電鍍廢水處理發展趨勢

廖利明

（廣東建綠環保工程有限公司 廣東廣州 510000）

引言

目前中國的電鍍廠大約有一萬家，而每年排出的近四十億污水中約有百分之五十仍未超過國家的有關污水標準。污水中還存在大量土壤內有毒重金屬分子、有機合成化介物和無機化介物等危害物質。上述化學物質排入周圍環境，會對自然環境和人體產生廣泛的影響。電鍍廢物的處理仍是個不可忽略的問題。

1 電鍍廢水來源及水質

電鍍污水的來源有：前處理過程除油酸沖洗程序，鍍件的沖洗液，廢電鍍水，走、冒、滴、漏的各種槽液和排放，沖洗廠制冷水和機器制冷水。上述物質中存在著大量的錳、銅、鈷、鋅等重金屬離子和氰化物，有的危害性很大，有的則為“三致”化學物，對環境的危害極大。因電鍍的鍍層品種繁多、工藝有所不同，而帶來的污染物數量、化學成分等也多種多樣：含鉻鍍層污水大部分來自鉻色槽、鈍化槽等的鍍件漂染液中，還含有一些在電鍍工程中地漏在地坪上的廢鍍液。鍍鉻的漂流水含六價鉻含量一般在20-150mg/L，但鈍化后的漂流水含六價鉻的含量差異較大，往往超過200-300mg/L。另外，尚有三價鉻、銅、鐵、鋅等各種金屬材料離子和硫酸、硝酸等。漂洗污水的pH 值通常為4-6。含氰電鍍工業廢水，主要來自于鍍金、鍍銅、鍍銀和鍍合金等經過氰化鍍層工序后的漂洗液，另外還有部分直接地漏于地坪上的廢液。雖然這些工業廢水除排出廢棄鍍液時的含量較高，但一般漂染液的含氰濃度都低于100mg/L，且pH 值一般在8-10 左右，為強堿性工業廢水。含酸鍍層工業廢水的主要原料，是在各種金屬材料鍍件預處理流程中鍍件的酸洗、漂洗，和其他堿式電鍍槽中的強酸鍍銅、鍍鎳前或鍍后的漂染工業廢水。這些工業廢水中，除含有的硫酸、鹽酸、硝酸以外，還含鐵、鈷、銅等重元素鹽，另外還有部分增味劑及其他鹽類等。含堿電鍍廢水主要的原料，是指預處理及清洗流程中各種金屬鍍件的除油、堿洗以及工藝槽內的沖洗等工業廢水。污水中主要含有氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸鈉、化學增味劑和銅、鐵、鉛等重元素離子。通常，含堿污水所含的污染物較多，pH 值變動范圍很大[1]。

2 電鍍廢水處理的必要性

生產過程中所生成的廢氣產生了很強的污染物，如果直接排放就會對環境形成嚴重危害，從而危害國家的生態平衡。在現代經濟社會背景下，對企業經營與建設過程中所形成的各類污染問題必須要強化管理，并以可繼續開發觀念、生態環境保護理念為基礎，對企業經營活動加以引導，進而達到企業經營建設和環境的雙重建設。電鍍工藝是很多工業的常規工藝之一，在電鍍制作工藝中會出現許多工業廢水，隨著環保危機日益嚴重，環保的重要性和意義也日益突出，在這些條件下，政府要求工廠一定要嚴格控制工業廢水的外排，企業最大程度地進行處理使用或者自行進行無害化的處理，以減少電鍍工業廢水污染造成的環境壓力。企業在制造過程中發生的企業污水較多，但同時由于現代企業的蓬勃發展，電鍍工藝的運用也日益普遍，隨之企業的制造范圍擴大，所帶來的電鍍工業污水也越來越多，因此為了對企業電鍍工業污水加以有效管理，并避免因隨意亂排而產生的環境污染問題，對電鍍企業電鍍廢水處理特別關鍵。當前在中國對電鍍工業廢水的處理中要注意兩個方面：首先，電鍍廢水處理體系要多元化和集中化。電鍍污泥中存在著鉻、鎘、鈷、銅等多種重金屬粒子及其氰化物成分等，而上述多種重金屬粒子及其產物都具有致癌、致畸、致變形的強毒化學物質，在進行處置的時候必須要多元化、集中化，并根據各種水質條件進行綜合處置。

