電鍍污水處理方法及工藝研究

陳彩華(廈門金越電器有限公司，福建 廈門 361021)

0 引言

各行各業裝飾性產品生產和防護性產品生產過程中電鍍的實際應用范圍逐步擴大，逐漸成為我國基礎材料防護和生產過程中的重要工序。然而，隨著我國電鍍廠數目的不斷擴大，我國每年所排放的電鍍廢水與電鍍污水總體量逐步增大。與此同時，由于電鍍廢水和電鍍污水中成化學成分較為復雜，酸堿化合物甚至重金屬含量等成分不明，該類有雜質的電鍍廢水未經處理便排放到周圍水體環境，很難在自然生態系統中被微生物降解，容易造成食物鏈的層層積累和循環，最終在生物體內大量積累而破壞生命體正常代謝活動，威脅人類生命健康安全。因此，研究電鍍污水處理方法及其工藝對我國國民健康的保障和生態環境的保護有著不容忽視的重要價值。

1 電鍍污水的產生

通常情況下，工業生產過程中的電鍍生產工藝主要包括前處理、電鍍處理和后處理等三大部分，每一過程工藝處理都會在一定程度上產生一定量的污水。其中，電鍍生產過程中的鍍件漂洗污水是電鍍工業生產污水的重要來源之一，大約占工業生產車間污水排放量的80%以上，且絕大部分電鍍污水中的有害污染物質是由鍍件表面附著液在清理和漂洗時倒入周圍水體環境。同時，裝飾性產品或防護性產品在實際工業生產電鍍過程中，很容易由于滴漏的電鍍鍍液或產品生產過濾前后沖洗鍍液造成排放水，該類排放污水主要包括清理工業生產渡槽時的殘液、已不適用于工業生產的老化的鍍液等物質，且該類污水中的有害物質污染物濃度較高。另外，由于工業生產過程中的車間管理不善所造成的電鍍車間跑冒滴漏的廢水，與一般情況下的沖刷廢水等一并處理，也造成了電鍍污水的產生與排放。

2 電鍍污水處理方法與工藝

2.1 化學沉淀法

化學沉淀法是電鍍污水處理過程中較為經濟且高效的重要處理方法之一，由于處理技術較為純熟，且實際操作較為便捷簡單，又能夠同時去除電鍍污水中的較多中有害成分，因此，化學沉淀法在電鍍污水處理過程中得到了較為廣泛的應用，圖1 即為電鍍污水化學沉淀處理示意。通常情況下，電鍍污水處理的化學沉淀法主要是在電鍍污水中加入相應的化學藥劑，使原本電鍍污水中的重金屬元素直接轉化為難溶于水的重金屬化合物、絡合物或其他沉淀物，與電鍍污水相互分離沉到池底，以此達到去除電鍍污水中有害金屬元素雜質的目的，通常包括氧化物沉淀、硫化物沉淀甚至鐵氧體沉淀等。就氫氧化物沉淀方法的實踐應用而言，氫氧化物沉淀法是工業生產過程中使用范圍較為廣泛的電鍍污水化學沉淀方法之一，該工藝具備操作簡單、成本低廉且容易控制酸堿度等諸多優勢。化學沉淀中，氫氧化物沉淀法主要是在電鍍污水溶液中加入與重金屬元素相對應的堿性溶液，使電鍍污水中的重金屬元素與堿性氫氧根離子生成不溶于水的氫氧化物沉淀物質，從而將重金屬有害物質從電鍍污水中有效剔除，通常采用石灰、碳酸鈉等來源較為廣泛且價格較為低廉的化學試劑。但與此同時，氫氧化物沉淀法在電鍍污水有害物質去除過程中也存在著較強的局限性，很容易造成大量的污染泥物質存在，且很容易造成周圍環境的二次污染，往往需要投放一定量的其他化學物質調節溶液pH 值。

圖1 電鍍污水化學沉淀處理示意

2.2 物理沉淀法

物理沉淀法是利用物理力學作用，將電鍍污水中呈現出懸浮狀態的有害污染雜質沉入污水分離池底部，以此有效剔除的重要方法。在物理沉淀法應用過程中，該方法并不改變原有電鍍污水的實際物質含量和化學成分，僅僅是利用蒸發、濃縮等諸多物理方法去除電鍍污水中的有害雜質。一般而言，物理沉淀法主要包括蒸發濃縮法和反滲透法。蒸發濃縮法是對電鍍污水中重金屬離子進行有效剔除，能借助高溫蒸發提高電鍍污水溶液中重金屬元素的實際濃度，從而將其回收利用。絕大部分情況下用于處理含銅、銀、鎳等金屬離子的電鍍污水。通常情況下，電鍍工業生產過程中應用蒸發濃縮法處理含有重金屬有害物質的電鍍廢水，往往將蒸發濃縮法與其他方法相互結合，實現電鍍污水重金屬有害物質處理與剔除的閉路循環，以此加強電鍍污水中重金屬有害物質的去除。在此過程中，蒸發濃縮法處理電鍍污水中的重金屬有害物質，由于其工藝較為純熟，且并不需要化學試劑，也就不存在化學試劑二次污染問題，實際回用水或有價值的重金屬離子能夠在物理方法處理下，在不損害周圍環境和二次污染環境的基礎上，具備良好的經濟效益。但在此過程中，蒸發濃縮法往往能耗較大，實際操作成本較高。

