浅谈电镀废水处理技术

浅谈电镀废水处理技术

余伟贤

四会市碧洲电镀污水处理有限公司

摘要：随着经济发展和人民生活水平的提高，电镀产品的需求与日剧增，而电镀废水中含有大量的重金属等污染物质，如果不加以处理，任意排放，势必对环境及人类产生严重危害，因此，研究电镀废水的处理是一个热点问题。本文介绍了现有的一些电镀废水处理的主要技术和研究进展，阐述了电镀废水的不同处理工艺的特点，为电镀废水处理技术的选择提供了参考依据。

关键词：电镀废水；处理技术；研究进展

引言：电镀是利用化学或电化学的方法对金属和非金属表面进行装饰、防护及获取某些新性能的一种工艺过程，在工业上通用性强，使用面广，几乎所有的工业部门（如机械、机电、交通、电子、仪表、纺织、轻工等）都有电镀厂（车间）。但由于电镀厂分散而面广，镀件功能要求各异，镀种、镀液组分、操作方式及工艺条件等种类繁多，相应带入电镀废水中的污染物也就变得较为复杂，电镀废水水质成分不易控制，常见的铬、铜、镍、锌、锡、铅、镉及铁等各种重金属离子危害性更大，因此被列为当今全球三大污染工业之一。为了构建环境友好型社会，必须严格控制电镀废水的污染，做好达标排放和总量控制。

1、电镀废水产生的原因及特点

电镀生产工艺由前处理、电镀和后处理三个工艺组合而成，这些工艺的进行过程中都有废水产生。第一，金属进行电镀处理后需要进行清洗，这些清洗工件的水是电镀废水的重要组成部分，这部分电镀废水中含有重金属离子和少量的有机物。第二，对金属进行电镀的过程中会产生一些废弃或者失效的电镀液，这部分废水虽然量很小但是污染性较大。第三，清洁车间设备后所产生的废水，这部分废水中也含有电镀过程中遗留的电镀液等污染性物质。

电镀废水的成分复杂，其中包括前处理过程中除锈、除蜡等工艺产生的前处理废水；还包括电镀过程中产生的含氰、含铬等重金属废水；有含添加剂、光亮剂等有机物的废水。其复杂的组成成分使电镀废水具有污染性较强、危害较大的特点，电镀废水严重影响了生态环境人们的身体健康。

2、电镀废水的危害

上面已经讲了电镀废水对人们的身体健康有较大伤害，下面针对比较典型的电镀废水讲一下它们的危害。含氰废水中的氰化物是毒性非常大的物质，它与酸发生反应会生成毒性更强的氢氰酸，这种物质在0.05mg/L的浓度下就会引起人的短时间头疼和心率不齐，高浓度甚至导致死亡，含氰废水影响着水生生物的生命，用这种废水灌溉农作物会使农作物减产。含铬废水中的六价铬对人有较大危害，其对人体皮肤、呼吸系统和内脏有较大的损害。锌在电镀行业中使用较多，含锌废水会导致植物的富积，过量的锌会引起炎症，使人乏力。含铜废水会抑制水体的自行净化，铜对人体的细胞生长和内分泌腺功能有较大的影响。含镍废水则对人的脊髓、脑、肺、和心脏有较大影响。

3、电镀废水处理技术

目前，处理电镀废水的主要技术有化学沉淀法、离子交换法、吸附、膜过滤、电化学处理技术等。

3.1化学沉淀法

化学沉淀法是电镀废水处理中，较为经济有效的方法，因其技术成熟、操作管理简单，可同时去除电镀废水中多种金属，因此得到广泛的应用。向污水中投加化学药剂，使原来污水中的重金属离子转化为不溶于水的重金属化合物，进而沉淀使其与污水分离，从而达到去除的目的，如氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体法等。

3.2离子交换法

利用离子交换树脂（或是其他材料合成的离子交换剂）对重金属离子进行置换，去除重金属离子达到纯化的目的。此法操作简单，便捷，残渣稳定，无二次污染。

最常见的阳离子交换树脂是带有磺酸基（－SO3H）的强酸型交换树脂和带有羧酸基（－COOH）的弱酸型交换树脂。酸性磺酸基和羧酸基可以和重金属离子发生交换。随着含重金属溶液通过离子交换柱，金属离子与阳离子交换柱发生交换。

