电镀废水处理

工艺论述

    电镀工厂（或车间）排出的废水和废液，如镀件漂洗水、废槽液、设备冷却水和冲洗地面水等，其水质因生产工艺而异，有的含铬，有的含镍或含镉、含氰、含酸、含碱等。废水中的金属离子有的以简单的阳离子形态存在（如Ni2+、Cu2+等），有的以酸根阴离子形式存在（如CrO厈等）,有的则以复杂的络合阴离子形式存在【如Au(CN)娛、Cd(CN)厈、Cu(P2O7)愹等】。一种废水中常含有一种以上的有害成分，如氰化镀镉废水中既有氰又有镉。此外，一般镀液中常含有机添加剂。 
电镀废水多有毒，危害较大。如氰可引起人畜急性中毒，致死，低浓度长期作用也能造成慢性中毒。镉可使肾脏发生病变，并会引起痛痛病。六价铬可引起肺癌、肠胃道疾病和贫血，并会在骨、脾和肝脏内蓄积。因此，电镀废水必须严格控制，妥善处理。 
电镀废水的处理已有数十年历史，可分为三个阶段：第一阶段，大致在20世纪50年代前后，主要着眼于废水、废渣的处理技术。处理的主要对象为氰化物和六价铬。处理方法主要是化学沉淀法。第二阶段大致在60年代，开始注意工艺改革和综合利用，并着手处理镉和其他金属。第三阶段从70年代起，开始研究从根本上控制污染的技术，以防为主，改革电镀工艺，研究废水的闭路循环。在工艺改革上用低浓度工艺代替高浓度工艺（如低铬代替高铬镀铬），用无毒或低毒材料的电镀工艺代替有毒材料的工艺（如以无氰工艺代替有氰工艺）。

目前一般用下述方法处理电镀废水： 
⑴化学法 ：向废水中投加药剂，使其中的有毒物质转化成为无毒物质或毒性大为降低的沉淀物。

化学法包括： 
中和沉淀法：如酸性废水用碱性废水或投加碱性物质进行中和，形成沉淀物。 
中和混凝沉淀法：例如在离子交换法除铬工艺中，阳离子交换柱再生废液是含有重金属离子(Zn2+、Cr3+、Fe3+等)的强酸性废液，可用去除酸根后阴离子交换柱的再生废碱液或加碱中和，使之以氢氧化物形式沉淀。如投加高分子絮凝剂可改变这种沉淀物的沉降性能和分离性能。 
氧化法：如处理含氰废水时，常用次氯酸盐在碱性条件下氧化其中的氰离子,使之分解成低毒的氰酸盐,然后再进一步降解为无毒的二氧化碳和氮。 
还原法：如含铬废水用亚硫酸氢钠或硫酸亚铁加石灰处理,使Cr6+还原成毒性低的Cr3+，并形成氢氧化铬沉淀。 
钡盐法：如含铬废水用钡盐处理，使铬酸根成为铬酸钡沉淀。 
铁氧体法：电镀废水经过处理产生氢氧化铁或其他重金属氢氧化物沉淀，通过氧化反应使重金属转入强磁性的铁氧体结晶中。此法可用于含铬废水的处理。 
化学法设备简单，投资较少，应用较广。但常留下污泥需要进一步处理，而且电镀废水分散，污泥不易集中处理和利用。 
⑵物理化学法 ：主要包括电解法、离子交换法和膜分离法。 
电解法：以处理含铬废水为例，利用可溶性铁阳极，在直流电场作用下，产生亚铁离子，在酸性条件下使废水中以CrO厈和Cr2O崼存在的Cr6+离子还原成为Cr3+离子，随着电解过程中废水pH值升高,形成Cr(OH)3沉淀。采用不同材料的阳极可处理含有其他各种金属离子的废水。电解法操作管理简单，除能够处理镀铬漂洗水外，还可以处理钝化、阳极化、磷化等漂洗水，并有成套设备；但消耗钢材、电能较多，对产生的污泥还没有妥善的处理方法。 
离子交换法：利用离子交换树脂活性基团上的可交换离子(H+、Na+、OH-等),去除废水中的阳、阴离子。此法处理电镀废水不仅可回用水，还可回收金属离子溶液。这种方法已用于处理含有金、镍、铜、镉、铬等废水。近年来人工合成的专门用于处理电镀废水的弱酸、弱碱大孔树脂，可分别用于去除铬、镍和铜，以及一些金属的氰化络合阴离子（见废水离子交换处理法）。一般说来，离子交换法初次投资较大，操作管理水平要求较高，但处理效果稳定，由于能回用金属和水，是当前电镀废水实现闭路循环的主要治理方法之一。存在的主要问题是再生废液会有钠、铁、氯根等杂质离子不能直接回用于镀槽中，排入环境会造成污染。

膜分离法：利用半透膜或离子交换膜等膜材料，在外加推动力下，使废水中的溶解物和水分离浓缩，以净化废水。在膜分离法中，反渗透法用于含镍、含镉废水的浓缩处理已应用于生产。隔膜电解法用于再生镀铬废液。扩散渗析法可用于酸液回收。膜分离方法成本较高。 
蒸发浓缩法：利用热源和蒸发器在常压或负压下直接浓缩废水。用这种方法处理高浓度废水比较经济，常同三级逆流漂洗、气－水喷淋，或同离子交换法联合使用。目前生产中广泛采用钛管薄膜蒸发器和蒸发釜来浓缩含铬废水、含氰废水等，也是闭路循环的主要处理流程之一。 
展望电镀废水处理技术的发展前景，首先是压缩水量，普遍推广逆流漂洗和喷淋技术；其次，对化学法产生的污泥和离子交换再生废液进行综合利用，以及研制适用于处理电镀废水的各种优质树脂和膜，以及进一步研究和完善闭路循环系统，以实现资源的充分利用。

传统的电镀废水处理工艺如下所示：

   ⑶生物法处理：生物法去除有机物工艺是利用污水中微生物的新陈代谢作用来实现对水中有机物和重金属离子的去除。该工艺被广泛应用于污水处理的各个领域。常见的工艺有活性污泥法、生物膜法、生态法等。又根据微生物对氧的需求分为好氧生物处理工艺和厌氧生物处理工艺。典型的工艺活性污泥法有：曝气池工艺（好氧）、SBR工艺（好氧）、BAF工艺（好氧）、生物接触氧化工艺（好氧）、UASB工艺（厌氧）、A/O（厌氧+好氧）等。生物法工艺具有运行成本低，出水水质好等优点而广泛使用，但是生物法也存在着对水质要求高、出水水质不稳定等缺点。如果与物化方法搭配使用，那么生物方法将是一个比较经济的处理工艺。