化學方法處理電鍍廢水

王茂全

（四川空分設備（集團）有限責任公司，成都 641400）

在“八五”技改前，四川空分設備（集團）有限責任公司電鍍車間在生產過程中所產生的工業廢水大約有80 m3/d。其中，含鉻廢水約有20 m3，鉻含量約為65 mg/L；氰化物廢水約5 m3，氰化物含量為2.3 mg/L；其余為含有油污及鐵、鎳、銅、鋅等金屬離子的酸堿廢水，各金屬離子的含量不定。公司曾采用“電解法”處理六價鉻（Cr6+），但設備故障多，性能不穩定。后來采用鋇鹽（氯化鋇）沉降法處理六價鉻。在此法的應用中，所投加的氯化鋇用量沒有得到控制，過量時會造成鋇離子（Ba2+）的污染，若投放量不足，處理后的廢水中鉻離子會超標。

在電鍍車間內，電鍍種類不僅有鍍鉻、鍍銅、鍍鎳、鍍鋅等，還有陽極氧化、發蘭、發黑等。因此，在電鍍車間所產生的酸堿廢水中，含有油污以及鐵、鎳、銅、鋅等金屬離子。此外，當時電鍍車間所采用的電鍍工藝較為落后，對于鑄鐵件的預鍍銅，還必須采用氰化鈉作為添加劑，所以電鍍車間的工業廢水還含有氰根離子（CN-）。當時，這些廢水經過簡單的中和處理就直接排放。為了解決電鍍車間的廢水問題，公司選擇使用性能較為穩定的化學處理法。

1 廢水的處理方法及原理

為了有效地處理電鍍車間所排放的廢水，公司的總體思路是：將車間內所產生的廢水分為三大類，

即含有六價鉻的廢水，含氰化物的廢水，以及含有鐵、鎳、銅、鋅等金屬離子的帶有油污的酸堿廢水。將這三類廢水分開處理，最后綜合排放。

1.1 含六價鉻離子的廢水處理

1.1.1 處理方法

根據理論計算與多次試驗測試數據，確定在含有六價鉻離子的廢水中，按一定比例投加氯化鋇（約為Cr6+:BaCl2=1:4），通入壓縮空氣進行充分攪拌，生成鉻酸鋇沉淀，在靜置條件下使其沉降，清水部分經除鋇處理后用泵抽至綜合沉降池中。

1.1.2 反應機理

反應方程式如式（1）、式（2）所示。

經此法處理后，廢水中的六價鉻離子可控制在《電鍍污染物排放標準》（GB 21900-2008）所規定的指標之內，但廢水中的鋇離子含量可能會超標[2]。因此，必須進行除鋇處理，本次采用石膏（即CaSO4·2H2O）除鋇，其反應如式（3）所示。

經此處理后，所生成的硫酸鋇沉淀的容度積很小，所以就能將廢水中的鋇離子的含量控制在國家所規定的排放標準之內。

1.2 含氰廢水的處理

1.2.1 處理方法

采用堿性氧化法處理含氰廢水，所投加藥品為漂白粉。根據理論計算與試驗測試數據，漂白粉的投加比例為：CN-:漂白粉=1:（30～32）。在處理過程中，廢水的pH值應保持在10～11，由于漂白粉的氧化作用，氰離子（CN-）遭到破壞，分解為無毒的二氧化碳與氮氣[3]。

1.2.2 反應機理

（1）局部氧化法破氰。該工藝的原理是pH值大于10的條件下，用漂白粉（次氯酸鹽ClO-）將氰化物氧化成氰酸鹽，化學反應如式（4）、式（5）所示。

總反應為：

局部氧化法破氰反應生成的氰酸根（CNO-）的毒性大大減小，但CNO-在酸性條件下極容易發生水解生成氨，化學反應如式（7）所示。

該反應生成的氨不僅會污染水體，還容易與氯化合生成毒性比氯更大的氯胺，因此，還應進一步將CNO-予以處理。

（2）完全氧化法破氰。在局部氧化法破氰處理的基礎上，調節廢水的pH值，再投加一定量的氧化劑，充分攪拌，使CNO-完全氧化成氮氣與二氧化碳。化學反應方程式如式（8）所示。