除了合成树脂，天然沸石，比如廉价和吸附量大的硅酸盐矿物质也被用于去除溶液中的重金属离子。很多学者研究发现，在不同的实验条件下，沸石均展现出良好的阳离子交换能力。

离子交换法在处理含铜，镍，锌废水及处理贵重金属废水均有广泛应用。其中处理贵重金属废水，回收贵重金属能够取得较大的经济效益。

用离子交换法处理电镀废水，出水水质好，可实现对有用物质的回收，其缺点是当离子交换树脂耗尽时，需要使用化学药剂实现再生，再生过程可引起严重的二次污染，且价格昂贵。

3.3吸附法

主要是利用吸附剂的独特结构去除重金属离子的一种方法。利用固体物质的多孔性，让水中的一种或多种重金属离子被吸附到固体表面从而得到去除。常用的吸附剂主要有活性炭、硅藻土、沸石和活性氧化铝等。不同的吸附剂有着不同的吸附机理，主要有物理吸附和化学吸附两种，有的吸附剂在吸附的同时，还可以发挥絮凝的功效。

3.3.1碳类吸附剂

活性炭（AC）是使用最广泛的吸附剂，活性炭的吸附主要靠表面发达的空隙结构，吸附过程基本上属于物理吸附，是目前水处理中应用最广的吸附剂之一。活性炭有着不同大小的孔径，许多实验表明，当活性炭的孔径为被吸附分子的3～4倍时，最有利于吸附。

与其它廉价吸附剂相比，活性炭的价格偏高，这就影响了它在水处理中的应用和推广。此外，由于活性炭制备工艺不同，以及水质不同，使得其对水中污染物的去除效果差异很大。因此，降低活性炭的制备成本，改进预处理技术成为技术创新的关键。但不可否认活性炭在水处理方面的优势是巨大的，随着科学的进步和人们生活水平的提高，环境意识加强和水资源的紧缺，都将促进活性炭的发展。

3.3.2低成本吸附剂

活性炭一直是最常用的吸附剂，但相对昂贵。寻找低成本和容易获得的去除重金属离子的吸附剂已成为一个主要的研究重点。到目前为止，研究的低成本吸附剂数以百计，包括农业废弃物、工业副产品、天然物质等。

研究人员研究的吸附剂具体包括木质素、硅藻土、单斜磁黄铁矿、褐煤、自然沸石、粘土、高岭石和泥炭等。

3.4膜分离法

膜分离法是利用高分子所具有的选择性进行物质分离的技术，包括反渗透、纳滤等，因膜孔径和耐压性能不同，分别处理含不同颗粒大小杂质的废水。

3.4.1反渗透

反渗透（ＲO）工艺使用一个半透膜，允许正在纯化的流体通过，而拒绝污染物通过。ＲO是能广泛去除水中溶解性物质的技术之一，20%的海水淡化使用该技术，该技术也广泛应用于化学和环境工程。

研究者在使用乙二胺四乙酸二钠，铜和镍离子被ＲO工艺成功去除，去除率达到99.5%。

ＲO的主要缺点是由于泵送压力产生的高能耗以及膜的恢复。使用反渗透去除重金属早已有研究，但到目前为止还没有被广泛使用。

3.4.3纳滤

纳滤介于超滤和反渗透工艺之间，纳滤能有效地去除镍、铬、铜、砷等废水，纳滤操作简单、可靠，能源消耗相对较低，污染物去除效率高。

纳滤离子的截留率可能不如反渗透高，但与反渗透相比，纳滤膜具有操作压力低、出水效率高、耐压密性、耐酸碱性及选择透过性等方面具有中性膜不具有的优势，所以在工业化和处理各类工业废水的过程中为了取得更好的经济效益和环境效益，纳滤技术正在受到越来越多的关注。

3.5电化学处理法

电化学方法是利用金属的电化学性质，在直流电作用下去除废水中的金属离子，是处理含有高浓度电沉积金属废水的一种有效方法。电化学法处理效率高，便于回收利用。但该法的缺点是电化学方法初始投资高，供电贵，使它们还没有广泛地被使用。然而，随着日益严格的污水排放标准，全球在过去的二十年已经恢复了它的重要性。成熟的电化学技术包括电絮凝、电浮选、电沉积等。

4、结语

电镀废水污染是影响全球的一个环境问题，为了满足日益严格的环境标准，许多处理技术，比如化学沉淀，絮凝，吸附，离子交换和膜过滤等，已经成为处理重金属的可行技术。其中，离子交换，吸附和膜过滤是处理电镀废水目前研究较多的方向，离子交换已被广泛地应用于废水中重金属离子的去除，低成本的吸附剂和生物吸附剂被认为是一种有效和经济的处理低浓度重金属离子废水物质，膜过滤可以高效的去除重金属。

参考文献：

[1]微电解法处理电镀废水的进展[J].李勇.广东化工.2008（01）

[2]高压脉冲电絮凝法处理电镀废水[J].朱小梅，赵娜，刘晓星，公维民，孙冰.河北大学学报（自然科学版）.2007（S1）

[3]钛-铁双阳极电絮凝法去除电镀废水中的铬（Ⅵ）[J].刘峥，韩国成，王永燎.工业水处理.2007（10）