淺析電鍍廢水處理的新方法及發(fā)展趨勢

　　摘要:針對電鍍廢水的特點及處理現(xiàn)狀，論述常見處理的方法，優(yōu)點及存在的問題，提出電鍍廢水處理的新方法—電絮凝、微電解及發(fā)展趨勢，以期指導(dǎo)實踐，保證電鍍廢水達標排放。

　　引言

　　電鍍行業(yè)是關(guān)乎國計民生的行業(yè)，大到重型器械，小到硬幣、打火機風(fēng)罩等，都經(jīng)過電鍍的工序才得以面世。電鍍行業(yè)又是高污染、高用水量的行業(yè)，由于電鍍工藝差別，產(chǎn)生的廢水量、種類及特點又不同，通常按照廢水中污染物種類主要分為含氰廢水、含鉻廢水、重金屬廢水及酸堿廢水，其中，含氰廢水、含鉻廢水由于含有劇毒的氰化物及毒性極強的六價鉻，未處理達標就排放水體會對水體造成極大的危害，從而危害到水生動植物及賴以生存的農(nóng)作物、動物及人類。

　　1˙電鍍廢水的治理歷史及現(xiàn)狀

　　我國對電鍍廢水的治理起于20世紀50年代末，至今已經(jīng)有50多年的歷史了，但直至2008年，國家環(huán)保部才出臺相關(guān)的行業(yè)排放標準。在此之前2007年，由于太湖藍藻事件的爆發(fā)，曾出臺《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》，其中電鍍廢水COD，NH3-N等指標被明確規(guī)定由原來《污水綜合排放標準》中一級排放標準100mg/L，15mg/L提高到80mg/L，5mg/L。2008年出臺的《電鍍污染物排放標準》，首次對電鍍行業(yè)污染物排放提出了行業(yè)標準。其中，以各種重金屬離子的排放要求尤為嚴格，表3標準中對部分地區(qū)六價鉻排放標準0.1mg/L，總鉻排放標準達到0.5mg/L，總鎳排放標準0.1mg/L，體現(xiàn)了對電鍍行業(yè)特征污染物———重金屬離子從嚴的排放要求，同時COD排放要求也提高至50mg/L以上。

　　2˙電鍍廢水的處理方法簡介

　　電鍍廢水的處理方法按照原理分為:物理法、化學(xué)法、生化法等。以下對各種特征廢水的處理方法進行敘述。

　　2.1 含氰廢水處理方法

　　電鍍廢水中氰化物多為絡(luò)合狀態(tài)，傳統(tǒng)工藝采用化學(xué)氧化法，即:加入強氧化劑解絡(luò)后再加藥沉降的方法。過程如下:將含氰廢水pH加堿調(diào)節(jié)至10～11，向廢水中加入氧化劑次氯酸鈉，將廢水中劇毒的絡(luò)合氰根離子氧化成低毒的氰酸根離子，即一次破氰。之后，加酸將廢水pH回調(diào)至7～8，繼續(xù)向廢水中加入次氯酸鈉使氰酸根離子氧化成N2，從廢水中溢出，即二次破氰。相對而言，二次破氰最終使CN-轉(zhuǎn)化成無毒的N2從廢水中溢出，是較徹底的除氰方法，但處理費用較高。對含氰廢水的堿性次鈉破氰的處理方法，至今仍是最為行之有效的方法。然次鈉藥劑費用之高，也是電鍍廢水處理運行費用的主要組成部分。

　　近幾年來，由于氰化氫價格的不斷上漲，國內(nèi)外都有針對從中高濃度含氰廢水中回收氰化物的研究———酸性回收法。其原理是利用HCN的沸點低(僅為26.5)，利用HCl吹脫裝置和HCN氣體吸收裝置可回收HCN。從理論上來講，該方法對實現(xiàn)HCN的回收，減少藥劑費用方面，意義十分積極。但回收工藝受到廢水中CN-濃度、溫度、處理裝置的汽液比等各種因素的影響以及HCN氣體的劇毒性，其回收裝置及效果有待進一步的試驗和不斷改進。

　　2.2 含鉻廢水處理方法

　　含鉻廢水，主要有六價鉻廢水和三價鉻廢水。三價鉻廢水可作為普通重金屬廢水處理，六價鉻廢水需采用還原劑還原再化學(xué)沉淀的方法進行處理。將廢水pH調(diào)節(jié)至2～3之間，加入焦亞硫酸鈉或硫酸亞鐵作為還原劑，將六價鉻離子還原成三價鉻離子，再通過沉淀的方法從廢水中分離。一般來說兩種還原劑的處理效果相當，但投加過量的硫酸亞鐵引入大量的Fe2+，再將Cr6+還原為Cr3+的過程中，F(xiàn)e2+被氧化成Fe3+，在后續(xù)的加堿沉淀過程中，F(xiàn)e3+與OH-結(jié)合生成沉淀，產(chǎn)生大量污泥，增加了壓濾機的處理負荷，而采用焦亞硫酸鈉則不存在這個問題。在含鉻廢水的處理中，Cr3+離子理論上的最佳沉淀pH值在8～9左右，而9～11之間則可能發(fā)生反溶。在實際工程中，由于廢水中是多種重金屬離子共存，沉淀的pH值需經(jīng)過小試確定。

　　2.3 重金屬廢水

　　重金屬廢水多來源于電鍍工藝中的鍍后漂洗工藝，其特點是含有單一的或多種重金屬離子，濃度一般不超過200mg/L。這類廢水一般與經(jīng)過氧化的含氰廢水、經(jīng)過還原的六價鉻廢水一起，加堿沉淀即可。

