电镀废水处理：消除污染，保护环境的关键措施

电镀废水处理：消除污染，保护环境的关键措施

电镀废水处理可分为含铬电镀废水、含镍电镀废水、含氰化物电镀废水和含有重金属的酸性废水。碱性废水是指不含氰化物的碱性废水，酸性废水是指不含Cr6+的酸性废水。电镀废水中含有大量的盐酸和锌、铜等重金属离子以及有机光亮剂，这些物质有剧毒。有的还含有致癌、致畸、致突变的剧毒物质。因此，电镀废水必须认真回收处理，以消除或减少其对环境的污染。

电镀废水主要来源包括三个方面：1）废电镀液：浓度很高，回收价值高；2）镀件漂洗水：水量大、浓度低，水体成分复杂，含有有毒物质及重金属离子，是主要处理和回收的对象；3）其他排水如冷凝、洗涤废水，水量不大，但含有有毒物质，需处理后方可排放。

电镀废水处理的关键是要根据废水水质的不同，采用分类收集、分开处理的方法。各种处理方法有：机械过滤、离子交换、电解、电渗析、吸附、膜分离、中和、氧化还原、化学沉淀、生化法等。根据不同的要求采用不同的处理工艺或工艺组合。对于大量的电镀废水，应实行废水回用和贵金属回收，这样不仅节约了水资源，而且有效地解决了重金属对水体的污染，保护了环境。

由于镀锌约占整个电镀行业的一半，而铬酸盐多用于镀锌钝化，因此钝化产生的含铬废水量很大。镀铬也是电镀中的主要镀种，其废水量也不少。在铜件酸洗、除铜镀层、铝件钝化、铝件电化学抛光、铝件氧化后钝化等操作中也大量使用铬酸盐。因此含铬废水是电镀废水的主要来源之一。

铬镍厂废水中的金属铬几乎无毒，二价铬的化合物一般认为无毒，其他铬化合物浓度过高时均有不同程度的毒性，六价铬对人体的危害因进入途径不同而不同，中毒症状也不同。

（1）对人体皮肤的损害 六价铬化合物对皮肤有刺激性和过敏性。手、腕、前臂、颈部等接触铬酸盐或铬酸雾的部位可能会发生皮炎。六价铬通过割伤和擦伤进入皮肤，因腐蚀而引起铬溃疡（又称铬疮）。

（2）对呼吸系统的损害 六价铬会对呼吸系统造成损害，主要引起鼻中隔穿孔、咽炎、肺炎等。

在含铬废水处理中，由于三价氢氧化铬溶度积较小，易于沉淀去除，因此大多数处理方法都是将六价铬还原为三价铬再去除。

铬镍厂废水处理中含铬废水的处理

1.亚硫酸盐还原法

亚硫酸盐还原处理也是我国处理含铬废水常用的方法之一，其主要优点是处理后能达标排放，并能回收氢氧化铬。设备和操作比较简单，沉渣量少，易于回收利用，因此被广泛应用；但亚硫酸盐供应稀缺，在国内部分地区不易获得。当含铬污泥找不到综合利用的途径，又没有妥善存放时，就会造成二次污染。

利用亚硫酸盐处理电镀废水主要是在酸性条件下将废水中的六价铬还原为三价铬，再调节pH值形成氢氧化铬沉淀去除，从而达到净化废水的目的。常用的亚硫酸盐有亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠等。

技术条件及参数：

（1）废水酸化亚硫酸还原六价铬必须在酸性条件下进行。当pH值≤2.0时，反应约5分钟即可完成；当pH值在2.5～3.0之间时，反应时间约为30分钟；当pH值≥3.0时，反应速度很慢。实际生产中，废水pH值一般控制在2.5～3.0，反应时间最好控制在20～30分钟。