活性炭吸附法是重要的物理沉淀法類別，也是現階段我國電鍍污水處理過程中使用較為廣泛重要處理方式之一，活性炭作為實際使用頻率較高、使用范圍較廣的重要吸附劑類別，主要依靠其表面較多、較為發達的孔隙結構，在電鍍污水處理過程中吸附有害雜質，從而以物理吸附方式處理電鍍污水。在此過程中，由于活性炭實際大小不一、孔徑有所不同，而當活性炭的整體孔徑為被吸附的有害雜質大小的三到四倍，能極大限度地提升電鍍污水中有害物質的吸附能力。但是，與其他更加廉價的活性吸附劑相比，活性炭價格較為高昂，在一定程度上限制了活性炭在電鍍污水處理過程中的應用和推廣。同時由于活性炭實際制備工藝流程有所不同，電鍍污水水質不同以及水中所含有害雜質不同等，都會使活性炭對電鍍污水實際去除效果呈現出較大差異，因此，在使用活性炭對電鍍污水中的有害雜質進行吸附時，必須根據活性炭所吸附有害雜質成分列表嚴格選用。另一方面，還應采取相關措施，不斷降低活性碳的制備成本，利用預處理技術等技術創新，不斷提升活性炭吸附法的實際吸附效率，不斷降低活性炭在電鍍污水吸附有害雜質過程中的成本費用。

2.3 腐蝕電池法

基于電化學原理和腐蝕理論處理電鍍污水中的絡合物或含氰化合物的電鍍污水處理方法即腐蝕電池法。通常情況下，絕大部分電鍍污水處理廠采用鐵屑處理污水中含鉻離子的電鍍廢水，利用焦炭鐵屑法處理含鉻電鍍污水，充分發揮焦炭陽極所具備的強大吸附能力和催化功用，將含鉻電鍍污水中的重金屬離子轉化為顆粒較大、密度較高且質量較大、容易沉降的絮狀產物，使腐蝕電池法在電鍍污水處理過程中呈現出良好處理效果。但在腐蝕電池法實際應用過程中，一旦處理時長有所增加，很容易造成鐵屑結塊現象，影響電鍍污水的實際處理效果。

3 電鍍污水處理案例應用

以某專業電鍍廠的污水處理情況為主要研究對象，具體分析電鍍污水實際處理方法的可行性可知，由于該電鍍廠的實際電鍍污水總量為1000 立方米每天，實際污染有害物質主要包括重金屬離子、SS 和COD 等諸多物質，且由于電鍍污水中的水量和實際工業生產類別、電鍍條件、用水方式等諸多因素相關，因此，在對電鍍污水進行處理前，探究了該廠電鍍污水水量表如表1 所示。

表1 電鍍污水水量表

由表可知，該專業電鍍污水水量處理是根據電鍍污水廠的具體污染物種類進行單獨分類的，進而針對性地采取不同處理方法。其中，在對含氰電鍍污水的處理過程中，往往借助氰電鍍污水的獨特性質，單獨設置化學物理方法處理流程，再綜合其他電鍍污水混合處理。針對專業電鍍廠拋光、清洗、除油等工業生產過程中所形成的前處理污水時，由于其成分主要為酸、堿以及油性化合物，甚至部分表面活性劑等成分，并不含重金屬元素，往往用物理沉淀法對其進行單獨處理。在對該專業電鍍污水廠重金屬有害物質進行處理時，可預先處理含氰污水以及其他混合排放污水等，再匯流到綜合污水池中，利用化學沉淀法等確保中和混凝池中水量恒定，避免中和混凝池中含氰污水量變化而影響化學藥劑的使用與投入，保證整個專業電鍍污水廠污水處理系統穩定可靠，確保中和混凝池中pH 值恒定，以此減少實際運行成本，使專業電鍍污水廠污水排放符合相關工業指標，圖2 即為該專業電鍍污水水量處理流程示意。

圖2 電鍍污處理流程圖

4 結語

總之，不同的工業產品生產和不同的工業生產流程所導致的電鍍污水化學成分有所不同，盡可能地將電鍍污水分工藝、分時段、分流程進行有害物質剔除處理，對不同工藝、不同生產流程選擇更加恰當的電鍍污水處理方法，充分融合各種處理方法的優缺，融合使用各種電鍍污水處理技術形成組合工藝，確保電鍍污水有害雜質和有害成分的最大回收，盡可能地降低電鍍污水對周圍環境的不良損毀及對生命體健康的較大威脅。