电镀废水深度处理实用工艺研究：膜技术助力回用

电镀废水深度处理实用工艺研究：膜技术助力回用

电镀废水深度处理实用工艺研究王磊，庹培芝，石宣，周小军，张惠君（山西太原）摘要：常规的电镀废水处理工艺不能高效去除电镀废水中的污染物，只能实现废水的简单回用。在改进的废水处理工艺中，膜技术的介入使这一点得到了很大的改善。下面通过实例说明膜分离技术在电镀废水处理中的作用。关键词：电镀废水；膜技术；回用；超滤膜；反渗透中图分类号：X703文献标识码：B文章编号：1008-021X(2011)08-0065-031电镀废水处理现状电镀废水中一般含有铬、锌、铜、镉、铅、镍等元素。近年来，随着国家对电镀行业清洁生产水平要求的提高，以及一些地方性政策法规的新要求，特别是《电镀污染物排放标准-2008》的颁布，电镀企业实施废水零排放已成为新时期的发展趋势。因此膜分离技术在电镀废水零排放中得到广泛应用并取得成效。废水中的重金属离子和剧毒杂质如酸、碱、氰化物等，有些是具有致癌、致畸、致突变作用的剧毒物质，必须谨慎处理，以免对人造成危害。20世纪50年代末是我国电镀废水处理的起步阶段，60年代至70年代中期开始引起人们的重视，但还处于简单的排放控制阶段。

20世纪70年代中期至80年代初期，大部分电镀废水得到了有效处理。离子交换、薄膜蒸发浓缩等工艺在全国范围内得到推广应用，反渗透、电渗析等工艺已进入工业化应用阶段。废水中贵重物质的回收和水的循环利用技术也取得了很大的进展。20世纪80年代至90年代，开始对从根本上控制污染的技术进行研究，综合防治研究取得了可喜的成果。20世纪90年代以来，电镀废水处理由工艺改革、回收利用、闭路循环向综合防治发展，资源再利用技术与多元化组合处理、自动控制相结合成为电镀废水处理的主流。电镀废水主要来源于前处理脱脂酸洗、镀件清洗、废镀液以及各类槽液的跑、冒、滴、漏等。这些废水中含有铜、镍、铬、锌等重金属离子及氰化物，对环境造成危害。目前，国内外处理电镀废水的主要方法有：离子交换法回收重金属、化学法处理混合废水、铁氧体法、生物法等。但这些方法投资昂贵、技术管理要求高，难以在一些中小型电镀企业推广应用[1]。针对中小型电镀厂废水处理的现状及水资源短缺的问题，我们经过多年的研究，成功开发了以传统化学方法为基础，结合现代技术的电镀废水综合集成处理技术与设备，并应用于众多电镀废水处理工程，取得了良好的效果。2传统电镀废水处理工艺方法电镀生产过程中耗水量大，排放的重金属对水环境造成污染，极大地制约了电镀行业的可持续发展。

传统的电镀废水处理工艺成本过高，重金属未经回收就排入水体，易对生物造成危害。处理电镀废水一般有四种方法：1）物理法。物理法是利用物理作用将废水中的悬浮污染物分离出来，在处理过程中不改变物质的化学性质，如电镀废水的除油、蒸发浓缩、水的回用等。蒸发浓缩回收是将重金属电镀废水蒸发得到浓缩，然后回收再利用的处理方法。一般用于处理含铬、铜、银、镍离子的废水，也常与其他方法联合使用，如采用常压蒸发、逆流漂洗处理电镀含铬废水。蒸发浓缩法处理电镀重金属废水，具有很好的环境效益和经济效益，但由于能耗大、运行费用高，受到一定的局限性，通常只作为其它工艺的辅助处理方法。2）化学法。是在废水中加入化学药剂，通过化学反应改变废水中污染物的化学性质，使之转化为无害物质或易于与水分离而从废水中除去的物质的处理工艺。3）电渗析。即利用渗透膜使废水中的阴离子和阳离子作定向迁移，从而浓缩电镀废水。

电渗析法具有能耗低、浓缩液可重复利用等优点，但无法回收镀铬废液中的金属铬，产生的稀溶液只能作为清洗水，不能在生产线中重复利用，多余的稀溶液需进一步处理后才能排放，形成二次污染。4）离子交换法。是指利用离子交换树脂去除废水中的阴离子和阳离子。与化学沉淀法相比，具有能耗低、无污泥产生等优点，但无法产生更高浓度的溶液返回电镀槽，无法去除清洗液中的有机物，因此处理后的水即使重复利用，也无法满足生产给水要求。常规处理工艺的处理效果可以保证达到国家二级排放标准，但需进行深度处理才能达到新标准的排放限值。 3 废水处理工艺改进针对企业原有的工艺设备及新标准的要求，根据投入成本和达标排放两方面的需要，可以采用在传统工艺设备基础上增加后续深度处理工艺的综合处理方式。该工艺在原有传统工艺设备的基础上增加了后续工艺，具有投资成本低、出水效果好的特点。经传统工艺处理后出水水质良好，而后续的深滤设备对进水水质要求较高，因此也大大提高了后续深滤设备的使用寿命，其工艺流程图如图1所示。图1 传统工​​艺加后续设备工艺流程图对于新建企业，采用对不同镀种电镀废水分别处理工艺方式，对不同成分的废水分别处理回用，整个系统闭环，这也是电镀废水处理的发展方向。