3 電鍍廢水的危害

上面已經介紹了電鍍污水對我們的身體有很多危害性，接下來就根據一些較為經典的電鍍污水介紹一些它的危害性吧。含氰污水中的氰化物是危害性特別大的化學物質，其和酸進行化學反應就會產生危害性很高的氫氰酸，這些化合物在0.05mg/L 的含量下，就能造成人的短時期頭痛和心速不好，過高含量還會造成致死，含氰污水還直接影響了水產生物的生命，用這些污水澆灌莊稼就會使莊稼減產。而含鉻污水中的六價鉻也對人有很大負面影響，它對人肌膚、呼吸系統和內臟都有很大的危害性。鋅在電鍍工業中應用也較為廣泛，含有鋅污水會產生植物的鐵富積，過多的鋅還會引發發炎，從而使人乏力。含有銅廢物能對環境和水體的自動凈化，銅對體內的細菌繁殖和內分泌腺產生有很大的作用。含有鎳廢物則對人的脊髓、大腦、肺部、以及心肌有很大作用[2]。

4 電鍍廢水處理過程中出現的問題

4.1 污水分類不理想

電鍍廢水中的污染種類隨著產業的演變和工藝的創新而日益復雜。目前工業廢水性質大致可以分成三種類型：含鉻工業廢水、含氰工業廢水和綜合工業廢水。這樣的劃分方法并不能對工業廢水中的土壤重金屬進行合理利用，也提高了廢水處理的困難和成本。

4.2 堿的投入量過大

企業在進行廢水處理的時候會使用到堿來中和酸或者用于重金屬的沉淀。但是在實際操作中會出現多種情況導致的用堿量過大。比如廢水處理中沒有及時完成重金屬的回收導致的堿需求量增加，或者電鍍對酸的需求較高但是由于對廢酸的不及時處理導致的酸被直接排入廢水中的現象，增加了堿的需求量，從而增加了廢水處理的成本，而沒有做到有效回收等等。

4.3 環保意愿及行動較為被動

目前總體來說，關于電鍍產品的環保問題多數企業都較為被動是基于對國務院明令制定的細則的執行意見，而并非出于企業積極主動的觀點態度。企業首先關注的是企業的利潤，缺乏利潤就缺乏勞動。企業的主動性不能得到充分激發，直接影響到工作質量。但在實際操作中，電鍍印染廢水及回收的效益很差。而產生這種情況的主要因素是處理過程污泥的生產成本過高。企業和有關管理單位必須注意環境科學意識的培育，致力于提高污水處理技術，減小污水處理成本費用，提高工作效率和經濟性。

5 電鍍廢水處理工藝

5.1 傳統的電鍍廢水處理方法

從經濟的可行性的發展趨勢分析，在電鍍產業的制造流程中，往往要求很高用水量以及釋放出很多的重金屬，這都是對水體環境產生很大污染的元素，也因為上述這些因素對電鍍產業發展產生了巨大制約。傳統的金屬電鍍處理方式大致有這樣的一些方法。其一是物理化學法，這種方式一般是指通過物理化學作用，進一步分離出來金屬廢物中成懸浮態的物質，并且在流程中不影響化學反應，而這些分離出來方式的具體實施方式大致有除油，蒸餾濃縮回供水等，當中蒸餾濃縮回供水是指一類通過對重金屬鍍層廢物進行化學蒸餾，使之得到較高濃度，最后再進行處理和回收用的處理方式，對含銅、銀等重金屬方法也一般采用這種方式，同時該種技術也能夠和其他方法綜合應用，以達到良好的環境效益和經濟性。然后是生物化學法，該種技術主要是利用化學制劑進行的，在工業廢水中添加生化制劑后就能夠進行生物化學反應，從而導致工業廢水中的化學成分發生變化，從而影響工業廢水中污染物的生物化學性質，導致污染物中的有害成份逐漸轉變為無毒害的或容易去除的成份，進而再利用化學分類的方法使工業廢水更加進化的方法，該種技術也是目前最廣泛使用的水處理技術。然后是電滲析技術，該種技術主要是利用滲透薄膜的利用進行的，污染物中的陰、陽離子可以在滲透薄膜的影響下進行定向遷移。但是它既無法處理電鍍鉻所生成的廢液中的金屬鉻，在最后過剩的稀液中還必須二次處理，很容易重復產生廢氣[3]。所以上述這種處理方式，有的存能耗高、代價大的弊端，有的則存處理不完全的弊端，從而導致了電鍍廢物不能得到全面、高效的處理。