（2）亚硫酸盐投加量表3.1为亚硫酸盐与六价铬的理论投加量比及实际投加量。

表3.1 亚硫酸盐与六价铬的投加量比例

序列号

亚硫酸盐类型

进料比（质量比）

理论值

实际使用情况

六价铬∶NaHSO 3

1∶3

1：4～5

六价铬∶硫酸钠

1∶3.6

1：4～5

六价铬∶

1∶2.74

1：3.5～4

（3）废水经过酸化、还原反应后，加碱调节废水pH值，使氢氧化铬沉淀出来，pH值一般控制在7-8，反应时间为20min。

（4）沉淀剂的选择将三价铬沉淀为氢氧化铬常用的有氢氧化钙、碳酸钠、氢氧化钠等。石灰价格便宜，但反应慢，产生大量污泥，不易回收。碳酸钠投料方便，但反应过程中会产生二氧化碳。氢氧化钠价格昂贵，但用量少，污泥纯度高，容易回收。因此，一般采用氢氧化钠作沉淀剂，浓度为20%。

（4）沉淀剂的选择将三价铬沉淀为氢氧化铬常用的有氢氧化钙、碳酸钠、氢氧化钠等。石灰价格便宜，但反应慢，产生大量污泥，不易回收。碳酸钠投料方便，但反应过程中会产生二氧化碳。氢氧化钠价格昂贵，但用量少，污泥纯度高，容易回收。因此，一般采用氢氧化钠作沉淀剂，浓度为20%。

2. 铁氧体法

铁酸盐沉淀法是在硫酸亚铁处理法的基础上发展起来的一种新的处理方法，它使废水中的各种金属离子形成铁酸盐晶体，共同沉淀下来，从而达到净化废水的目的。铁酸盐处理法的主要优点是硫酸亚铁来源广泛，价格低廉，处理设备简单，处理后的水能达到排放标准，污泥不会造成二次污染；缺点是投加药剂量大，产生的污泥量也大，用污泥制取铁酸盐的工艺条件不易控制，需要较多的加热能耗，处理成本也较高。

铁氧体法处理含铬废水是向废水中加入硫酸亚铁，将废水中的六价铬还原为三价铬，然后加碱调节废水的pH值，使三价铬与废水中的其他重金属离子（以Mn+表示）共沉淀。共沉淀过程中，溶解在水中的重金属离子进入铁氧体晶体中，形成复合铁氧体。铁氧体法一般重点处理含有六价铬、镍、铜、锌等重金属离子的废水。

3.硫酸亚铁-石灰法

硫酸亚铁为强酸弱碱盐，水解后呈酸性。硫酸亚铁与六价铬发生氧化还原反应，生成三价铬。用石灰将pH值升至7.5-8.5时，生成氢氧化铬沉淀。当pH值>3时，Fe3+生成大量沉淀，生成的氢氧化铁有混凝作用，有利于其它沉淀物的沉降。

