH为8、吸附剂用量为10g/L(湿重)、搅拌转数为800r/min、吸附时间为10min的条件下,废水中镉的去除率达93%以上。
吸附镉后的枯草芽胞杆菌细胞膨大,色泽变亮,细胞之间相互粘连。Cd2+与细胞表面的钠进行了离子交换吸附。
壳聚糖是一种碱性天然高分子多糖,由海洋生物中甲壳动物提取的甲壳素经过脱乙酰基处理而得到,可以有效地去除电镀废水中的重金属离子。
通过乳化交联法制备了磁性二氧化硅纳米颗粒组成的壳聚糖微球,然后用乙二胺和缩水甘油基三甲基氯化反应的季铵基团改性,所得生物吸附剂具有很高的耐酸性和磁响应。
用它来去除酸性废水中的cr(VI),在pH为2.5、温度为25℃的条件下,最大吸附能力为233.1mg/g,平衡时间为40~120min[取决于初始Cr(VI)的浓度。使用0.3mol/LNaOH和0.3mol/LNaC1的混合液进行吸附剂再生,解吸率达到95.6%,因此该生物吸附剂具有很高的重复使用性。
3.生物化学法
生物化学法是指微生物直接与废水中的重金属进行化学反应,使重金属离子转化为不溶性的物质而被去除。
从电镀废水中筛选分离出3株可以高效降解自由氰根的菌种,在最佳条件下可以将80mg/L的CN一去除到0.22mg/L。研究发现,有许多可以将cr(VI)还原成低毒cr(III)的微生物,如无色杆菌、土壤细菌、芽孢杆菌、脱硫弧菌、肠杆菌、微球菌、硫杆菌、假单胞菌等,其中除了大肠杆菌、芽孢杆菌、硫杆菌、假单胞菌等可以在好氧条件下还原Cr(VI),其余大部分菌种只能在厌氧条件下还原cr(VI)。
R.S.Laxman等发现灰色链霉菌能在24~48h内把cr(VI)还原成cr(III),并能够将cr(III)显著地吸收去除。中科院成都生物研究所的李福、吴乾菁等从电镀污泥、废水及下水道铁管内分离筛选出35株菌种,并获得了SR系列复合功能菌,该功能菌具有高效去除Cr(VI)和其他重金属的功效,并在此基础上进行了工程应用,取得较好的效果。
4.植物修复法
植物修复法是利用植物的吸收、沉淀、富集等作用来处理电镀废水中的重金属和有机物,达到治理污水、修复生态的目的。
该方法对环境的扰动较少,有利于环境的改善,而且处理成本低。人工湿地在这方面起着重要的作用,是一种发展前景广阔的处理方法。
李氏禾是一种可富集金属的水生植物,在去除水中重金属方面具有很大的潜力。在人工湿地种植了李氏禾,用以处理含铬、铜、镍的电镀废水,使它们的含量分别降低了84.4%、97.1%和94_3%。当水力负荷小于0.3m/(m2·d1时,出水中的重金属浓度符合电镀污染物排放标准的要求;当进水铬、铜和镍的浓度为5、10和8mg/L时,仍能达标排放。
可见用李氏禾处理中低浓度的电镀废水是可行的。质量平衡表明,铬、铜和镍大部分保留在人工湿地系统的沉积物中。
08 吸附法
吸附法是利用比表面积大的多孔性材料来吸附电镀废水中的重金属和有机污染物,从而达到污水处理的效果。
活性炭是使用最早、最广的吸附剂,可以吸附多种重金属,吸附容量大,但是活性炭价格昂贵,使用寿命短,需要再生且再生费用不低。一些天然廉价材料,如沸石、橄榄石、高岭土、硅藻土等,也具有较好的吸附能力,但由于各种原因,几乎没有得到工程应用。
以沸石作为吸附剂处理电镀废水,发现在静态条件下,沸石对镍、铜和锌的吸附容量分别达到5.9、4.8和2.7mg/g.先以磁性生物炭去除电镀废水中的Cr(vI),
然后通过外部磁场分离,使得cr(VI)的去除率达到97.11%。而在10rain的磁选后,浊度由4075NTU降至21.8NTU。其研究还证实了吸附过程后,磁性生物炭仍保留原来的磁分离性能。近年来又研制开发了一些新型吸附材料,如文中提到的生物吸附剂以及纳米材料吸附剂。
纳米技术是指在1~100nm尺度上研究和应用原子、分子现象,由此发展起来的多学科交叉、基础研究与应用紧密联系的科学技术。纳米颗粒由于具有常规颗粒所不具备的纳米效应,因而具有更高的催化活性。