將經過上述破氰處理后的廢水，抽至沉降池，經沉降處理后，將清水部分抽至中和反應調節池中。

1.3 含油污廢水與酸堿廢水的治理

1.3.1 對油污的隔離去除

采用延長含油污廢水所流經的距離，使油污充分上浮，浮于液面，當油污集存到一定時候，撈出結塊作為燃料使用。

1.3.2 酸堿廢水的處理

采用酸堿中和法，將廢液的pH值控制在7～8，在此pH值范圍內的酸堿廢水中的鐵、鎳、銅、鋅等金屬離子，將變成金屬氫氧化物沉降，從而使排出的工業廢水中的金屬離子含量控制在國家所規定的排放標準以內[4]。含氰廢水、含鉻廢水和酸堿廢水經綜合處理后，若pH值不在7～8的范圍內，應根據檢測結果加酸或加堿進行中和調節，金屬氫氧化物的沉降機理為：

式中，MN+為廢液中所含金屬離子；n為廢液中所含金屬離子的電荷價。

2 電鍍廢水處理工藝案例分析

2.1 電鍍廢水處理工藝流程

根據電鍍車間可用于廢水處理的場地實際情況，筆者設計了電鍍廢水處理的工藝流程，如圖1所示。

2.2 相關說明

根據電鍍廢水的處理原理，筆者選用圖1所示的方法，對電鍍廢水進行處理。該廢水處理系統是將氰化物廢水、含有油污的各種金屬離子的酸堿廢水、含六價鉻離子的廢水在生產車間內進行分流，單獨流向各自的處理池中進行分開處理。經處理合格后，再合并到中和調節反應池中進行混合，調整pH值到6～8的范圍，在綜合沉降池中進行自然沉降，將上部處理合格的清水泵入集水池回用或者自然溢出排放。在廢水處理過程中，所產生的沉降物集中于污泥干化池中，由專業單位收集統一處理。

圖1 電鍍廢水處理工藝流程

2.3 測試結果

該廢水處理項目試運行階段，由內江市環境監測中心連續檢測15 d，其檢測結果如表1所示。

表1 廢水處理項目試運行階段檢測結果

3 相關評價與應用情況

3.1 相關評價

采用該化學法處理的電鍍廢水，經內江市環境監測中心檢測后，各項污染物的指標均控制在《電鍍污染物排放標準》（GB 21900-2008）所規定的范圍內，得到了檢測人員及公司相關人員的稱贊。

本工程完成后，由四川省環境保護廳組織了工程鑒定，得到了參與鑒定人員的較高評價，在鑒定會上一次性通過，沒有任何異議。

3.2 應用情況

自本工程改造以來，電鍍車間的廢水處理系統運行正常，處理后的廢水中污染物的各項指標均能控制在《電鍍污染物排放標準》（GB 21900-2008）之內，公司再也沒有電鍍廢水對環境的污染之憂。

根據采用化學法處理電鍍廢水的經驗，本公司對酸洗廢水處理系統也進行了改造，去除了原有的價格昂貴的絮凝反應沉淀設備、微孔超過濾設備，從而消除了設備的堵塞等故障，也降低了能耗，大大地降低了廢水處理操作人員的勞動強度。改進后，酸洗車間的廢水處理系統運行得更為正常，廢水處理質量同樣能滿足《電鍍污染物排放標準》（GB 21900-2008）的規定。

根據采用化學法處理電鍍廢水的經驗，筆者又設計了多套含有油污、各種重金屬離子的酸堿廢水處理系統，至今運行均正常。

4 結論

采用化學方法處理電鍍廢水，具有設備投資費用少、系統運行費用低、使用性能穩定、操作簡便、操作工人的勞動強度低等特點。因此，采用化學法處理電鍍企業產生的工業廢水是完全可行的。根據采用化學法處理電鍍廢水的成功經驗，人們可以將該方法用于處理其他含有油污以及鐵、鎳、銅、鋅等金屬離子的工業廢水。

1 張亞娟.鋇鹽法處理六價鉻電鍍廢水及最優工藝參數研究[J].現代化工，2015，44（1）：55-56.

2 上海輕工業專科學校.電鍍工藝與原理[M].上海：上海科技出版社，1978.

3 顧廣宇.化學法處理電鍍廢水[J].化工設計，2004，14（1）：46-48.

4 J W 帕特森.廢水處理技術[M].北京：化學工業出版社，1981.