电镀废水治理：从污染到资源综合利用的转变

电镀废水治理：从污染到资源综合利用的转变

前言

电镀被誉为当今世界三大污染行业之一。随着科技的发展，电镀工业规模也随之发展，废水排放量也越来越大。有资料报道，电镀废水排放量约占工业废水排放量的10%。从20世纪90年代末到现在，电镀废水的处理一直处于快速发展阶段，随着技术的改革和科技的进步，已从水质净化发展到闭环回收利用，并在资源综合利用方面取得了良好的效果，环境污染得到明显改善。

电镀废水分类

电镀废水中含有几十种无机和有机污染物，其中无机污染物主要有铜、锌、铬、镍、镉等重金属离子以及酸、碱、氰化物等；有机污染物主要有化学需氧量、氨氮、油脂等。

电镀废水处理如下：

废水类型

主要资源

主要污染物

酸碱性废水

酸洗槽、碱洗槽预处理及其他废水

盐酸、硫酸、氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠等。

含氰废水

氰化物镀铜、碱性氰化物镀金、中性、酸性镀金、镀银、镀铜锡合金、镀仿金等氰化物电镀工艺产生的废水

氰化物、络合重金属离子

含铬废水

镀铬、镀黑铬、退漆、塑料电镀前粗化、铬酸阳极氧化、电解抛光等工艺产生的废水

六价铬、总铬

重金属废水

电镀镍、镉、铜、锌等金属及其合金产生的废水，焦磷酸盐镀铜废水，钯镍合金电镀废水，化学镀废水，阳极氧化、磷化工艺产生的废水

氰化物、络合重金属离子等。

有机废水

工件除锈、除油、除蜡等电镀前处理工序产生的废水

有机物、悬浮物等。

混合废水

各种电镀工序产生的混合清洗废水及难以分离收集的地面废水

各个厂家的镀液成分不一样，一般都含有电镀配方的成分，比如电镀金属离子、添加剂、络合剂、分散剂等。

电镀废水的处理方法

电镀废水常用的处理方法有物理法、化学法、物理化学法和生物法。

方法

原理及适用范围

优点和缺点

物理方法

电解

采用可溶性铁阳极，在直流电场作用下，生成亚铁离子，在酸性条件下将废水中的高价金属离子还原为低价金属离子。电解过程中随着废水pH值的升高，形成金属氢氧化物沉淀。适用于含氰化物、铜、贵金属离子浓度较高的电镀废水。

电解可以与反渗透、离子交换相结合，电解反渗透浓缩液和离子交换再生液，回收重金属。但电解对硫酸盐、磷酸盐等阴离子没有去除率，电解废水回用可能导致阴离子积累，一般不能达标排放，需要进一步处理。

离子交换法

利用离子交换树脂活性基团上的可交换离子，去除废水中的阳离子和阴离子，用于处理含金、镍、铜、镉、铬等废水。

此法可用于处理电镀废水及回用水，也可回收金属离子溶液。缺点是离子交换树脂的选择性不强，处理后的再生液含有较多杂质及富含再生剂，难以达到回用指标，需进一步处理后方可回用。再生液无法回用时，往往会排入废水处理设施，导致设施负荷波动较大。

膜分离

超滤（UF）分离

利用压力为驱动力，利用超滤膜的不同孔径来分离液体的物理筛选过程通常用于废水预处理。

UF技术可以很好地处理电镀废水，但截留的杂质造成膜污染和膜表面浓差极化，导致膜通透性下降、膜压力升高，从而增加实际运行成本，在一定程度上限制了超滤技术的应用。

反渗透 (RO) 膜

借助半透膜对溶液中溶质的截留作用，溶剂在高于溶液渗透压的压力差驱动下透过半透膜，达到分离的目的。

电镀废水成分复杂，反渗透膜极易被污染，有些膜污染无法清洗，必须更换膜，另外反渗透膜成本高、选择性有限也使其应用困难。

纳滤（NF）分离

纳滤膜独特的拦截特性已成功用于拦截和回收电镀废水中的贵金属离子。

去离子（EDI）分离

膜分离过程以直流电为驱动力，利用阴、阳离子交换膜对水溶液中阴离子和阳离子的选择性渗透性，使一个水体中的离子通过膜迁移到另一个水体中。EDI技术适用于处理金属离子浓度较低的废水。

EDI技术处理成本低，但脱盐率较低，如果处理系统含盐量不高，EDI能充分发挥其优势，但EDI技术能耗较高，阴、阳离子交换膜品种比较单一，脱盐率较低。

蒸发浓缩法

在常压或负压条件下利用热源、蒸发器将废水直接浓缩，此处理方法常与三级逆流冲洗、气水喷淋、或离子交换等配合使用。

缺点是需要较高的蒸汽压力，不符合大多数电镀厂的实际情况，因此这种处理方法一般只作为辅助方法使用。

化学法

化学沉淀法

在废水中添加具有沉淀功能的化学物质，使之与电镀废水中的污染物发生反应，生成难溶于水的沉淀物。分为钠碱（NaOH）沉淀法、钠盐沉淀法和还原剂沉淀法。

其优点是投资少、处理量大、设备简单；缺点是稳定性差、投加量和反应条件不易控制，容易造成药物的浪费，而且废水中的有机物不易有效去除，易造成二次污染。

微电解

根据电化学中的腐蚀原理，处理电镀废水中的氰化物和铬离子，分为微观和宏观电化学腐蚀法。前者是指金属表面由极小的电极组成的电池；后者是指肉眼可见的“大电池”。常用的焦炭/铁屑法，是依靠铁屑来处理含铬电镀废水。阳极炭具有吸附能力，其催化作用可将重金属离子变成易于沉降的絮状产物，达到较好的处理效果。

该方法具有处理效果好、使用寿命长、适用范围广、成本低、可操作性强等优点，而且铁屑来源广泛，如切削工业的废料，不浪费电力资源，起到“以废治废”的效果。该处理方法的缺点是处理时间长时，铁屑容易结块，影响处理效果。

化学浮选

利用压力容器的工作水，通过突然减压释放出大量的微气泡，这些气泡与加入的药剂混合，形成相互粘附的凝聚物，这样形成的这些物质的比重小于水，所以就浮到水面，除去浮渣后，废水就被净化了。

该设备占地面积小，处理效果好，可连续生产；但它的缺点是：对泡沫品质要求非常严格，必须达到浓、轻、快、细的标准；同时，产生的污泥需单独处理。

物理化学法

吸附法

常用的吸附剂有活性炭、硅藻土、沸石、活性氧化铝等，不同吸附剂的吸附机理不同，主要有物理吸附和化学吸附，有的吸附剂在吸附的同时还能起到絮凝作用。

传统吸附工艺具有操作简单、重金属回收率高、适用范围广、不产生二次污染等优点，但也存在运行成本高、污泥排放量大的问题。

生物处理

通过生物有机物或其代谢产物与重金属离子相互作用达到净化废水的目的，具有成本低、环境效益好的优点，主要有生物絮凝法、生物吸附法和生物化学法三种。

生物废水处理安全、便捷、易于工业化，具有广阔的应用前景。

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综上所述

在电镀行业发展的过程中，我们付出了沉重的环境代价。因此，在解决电镀行业发展带来的环境问题时，必须把重点放在电镀废水的有效收集和深度处理上。由于电镀废水的品种繁多，各厂废水成分不尽相同，电镀废水的处理方法很难做到统一。任何一种处理方法都有其优缺点，采用一种方法往往难以达到理想的效果，因此必须将两种或两种以上的方法结合起来，相互补充，才能达到最佳的技术处理效果。

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