　　若廢水水質(zhì)較好或重金屬成分較為單一，則可考慮回收水或重金屬。如廢水中僅含有鎳離子，則可采用離子交換的處理方法對廢水中的鎳離子進行回收，可得到30g/L以上的鎳濃縮液，具有很高的回收價值，而廢水也得到凈化，可回用于工藝中用水要求不高的地方，樹脂吸附飽和后可用酸堿再生，循環(huán)使用。此法要注意由于很多待鍍件是鐵件，廢水中可能含有Fe2+和Fe3+，對樹脂有毒害作用，工藝中應(yīng)采用預(yù)曝氣除鐵或錳砂過濾器除鐵。又如:同時含銅鎳且排放量較大水質(zhì)較好的廢水，全部加堿沉淀后排放較為浪費，建議可采用將其單獨收集，預(yù)處理后經(jīng)過膜進行回收，可回收60%以上的水量返回工藝中使用，對其產(chǎn)生的濃縮水排入廢水系統(tǒng)進行處理，這樣既節(jié)約了單位產(chǎn)品的用水量，又減少了廢水的排放量，對企業(yè)的節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)起到積極推動作用。

　　2.4 酸堿廢水的處理方法

　　酸堿廢水，在電鍍廢水中常被稱為前處理廢水，是在電鍍之前對待鍍件的除油除銹工作中產(chǎn)生的。因此，前處理廢水中含有豐富的油類物質(zhì)、表面活性劑、鐵離子、亞鐵離子及COD等，SS較高，通常采用與重金屬廢水一起處理。對于COD較高的酸堿廢水，則必須在化學(xué)反應(yīng)之后采用生化法對COD進一步處理。

　　3˙電鍍廢水的治理現(xiàn)狀

　　電鍍廢水的種類、特征往往是和其電鍍工藝相關(guān)的。在我們所經(jīng)歷的相關(guān)案例中，發(fā)現(xiàn)低級電鍍工藝中鍍種相對單一，要求也不高，例如超市貨架、手推車等多采用鍍鋅工藝，廢水是相對單一的含鋅廢水;而多數(shù)電鍍工藝過程較為復(fù)雜，同時含有上述各種廢水，因此對于電鍍廢水，需采用多種處理方法相結(jié)合，分質(zhì)處理，才能達到最佳的處理效果。

　　在清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排日趨成為新一代的環(huán)保主題，中水回用、重金屬回收以及零排放工藝越來越受到廣泛關(guān)注。部分地區(qū)的環(huán)保要求已從達標排放上升到微排放、零排放。于是，針對已經(jīng)處理后的廢水進行有效的回收再利用，部分廢水從源頭上就采用零排放工藝成為企業(yè)爭相采用的處理方法。但是目前中水工藝中主要的回收設(shè)備還是RO膜，RO膜是一種分離膜，在產(chǎn)生潔凈水的同時，污染物質(zhì)進入膜的濃縮水端，濃縮水將原廢水中的污染物質(zhì)濃縮，已經(jīng)不具有不經(jīng)處理就能排放的可能性，并具有較高的含鹽量，如何將其妥善處理或回用是目前中水回用的難題之一。

　　此外，很多電鍍中，如精密電氣原件、高端工藝品的電鍍都涉及到貴金屬鍍層，如鍍金、鍍銀等，于是產(chǎn)生了氰化金廢水、氰化銀廢水等，若不將其中的金、銀回收，既浪費了貴重的原材料，又增加了廢水處理成本?，F(xiàn)在多數(shù)采用一種專門針對吸附廢水中的金、銀的樹脂，如KP201，IRC748等，可將氰化廢水中的金、銀離子吸附，與之前講過的樹脂吸附法不同的是:這些樹脂不能再生，當樹脂吸附飽和后，將樹脂取出焚燒，可回收金或銀。由于金銀具有極高的市場價值，它的回收可為廢水處理系統(tǒng)創(chuàng)收，并符合循環(huán)經(jīng)濟的理念。

　　4˙新方法、新工藝

　　新工藝之一———電絮凝，作用原理是以鋁、鐵等金屬為陽極，在直流電作用下，陽極被溶蝕，產(chǎn)生Al3+，F(xiàn)e3+等離子，再經(jīng)一系列水解、聚合及亞鐵的氧化過程，發(fā)展成為各種羥基絡(luò)合物、多核羥基絡(luò)合物以及氫氧化物的混合物(見圖1)，作為鐵系的絮凝劑，可使廢水中的膠態(tài)雜質(zhì)、懸浮雜質(zhì)凝聚沉淀而分離。同時，帶電的污染物顆粒在電場中由于電荷被電極中和而使其脫穩(wěn)沉降。

　　電絮凝應(yīng)用在電鍍廢水處理中，各種廢水可混合處理，能有效去除膠態(tài)雜質(zhì)及懸浮雜質(zhì)、廢水中重金屬離子，還可降低水中含鹽量，使處理后的水能重復(fù)使用，具有:去除范圍廣，一次完成氧化、還原、絮凝、氣浮的特點，同時也避免了采用膜法回用廢水產(chǎn)生的濃水的二次污染。采用電絮凝對電鍍廢水進行處理目前國內(nèi)已有案例。

　　新工藝之二———微電解技術(shù)與電絮凝技術(shù)的原理基本相同，所不同的是微電解技術(shù)是利用填充在廢水中的微電解材料自身產(chǎn)生1.2V電位差對廢水進行電解處理，以達到降解污染物的目的。其優(yōu)點是成本低廉、操作維護方便，無需消耗電力資源等。

　　5˙前景與建議

　　電鍍廢水的處理方法多種多樣，在傳統(tǒng)的處理方法的基礎(chǔ)上，積極研發(fā)新方法，以降低處理能耗、處理費用，提升處理效果，并能滿足當今清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排號召的新工藝必定具有劃時代的意義。