硫酸亚铁处理含铬废水的操作条件见表3.2，连续处理时反应时间不少于30分钟，间歇处理时反应时间2～4小时。

表3.2 硫酸亚铁处理含铬废水的运行条件

序列号

六价铬/毫克/升

加药前调整 pH 值

添加量（质量比）Cr 6+ ∶FeSO 4 •7H 2 O

反应后条件作用

pH

通风时间 min

评论

≤25

＜ 4

1:40 ～ 1:50

7-8

搅拌均匀

所需压缩空气量为0.2m3/min.m3(废水)，压力为80～。

25 至 50

1:35 ～ 1:40

10 至 20

50 ～ 100

1:25 ～ 1:35

15 至 30

≥100

1:16 ～ 1:30

15 至 30

硫酸亚铁-石灰法处理含铬废水的特点是：利用酸洗废水中的硫酸亚铁，除铬效果好、成本低、处理工艺成熟，但产泥量大、占地面积大，出水色度高。

铬镍厂废水处理中含镍废水的处理

膜分离技术作为一项高新技术，由于其分离效率高、节能、无二次污染、操作简便、占地面积小等优点，在电镀废水处理中逐渐得到广泛的应用。

1 流程

该系统由两部分组成，即原水预处理部分和反渗透部分。

1.1 预处理

预处理系统由原水箱、提升泵、袋式过滤器、除油过滤器、保安过滤器组成。

废水由原水池经提升泵进入袋式过滤器，运行压力为0.35n0.38MPa，过滤器内置孔径为5μm的PP滤袋，可去除大部分悬浮物、大分子胶体等。然后废水经过除油过滤器，除油过滤器在运行压力0.31-0.35MPa下可吸附废水中的有机物、油脂、余氯，同时还可去除水中的异味、色度等。最后废水进入保安过滤器，运行压力为0.28-0.32MPa，保安过滤器内装有5μm的PP滤芯，起到预处理的最后一道保安作用，防止管道内的颗粒进入RO泵，避免损坏RO泵和膜元件。 一切预处理过程都是为了最大限度地阻止和延缓污染物在RO膜表面的沉积，防止胶体物质、固体悬浮颗粒的碰撞，防止有机物、微生物、氧化性物质等对膜的破坏，延缓RO膜的水解过程，使RO系统处于良好的状态工作。

1.2 一级反渗透系统

废水经预处理后由一级输送泵送至一级RO装置连续浓缩，一级浓缩系统废水处理量为1m3/h，废水中镍离子浓度约320-350mg/L，pH5-7，有少量光亮剂等有机物。设计运行压力为1.5MPa，膜组件通量为800L/h。系统采用杭州市水处理技术研究中心生产的4支8英寸聚酰胺抗污染膜元件，单支元件有效膜面积为32m，脱盐率≥99%。废水经本系统处理后，分离出80%的水，产水电导率≤150μS/cm，直接回用于电镀生产作为漂洗水。 大部分金属离子被膜截留于浓缩液中，进入二级浓缩系统，浓缩倍数可达5倍。

1.3 二级反渗透系统

一级RO系统浓液泵入二级RO装置循环浓缩，二级浓缩系统废水处理量为0.2m3/h，废水中镍离子浓度约16000-/L，pH值为5-7。设计运行压力为2.5MPa，通量为200L/h。系统采用4支进口4英寸聚酰胺复合海水淡化膜元件，单支元件有效膜面积为7m，脱盐率≥99.5%。二级浓液经本系统处理后浓缩10倍以上后送至蒸发系统。两极产出的RO水进入RO产水池，在生产线上重复利用，形成良性、清洁的生产循环水系统。浓液蒸发后直接返回电镀槽使用。

2 运行稳定

反渗透膜系统处理后的出水主要作为镀镍漂洗水，由于镀镍液的工作温度为55～60"C，电镀过程中有大量水分蒸发，因此从RO装置浓液排出的稀镀镍液（量较少时）可顺利加入镀镍槽中回用。整个系统自2005年4月投入运行以来，系统运行平稳，各项指标基本达到设计要求。系统运行参数见表1。

废水处理监测结果见表2。从实际运行结果来看，膜镍回收系统镍回收率达到99.96%，中水回用率达到100%，满足设计要求。此方案不仅回收了漂洗废水的水资源，还回收了镍资源。经膜系统浓缩50倍的浓缩液直接回用于电镀槽，作为生产工艺的补充水。此方案处理工艺简单，维护简单，无二次污染，更彻底地实现了镀镍废水的零排放。详情可参考更多相关技术文献。

表格1

表 2

3.RO膜的清洗与维护

在正常运行过程中，反渗透元件中的膜表面会受到无机盐水垢、微生物、胶体颗粒及不溶性有机物的污染，造成膜通量下降，从而产生设备成本增加、产品质量下降等一系列问题。虽然该工艺的预处理系统比较完善，但经过长时间的运行后，反渗透膜表面仍然不可避免地受到污染，这是膜分离技术在实际工程中普遍存在的问题。因此，在实际工程中要特别重视膜的维护——膜污染的控制与清洗。2005年10月，该膜受到严重污染，通量下降20%左右，通过加酸加碱进行化学清洗，膜通量恢复率基本能达到设计值的95%左右。