5.2 改進的電鍍廢水處理工藝

改良后的電鍍印染廢水技術，從傳統電鍍處理方法的缺點入手，并合理的根據公司的技術現狀以及世界各國對污染物的標準，從多角度考慮了生產成本和對污染影響，并選擇了分質處理的方式，由于電鍍污水的排放多少和電鍍企業的技術要求、使用途徑等條件密切相關，通過對電鍍污水中的物質種類進行了劃分，從而可以選擇不同的處理方式，比如:對氰化電鍍污水中產生的含氰廢水等，可以通過對氰污水分質單獨選擇一種處理方法，然后再與其他的電鍍工業廢水復合處理，使投資生產成本的減少，并且有效的凈化了廢水環境。

6 電鍍廢水主要處理方法

6.1 物理法

物理化學法是指通過物理化學的作用分離污水中大部分仍處于懸浮態的物質，在過程中不影響原材料的化學特性，如電鍍污水中的除油、蒸餾濃縮回收利用等。目前處置電鍍廢物的方法中，一般使用的高新技術有電滲析、反滲透、超濾和吸附技術等，但物理科學技術仍只能成為其處置工藝技術中的一個重要組成部分，而很少單獨應用。

6.2 化學法

生物化學方法一般指向在工業廢水中投加入某些生化制劑，并利用基本類型改善了工業廢水中污染物的化學性質后，將之變為無毒物質或易于與污水分開的化合物，再進一步在工業廢水中去除的處理方式。當前，生物化學方法在電鍍廢水處理中的使用已較為普遍。據研究，在我國，大約有百分之四十一的電鍍廠通過生物化學方式處置電鍍工業廢水；在日本，生物化學方式約占全國處理總量的百分之八十五左右。此方式具有運行簡便安全、投入較小、可承擔大量和高濃度負荷、效益穩定等優勢，適于各類型電鍍企業的廢水處理，不過，由于同時面臨著電鍍工業的廢水污泥二次污染問題，企業通常委托較有資質的單位進行處理。

6.3 物理化學法

物理化學法是利用物理性質與分析化學的綜合方式，使污水得以處理。其電解法和離子交換技術比較廣泛應用，兩個技術均能夠進行重金屬處理，出水質量較高，不過技術費用和運行費比較昂貴，在應用中存在一定的局限性，但通常與其它工藝技術配合應用。

6.4 生物法

工業廢水的生態處理主要是指利用細菌的生命活動過程中，對工業廢水中的污染物進行遷移與轉化利用，進而使工業廢水得以凈化。生物法處理電鍍廢物是一種非常有前景的新技術，從工藝上和操作管理來說，比企業車間容易接受，而生物家們若能從功能菌上進行一些構建，可以做到迅速反映和高效率繁殖。

6.5 鐵氧體法

鐵氧體法，是按照生產鐵酸鹽的基本原理而設計出來的處理技術。該方法處置多種重金屬工業廢水時，可進一步去除各種新型金屬粒子，特別適宜于對混合有機重金屬鍍層工業廢水的一種處置，具有裝置簡易，投入較小，運行簡單的優點，而且所產生的工業廢水還具有較大的物理化學性能，易于實現微分離和脫水處置。本法在國內外的電鍍污水業中使用廣泛，但由于在形成的鐵酸鹽處理過程中必須升溫（約70℃），能量大，因此存在著處理過程的鹽堿過多，甚至無法回收含Hg 和液晶聚合物垃圾的弊端。而鐵氧體工藝的最大好處就在于硫酸亞鐵足夠性強，價格較低，方法簡便，回收容量大，后處理質量好，對工業生產污水也不易造成第二次環境污染。

6.6 膜分離技術

膜分離工藝是通過薄膜對混合液的各成分的選擇性滲透作用，以實現分離、純化和濃縮的一種分離工藝。膜分離技術是一個沒有物相轉移、能量浪費的物理化學分離過程，具有效率較高、節能、無污染、易于管理的特性。目前膜分離技術（微濾、超濾、納濾和反穿透）在表層處理過程領域中已被實際運用，微濾已廣泛用作工業電鍍液的生前過濾等，而超篩則已廣泛用作工業電泳漆的表層處理過程，而納篩、逆向滲透等則主要用作化工處理過程的表層后處理以及工藝純水的制取。

