工業廢水大探秘之電鍍廢水

2020-12-21 中國水網

　　電鍍是利用電解原理在材料表面上鍍上一薄層金屬或合金的過程。電鍍可提高材料抗腐蝕性、增加硬度、防止磨耗、提高導電性、光滑性、耐熱性和表面美觀，廣泛應用於機器製造、輕工、電子等行業。

　　電鍍廢水的產生，有多種來源，一般分為鍍件清洗水；鍍液過濾用水和廢鍍液；由於渡槽滲漏、工藝操作管理不當等原因造成的「跑、冒、滴、漏」的各種廢水；衝洗廢水，衝刷地坪、設備和地板等；其他廢水，包括化驗室排水、設備冷卻水以及廢水處理過程中的自用水等情況。

　　其中，鍍件清洗水，約佔車間廢水排放量的80%；鍍液過濾用水和廢鍍液，約佔車間廢水的10%。

　　01 電鍍廢水處理特點及分類

　　電鍍作為全球三大汙染工業之一，電鍍廢水中含有鉻、鎳、銅、鎘、鋅等重金屬以及氰化物、酸鹼、光亮劑、添加劑等有毒有害汙染物。

　　國家規定檢查汙染環境的19種物質，電鍍廢水中就有14種。這些汙染物進入環境後難以被降解，不僅會造成水汙染，而且毒性大、對人類危害極大。我國每年排放電鍍廢水達到40億噸，佔工業廢水總量的1/5。因此，有效處理電鍍廢水具有重要意義。

　　根據電鍍廢水汙染物質的組成、電鍍的種類以及不同的電鍍工藝，當前，國內在處理電鍍廢水時，主要將其分為三類：一是含鉻廢水；二是含氰廢水；三是其他廢水，包括其他重金屬廢水（Cu、Zn、Ni等）以及電鍍綜合廢水。

　　02 電鍍廢水處理方法

　　目前，電鍍廢水處理方法包括物理法、化學法、物化法、生物法。

　　在國內主要採用化學法進行處理，對於某些難處理的金屬離子，通過投加硫化劑等使其沉澱，將其轉移至汙泥中。在電鍍廢水處理過程中產生的電鍍汙泥，屬於危險廢物，應按規定交由有資質的單位對其進行處理與處置。

　　（一）物理法

　　蒸發濃縮法，是最具代表性的物理法，一般用於處理含鉻、銅、銀、鎳等重金屬廢水，可回收利用廢水中的重金屬。

　　對重金屬離子濃度低的廢水，直接應用蒸發濃縮回收法能耗大、成本高、具有局限性，故蒸發濃縮法一般作為輔助處理手段，與其他方法聯合使用。

　　（二） 化學法

　　1、化學沉澱法：通過向廢水中投加某些化學藥劑（氫氧化鈉、石灰等），利用鹼的氫氧根離子與廢水中溶解態的汙染物直接發生化學反應，生成不溶於水的氫氧化物等重金屬化合物，然後再進行固液分離，從而去除水中的重金屬。根據所選用的沉澱劑可分為：

　　氫氧化物沉澱法：加入鹼性沉澱劑如碳酸鈉、石灰等，嚴格控制pH，生成氫氧化物沉澱。

　　鉻酸鹽沉澱法（鋇鹽法）：在含六價鉻的廢水中加入氯化鋇等固相鋇鹽與使其與鉻酸接觸反應，生成溶度積更小的鉻酸鋇沉澱。

　　鐵氧體法：向廢水中投加鐵鹽，使廢水中各種金屬離子形成鐵氧體晶粒沉澱析出。

　　2、氧化還原法：常用於處理含氰廢水，利用氯系氧化劑、臭氧、過氧化氫等將游離氰離子以及與金屬絡合的氰離子氧化成N₂和CO₂。

　　（三） 物化法1、離子交換法：在離子交換劑的作用下，置換出重金屬離子，進而將廢水中的有害物質分離出來。一般用於處理量小、毒性強的廢水，可回收有用重金屬。

　　2、電解法：溶液中的正、負離子在電場的作用下分別向陰、陽極遷移，在陰極上溶液中的金屬離子發生還原反應，得到電子並以金屬形式析出。一般用於處理濃度較高或離子比較單一的電鍍廢水。

　　3、吸附法：吸附劑的結構獨特，利用其多孔性，將水中的重金屬離子吸附到固體表面進而去除。由於吸附劑的再生效率低，該法一般只能用作預處理手段。常用的傳統吸附劑有活性炭、腐殖酸、聚糖樹脂、硅藻土等。

　　4、膜分離法：根據分離條件選擇合適的選擇性透過膜，可從電鍍廢水中回收重金屬和水資源，實現重金屬的「零排放」或「微排放」。包括反滲透（RO）、納濾（NF）、超濾（UF）、電滲析（ED）等。

　　5、氣浮法：在酸性條件下，硫酸亞鐵和六價鉻進行氧化還原反應，然後在鹼性條件下產生絮凝體，在無數微細氣泡作用下使絮凝體浮出水面，使水質變清。

　　氣浮法是代替沉澱法的新型固液分離手段，適應性強，可處理鍍鉻廢水、含鉻鈍化廢水以及混合廢水，不僅可去除重金屬氫氧化物，而且可以去除其他懸浮物、乳化油、表面活性劑等。

　　6、溶劑萃取法：一般包括混合、分離和回收三個主要工序。

　　廢水中重金屬一般以陰陽離子形式存在，在酸性條件下，金屬離子與萃取劑發生絡合反應，從水相被萃取到有機相，然後在鹼性條件下重金屬又被反萃取到水相，使溶劑再生以循環利用。

　　萃取法可同時實現廢水處理和重金屬資源化利用的目的，尤其適用於處理高濃度的含鉻電鍍廢水及其中含有大量可回收物質的含鉻電鍍廢水。

　　（四）生物法

　　生物法是通過生物有機物或其代謝產物與重金屬離子的相互作用處理廢水。

　　根據去除重金屬離子的機理不同，生物法可以分為生物吸附法、生物絮凝法、植物修復法以及生物化學法。一般生物處理作為組合工藝的一部分出現，用來進行深度處理或後處理。

　　03 電鍍汙泥處理處置電鍍廢水處理過程中產生的汙泥屬於危險廢物，處理處置要體現資源化、減量化和無害化。應首先考慮回收其中的重金屬，不能回收利用時，應妥善保管，按規定交由有資質的單位進行處理與處置。

　　1、汙泥處理方法：主要採用資源化處理技術，通過浸取或減容減量的方式實現對汙泥中的重金屬回收利用，包括酸浸法、氨浸法、微生物法、熱化學法（微波、焚燒等）。

　　2、汙泥處置方法：固化/穩定化技術、材料化利用技術、填埋等。

編輯：王媛媛

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