其工艺流程图如图2所示。2）从设备、工艺方面对废水处理系统进行改造。废水处理系统采用传统的化学沉淀工艺，技术上是可行的，但因为处理系统已经运行多年，需要更新设备、调整工艺、更换药剂等；3）增设废水回用系统，让达到排放标准的废水经过回用系统处理后，重新用于电镀生产线[3]。通过这一措施，可以大大减少电镀废水的排放，甚至实现为零。可见，主要问题还是在回用处理系统上。4、针对电镀废水的深度处理，主要采取以下措施：1）厂家应调整、改进废水处理设备的生产工艺和设备，对各类废水进行分别处理，最大限度降低废水后续处理的难度；图2 不同镀种电镀废水处理工艺流程图·67·第8期 王磊等：电镀废水深度处理的实用工艺研究 总铬≤0.5mg/L、六价铬≤0.1mg/L、总镍≤0.1mg/L、总铜≤0.3mg/L、pH值6～9、悬浮物≤30mg/L。出水满足国家《电镀污染物排放标准》（－2008）中水污染物特别排放限值，可回用于电镀线工艺池或直接外排。面对日益严重的环境污染问题，实施深度水处理，减少排水，提高出水水质是电镀企业实现自身可持续发展的重要举措。

近年来随着国家环保法律法规的完善和环保执法力度的进一步加强，膜分离技术在电镀行业废水回用处理中逐渐得到广泛的应用，膜分离技术的实际应用也得到了完善和提高，作为电镀企业实现电镀废水的循环利用，有着十分广阔的发展前景。参考文献[1]侯爱东，王飞.电镀废水综合集成处理技术及应用[J].电镀与环保，2003，23（4）：33-35。[2]张爽，宋敬国，陈文清.膜分离技术在工业废水处理中的应用[J].资源开发与市场，2009，25（4）：289-291。[3]陆月红，陈彩萍.电镀废水处理技术的突破[J].中国新技术新产品，2009，21：4-5。 ［4］ 刘继阳，夏明芳，张林生，陆继来。膜分离技术处理电镀废水的研究及应用前景［J］。污染控制技术，2009，22(3):65－69。 ［5］ 牛涛涛，李振宇，王建根，闫晓。超滤在废水处理中的应用［J］。河北化工，2008，31(5):10－12。 5 膜分离技术在电镀废水处理中的应用 1）处理特点 回收进水电导率较高，电导率值一般在 1100～1600μs/cm 之间，严重影响 RO 系统的寿命，因此废水在进入 RO 处理单元之前必须进行预处理，将电导率值降低到 800μs/cm 以下。因此 RO 系统必须采取针对性的预处理措施，才能保证理想的处理效果［4］。

2）预处理的选择针对废水水质，采用砂滤器、活性炭吸附器进行预处理。砂滤器可以去除废水中较大的颗粒，降低浊度。设置活性炭吸附器可有效去除废水中的有机物、胶体颗粒等，延长RO膜的使用寿命[5]。3）RO膜的设计针对电镀废水的特点，电镀废水回用处理所采用的RO膜应采用聚酰胺复合膜，其具有低压运行、产水量高、脱盐性能好的特点[2]。6 膜技术在电镀废水深度处理中的应用实例以北京某研究所为例，该研究所电镀设备排放的废水为混合电镀废水，废水水质如下：Cu2+≤29mg/L，Ni2+≤23mg/L，Cr6+≤7mg/L，pH值1~2。首先在废水排放环节采用分开处理。含铜废水、含镍废水、含铬废水排入三个废水池分别处理（含铜废水与酸碱废水混合后排入混合废水池），保证后期处理效果。其中含镍废水采用离子交换法回收，出水排入混合废水池，浓缩后的镍回收至电镀槽；含铬废水需先将Cr6+还原为Cr3+，出水排入混合废水池。混合废水前期采用传统工艺处理，即中和沉淀砂滤工艺，后期采用RO膜分离系统，选用聚酰胺复合膜，采用两级膜分离。工艺流程图见图1，经该工艺处理后出水水质如下：（文章格式：王磊，庹培智，石宣等. 电镀废水深度处理实用工艺研究[J]. 山东化工，2011, 40(8): 65-67.）·行业新闻·中科院大连化学物理研究所与大成农药联合成立精细化学品实验室2011年8月18日，中科院大连化学物理研究所与大成农药联合成立的精细化学品联合实验室成立，并举行揭牌仪式。

大连化学物理研究所是中国科学院百所科研机构之一，科研实力雄厚。大成农药始创于1949年，是国家骨干农药生产企业。双方合作共同成立精细化学品联合实验室，旨在借助国内知名科研机构的技术研发实力和企业的生产实践平台，进一步拓展农药技术研究领域，实现科研成果产业化，同时为大成农药产品结构调整、产品升级提供技术支撑。（孙飞）