电镀废水处理方法大揭秘：化学法、物化法与生物法的比较与选择

电镀废水处理方法大揭秘：化学法、物化法与生物法的比较与选择

电镀行业是我国国民经济快速发展的重要推动力之一，涉及航天飞行、国防建设、生活生产等各个领域，电镀工艺在生产过程中会产生大量的废水，由于电镀的特殊性，废水中重金属含量高，毒性大。

选择操作简单、经济合理的处理方法是将电镀废水变宝并合理利用的首要条件。

目前，处理电镀废水的方法可归纳为化学法、物理化学法和生物法。其中化学法主要有化学沉淀法、氧化还原法、中和法等；物理化学法主要有离子交换法、膜分离法、电解法、吸附法等；生物法主要有活性污泥法等。

电解是指电解质溶液在电流作用下发生电化学反应，从而去除重金属污染物的方法。

电解废水时，阴极在电流作用下放出电子，使废水中的部分阳离子获得电子而被还原，因此，阴极在电解过程中起还原剂的作用；阳极获得阴极失去的电子，使废水中的部分阴离子失去电子而被氧化，因此，阳极在电解过程中起氧化剂的作用。

废水中的重金属在电解池阴极被还原，生成不溶于水的沉淀物，从而降低了废水的毒性，达到排放标准。

电解法采用低压直流电源处理电镀废水，不消耗化学试剂，操作管理方便，是目前电镀废水处理方法中比较成熟的工艺，具有很好的发展前景。

电解法常用于从电解、电镀行业产生的重金属废水中回收金属，并取得了良好的处理效果。

本文介绍了三种典型含重金属电镀废水——含铬废水、含铜废水、含镍废水的电解处理研究进展，通过查阅文献，对近年来的研究现状进行总结分析，发现电解法存在的问题，并提出相应的建议，以使工程技术人员和科研人员对电解法处理电镀废水有一个全面的了解，为实际工程和科研的应用提供一定的参考。

电解处理含铬废水

铬是变价元素，其化合物以二价、三价、六价形式存在，其中六价铬毒性最强。六价铬被列为对人体危害最大的八种化学物质之一，对人体有“三价”作用。

雷迎春采用自制的有机玻璃电解池，以不溶性纯铅为阳极材料，18-8不锈钢为阴极材料，实验废水采用模拟废水，设计正交实验，研究电流、电解时间等因素对铬去除的影响。

试验结果表明:NaCl能提高溶液的电导率,降低阴极极化,并在阳极处形成PbO薄膜,降低阳极极化;当Cr(VI)浓度为7.8g/L,电流强度为1.4A,温度为15℃时,Cr(VI)的去除率为99.9%。

郝火帆等人设计了双电极串联电解模拟试验装置，铁板尺寸为180mm×180mm×15mm，对某厂含铬废水进行电解，结果表明，电解1h后废水即可达标排放，处理效果明显，经计算，每处理1m3废水需耗电1.2kW/h。

Fe-Al混合电极中的Al电极能生成具有混凝作用的Al(OH)，可吸附废水中的二价铁离子，同时生成的Fe(OH)能吸附废水中的胶体颗粒，产生沉淀。梁建民等利用Fe-Al混合电极的上述优良特性，对含铬废水进行处理，实验证明，当Fe、

当Al比为2:1，电流密度为0.2-0.3A/dm2，极板间距为10mm左右时，电解15分钟后污水中C的去除率可达99.6%，且电解废水静置一段时间后颜色、浊度基本没有变化，电解后废水稳定性良好。

电解法处理含铜废水

电镀行业排放的废水中铜的含量很高，每升含几十至几百毫克。

周云等采用交换吸附-电解法处理含铜废水。

研究结果表明，经过交换吸附处理后废水中铜含量可以达到国家排放标准，树脂饱和后的再生液进入电解槽进行电解处理，可以取得良好的处理效果，达到回收铜、减少环境危害的目的。

曾淼等以某企业含铜电镀废水为样品，采用电解法，研究了电解时间、电流密度、进出水浓度等参数对铜离子去除率的影响，最后分析了电极法去除铜离子的经济成本。

结果表明:当电流密度为1.5A/dm,铜离子质量浓度为31.76mg/L时,铜离子去除率可达98%;当铜离子质量浓度为1867.16mg/L,电流密度为3.0A/din时,铜离子去除率可达99%。

流化床是一种将待处理水流化的水处理装置。任光军等人自主研发了一种流化床电解装置，用于处理含铜废水。所用电解质为混酸电解质，阳极材料为钛基二氧化铅。

结果表明，流化介质处于流化状态，增加了电极与电解液的有效接触面积，从而提高了电流利用效率，取得了较好的环境效益和经济效益。

电解法处理含镍废水

电镀行业中的酸洗工序会产生大量的含镍废水，若处理不当，不仅会造成严重的环境污染，还会导致大量镍金属资源的流失。

含镍废水的不合理排放，会污染空气、水体和土壤。镍在空气中可形成致癌的Ni(CO)；镍进入水体后与水结合形成水合离子，严重影响水环境；土壤中的镍会被农作物带走，使农作物果实产生剧毒。

刘淑兰等设计了一种尺寸为95mm×75mm×75mm的有机玻璃电解池，阴极材料为不锈钢片，阳极材料为钛基镀二氧化铅，在电解质溶液中添加强酸性阳离子交换树脂，用于处理含镍废水。

结果表明，在电解液中添加强酸性阳离子交换树脂作为双相电解质，可以提高电解液的电导率，即阴极附近的镍离子浓度，此方法取得较高的镍回收率。

余德龙等人设计了有机玻璃电渗析测试装置，研究了电渗析电解回收金属镍，并研究了影响回收效率的因素。

结果表明:控制电解液pH值在5左右,设定合理的电流密度,可以提高金属镍的回收效率;实验电解液的电流密度可达60%,回收的金属镍纯度可达99.7%。

张少锋等采用自行设计的以阴极室为循环室、底部为完全封闭的阳极室的电解槽，采用脉冲电流法处理含镍废水。

结果表明:在相同的电解时间内,脉冲电解法的电解效率高于直流电解法,对于含镍废水脉冲电解法明显优于直流电解法。

问题

电解法经过几十年的发展，在电镀工业中得到了广泛的应用，但是也存在一定的局限性，主要是电流效率低、经济性不合理。

以上两个限制的存在在一定程度上制约了电解水处理技术的发展，因此需要研究新型电极材料来提高电流的利用效率。

此外，电解过程中不可避免地会发生极化，极化主要有两种类型：浓度极化和化学极化。浓度极化会降低电解过程的效率，必须对电解槽进行适当的搅拌。因此，开发新型反应器是未来电解工艺发展的重要方向。

结论

电镀废水中重金属的回收是推动循环经济发展、避免电镀污染转移、从根本上减少污染的重要内容。

常规处理工艺各有特点，但也存在很大的局限性，化学法、物理化学法具有能耗高、运行成本高的特点；生物法由于菌种适应性不同，驯化难度大，效率低，实际工程应用中易受温度影响。

电解在实际电镀废水处理工程中的应用已显示出巨大的经济效益和环境效益。因此有理由相信随着现代电化学技术理论和科学研究的逐步深入，电解水处理技术将得到更加广泛的应用。