纳米材料的表面效应使其具有高的表面活性、高表面能和高的比表面积,所以纳米材料在制备高性能吸附剂方面表现出巨大的潜力。雷立等l采用温和水热法一步快速合成了钛酸盐纳米管(TNTs),并应用于对水中重金属离子Pb(II)、cd(II)和Cr(III)的吸附。
结果表明:pH=5时,初始浓度分别为200、100和50mg/L的Pb(II)、Cd(II)和Cr(III)在TNTs上的平衡吸附量分别为513.04、212.46和66.35mg/L,吸附性能优于传统吸附材料。纳米技术作为一种高效、节能环保的新型处理技术,得到人们的广泛认同,具有很大的发展潜力。
09 光催化技术
光催化处理技术具有选择性小、处理效率高、降解产物彻底、无二次污染等特点。
光催化的核心是光催化剂,常用的有TiO2、ZnO、WO3、SrTiO3、SnO2和Fe2O3。其中TiO2具有化学稳定性好、无毒、兼具氧化和还原作用等诸多特点。TiO:在受到一定能量的光照时会发生电子跃迁,产生电子一空穴对。
光生电子可以直接还原电镀废水中的金属离子,而空穴能将水分子氧化成具有强氧化性的OH自由基,从而把很多难降解的有机物氧化成为COz、H:0等无机物,被认为是最有前途、最有效的水处理方法之一。
以悬浮态的TiO2为催化剂,在紫外光的作用下对络合铜废水进行光催化反应。结果表明:当TiO2投加量为2g/L,废水pH=4时,在300W高压汞灯照射下,载入60mL/min的空气反应40rain,对120mg/LEDTA络合铜废水中Cu(II)与COD的去除率分别达到96.56%和57.67%。实施了“物化一光催化一膜”处理电镀废水的工程实例,出水COD去除率达到70%以上,同时TiO2光催化剂可重复使用。
膜法的引入可大大提高水质,使处理后水质达到中水回用标准,提高了电镀废水的资源化利用率,回用率达到85%以上,大大节约了成本。然而光催化技术在实际应用中受到了很多的限制,如重金属离子在光催化剂表面的吸附率低,催化剂的载体不成熟,遇到色度大的废水时处理效果大幅下降,等等。不过光催化技术作为高效、节能、清洁的处理技术,将会有很大的应用前景。
10 重金属捕集剂
重金属捕集剂又叫重金属螯合剂,它能与废水中的绝大部分重金属离子产生强烈的螯合作用,生成的高分子螯合盐不溶于水,通过分离就可以去除废水中的重金属离子。
重金属捕集剂处理后的重金属废水中剩余的重金属离子浓度大部分都能达到国家排放标准。以二硫代氨基甲酸盐重金属离子捕集剂XMT探讨了不同因素对Cu的捕集效果,对Cu去除率在99%以上,出水Cu浓度小于0.05mg/L,出水远低于GB21900-2008的“表3”标准。
选取3种市售重金属捕集剂对实际电镀废水中的Cu2+、Zn2+、Ni进行同步深度处理,发现三聚硫氰酸三钠(简称TMT)对Cu的去除效果最为显著,投加量少且效果稳定,但对Ni的去除效果较差。甲基取代的二硫代氨基甲酸钠(以Me2DTC表示)的适用性最强,对3种重金属离子均具有良好的去除效果,可达到GB21900-2008中的“表3”排放标准,且在DH=9.70时处理效果最佳。至于乙基取代的二硫代氨基甲酸钠(Et2DTC),对Ni的去除效果不佳。
重金属捕集剂因高效、低能、处理费用相对较低等特点而有很大的实用性。
结语
电镀废水成分复杂,应尽量分工段处理。在选择处理方法时,应充分考虑各种方法的优缺点,加强各种水处理技术的综合应用,形成组合工艺,扬长避短。
重金属具有很大的回收价值且毒性大,在电镀废水处理过程中应多使用重金属回收利用的工艺,尽可能地减少排放。
基于化学沉淀法污泥产量大,电化学法能耗高,膜分离技术的膜组件造价高且易受污染等诸多问题,就现有电镀废水处理技术而言,应向着节能、高效、无二次污染的方向改进。
同时可与计算机技术相结合,实现智能化控制。还可结合材料学、生物学等学科,开发出更适合处理电镀废水的新型材料。