6.7 吸附法

吸收法是指使用吸收物質中的特殊構造除去有機重金屬粒子的一類高效方式。使用吸收法進行電鍍中有機重金屬工業廢水的主要吸收物質，有活性碳、腐植酸、海泡石、聚糖樹脂用量等。活性碳裝備簡便，在工業廢水處理中使用較普遍，但由于活性碳的再生效能低下，處理過程后水質也很難滿足回用條件，因此通常用作電鍍工業污水的預處理。而腐植酸類物質則是相對便宜的活性碳吸收劑，將腐植酸制備的腐植酸樹脂工藝，用來解決含Cr、含倪氏的污水己有一定經驗。有相關的科學研究已證實，殼聚糖及其衍生物是土壤中重金屬離子的優異吸附劑，在殼聚糖樹脂用量交聯作用后，可重復使用十多次，且吸收容量不會明顯降低[4]。

7 電鍍廢水處理的發展方向

7.1 積極開展綜合防治

通過幾年的努力，對廢水處理技術開始由單一的治廢，逐漸轉變成了綜合治理，即防治和利用的有機地結合的方式。其中，對水清潔技術的研究成績尤其顯著。比如多級逆流漂洗，水槽設置的改進，鍍件吊落方法的改進等，均不同限度的降低鍍件抬出水的數量，既回收了有用化學物質，也降低了電鍍廢物的處置價值。綜合治理是控制環境污染的必然趨勢，但同時也面臨不少科技方面的障礙必須克服。

7.2 發展閉路循環

閉路回收技術是目前解決電鍍廢水問題最穩定、最高效的技術之一，是處理電鍍廢水的重點，可以達到對電鍍廢水基本零排放。盡管如此，末槽濃度的限制和離子交換吸附設備的使用和管理的問題并不能獲得很好的改善。

7.3 改革電鍍工藝

改革電鍍工藝才是防治環境污染的最根本辦法，推行并應用無環境污染的、低污染物的電鍍工藝，才能真正減少工業廢水的環境污染源。許多相對完善的工藝技術已經在實際應用中逐漸被企業所使用，比如：無氰電鍍低鉻鈍化作用和以鋅合金取代鎘等電鍍工藝，另外用電泳漆替代鍍層的場合也在增多。不過在目前生產工藝流程中，電鍍廢水仍然沒有被完全取代。

7.4 電鍍廢水的多元組合處理

在電鍍廢水處理中，以單純的處理方式很難取得完美的處理效果，因此不同的組合方式往往會取代單純的處理方式。就國內的情況來說，目前主要是以化學法為主，輔加其它處理方式的綜合處置法來解決電鍍廢物問題，是目前工業技術發展的一個趨勢。

7.5 社會化治理

在全國，雖然小型電鍍廠點多而面廣，但生產過程中形成的電鍍廢液、工業廢渣污水和濃水相對較低，并且也相對分散。針對這種物質，許多小型的工廠都進行排放處理，變成了二次污染。所以，在企業的區域內必須建立一座回收利用和處置電鍍母液、垃圾污水和濃液的設備，這樣既維護了環境，又變廢為寶，并且能夠節省投入，減少能耗，增加效益。

7.6 促進自動化作業的發展

自動化的開展可以節約勞動力增加公司利潤，許多行業的公司都積極的進行了自動化工作的開展。電鍍印染廢水及回用處理過程中可通過智能化進行處理站的監測和管理，不但節約了作業工人的辛苦付出，而且減少了人為作業產生的故障概率[5]。另外許多過程也能夠進行智能化作業，極大的提升效率。

7.7 重視環境效益

近年來，我國又增加了環保和潔凈生產方面的標準，特別是規定了電鍍廢水回用產品要朝著零排放的方向努力，這無疑是對電鍍廢水產品和印染廢物設施設備企業提出了更加嚴厲的挑戰。當然企業也要依據實際狀況，綜合考量相關的各方面原因，但不能盲目地要求企業實現工業電鍍廢水的零排放，而去耗費太多的能源資源，從根本上違背我國的環境保護宗旨。

結語

電鍍廢水污染是危害世界的一種環保現象，為解決越來越嚴苛的環境標準，許多處理工藝，包括化學沉積，絮凝，吸附，離子交換技術以及膜過濾技術，都開始成為解決土壤中重金屬問題的有效工藝。其中，利用離子交換技術，吸附和膜過濾是處理電鍍工業廢水中目前應用得最多的方式，離子交換吸附技術已被普遍的運用于工業廢水中對重金屬離子的消除，而低成本的高吸附性的生物活性碳吸附劑已被廣泛認為是一個既高效又實用的處理中低濃度重金屬的廢水材料，膜過濾也能夠很有效的消除土壤中重金屬。