電鍍廢水處理技術概述

1 前言

該電鍍行業（yè）汙染物（wù）排放量大，汙染物毒性強，處理難度大，易造成（chéng）環境破壞。我國電鍍企業中小企業占很大（dà）比（bǐ）例，中（zhōng）小企業生產（chǎn）技術落後，配套汙水處理設備不完善，造成更多汙染。電鍍廢水中含有（yǒu）大量（liàng）的重金屬，這些重金屬往往（wǎng）在生物（wù）體中積累（lèi），不能生物降解，許多重金屬元素具有（yǒu）毒性或致癌（ái）性，進入人體的重（chóng）金（jīn）屬會對人體造成很大的危害[1，2]。此外，電鍍廢水還（hái）含有（yǒu）大量的酸、堿性物質和各種有機物，其中“三一”物質較多，人體健康受到嚴重威脅[3，4]。因此，電鍍廢水必（bì）須得到有效的處理，隻有（yǒu）在達到（dào）標準後才能排放。為（wéi）了實現電鍍廢水的無害化和資（zī）源化，獲得（dé）最（zuì）佳的環境和經濟效益，電鍍廢水處理技術越來越受（shòu）到國家和社會的（de）重視。

目前，電鍍廢水的常規處理技術主要有物理法(蒸發濃縮法和反滲透)、化學法(化（huà）學沉澱法、氧化還原法（fǎ）和鐵氧體法)、物化法(吸附法、膜分（fèn）離法、離（lí）子（zǐ）交換法和電解法)、生物法、聯合（hé）處理法[5，6]及其他方法(光催化技術、重金屬捕（bǔ）集劑)。本文將介紹每種處理方法的原理、優缺點及研究現狀，最後對電鍍廢水的處理做出展望（wàng），為研究提（tí）供（gòng）依據和（hé）方（fāng）向。

2.電（diàn）鍍廢水的組成與性質

電鍍廢水電（diàn）鍍（dù）主要由洗滌水，廢棄物電鍍溶液，廢水和其它（tā）冷卻設（shè）備(包括衝洗（xǐ）車間板的衝洗水，通風冷凝罐，並（bìng）且由於泄漏和排水鍍浴)等。廢水複雜，難以控製成分，含有鐵，銅，鋅（xīn），鉻，錫，鉛，鎘，鐵，和鎳離（lí）子的不同濃度以及酸的高（gāo）濃度，硫酸根，氯（lǜ）離子，這些離子嚴重威脅人體健康。此外，電鍍廢水中還含有大量的有價值的工業原料，它可以被回收或處理。

3 電鍍廢水處理方法

3.1物理法

物理法是一種不改變物質化學性質而達到分離電鍍廢水中的懸浮汙染物質的方法，其中有代表性的包括蒸發濃縮法和反（fǎn）滲透法。前者（zhě）顧名思義（yì），即通過蒸發使重金屬濃縮。後者是利用反滲透（tòu）的原理，在含廢水的（de）部分施加較高的壓力，使作為（wéi）溶劑水分子通過半透膜將水從重金屬和其他溶（róng）質中分離出來。二者均為物理操作，工藝成熟簡單，無需添（tiān）加化學試劑，無二次汙染，可回收重金屬和水，一般適用於含鉻、銅、鎳的廢水。但這兩種方法能耗高、成本高，不適合處理重金屬含量低的廢水（shuǐ）。因此，一（yī）般采用物理法作為電鍍廢水的輔助處理（lǐ）方法和其他處理方法。馮霞[7]等.微（wēi）濾-反滲（shèn）透深度處理電鍍廢水。結果表明，電鍍廢水的（de）脫鹽率（lǜ）、cu2+去除率和（hé）ni2+去除率分別達到95.6%、98.8%和98.6%。濁（zhuó）度基本完全去除，出水水質達到《電鍍汙染物排放標準》(gb 21900-2008)中的水汙染專項排（pái）放限值。

3.2 化學法（fǎ）

3.2.1 化學沉澱法

相結合，形成由廢水中（zhōng）加入化學劑和汙染物，並通過（guò）沉降，過濾，分離（lí），除去的方法沉澱。它主要包括（kuò）硫化物沉澱，氫（qīng）氧化（huà）物（wù）沉澱，沉澱和鉻酸鹽鐵（tiě）素體析（xī）出。化學沉澱作為一個傳統的處理中，在電（diàn）鍍廢水處理比較成熟的，相對廉價的，它占據相當大的比例的（de）應用。但（dàn）與化學品的過度消耗，廢渣，以產（chǎn）生大量的（de）重金屬不能直接再利用，容易造成二次汙染。 Duhao明[8]使（shǐ）用在減少廢物水鉻離（lí）子（zǐ）的Na2S2O5電鍍，生成三價鉻離子的小的危險，通過將pH調（diào）節至達到去除鉻的以形成沉澱物。

3.2.2 氧化（huà）還原法（fǎ）

使用氧化還原氧化劑或還原劑，以（yǐ）汙染物的（de）氧化還原反應（yīng）中的溶解度，由此在轉換過程汙染物無（wú）害的物質。主要包括化學（xué）氧化和化學還原。具（jù）有寬的（de），效率高，操（cāo）作簡（jiǎn）單，投資少等氧化還原源被廣泛使用。振動修理茹[9]氧化還原處理氰（qíng）化鉻混合廢水，結果表（biǎo）明：近兩年混合廢（fèi）水處（chù）理指標（biāo）均超過國（guó）家標準更好，過程比單獨處理設備簡單。

3.2.3 鐵氧體法（fǎ）

鐵氧體法的原理是在合適的溫度和pH條件（jiàn）下，在電鍍（dù）廢水（shuǐ）中加入鐵氧（yǎng）體（tǐ）硫（liú）酸鹽（yán）和金屬（shǔ）離（lí）子，形成鐵氧體複合氧化（huà）物，並通（tōng）過固液（yè）分離去除重金屬（shǔ）離子。鐵氧體法具有（yǒu）工藝簡單、固液分離容易、無二次汙染等優點。但處理成本高，處理工藝條（tiáo）件難以控製，產生大量汙泥。彭麗華（huá）等。[10]利用（yòng）率本方法可有效地處理含有多種重金屬離子的電鍍廢液，且我們的電鍍廢水更優惠。

3.3 物化（huà）法（fǎ）

3.3.1 離子交（jiāo）換法（fǎ）

使用熱交換器不同廢水選擇性交換分離的離子交換基（jī）團，並最終用於除去汙染物的方法。目前，這種方法主要適用於含鉻鎳（niè）電鍍廢水處理，金等。離子（zǐ）交換在處理效（xiào）率，資（zī）源回收再利用方法等無法比擬的優勢，但大量的一次性投資，經營和管理（lǐ）變得更加複雜，麵積較大，且（qiě）易造成“二次汙染”等問題。此外，由於樹脂柱容易飽（bǎo）和，因此離子交換在所述廢水中的（de）重金屬（shǔ）的高（gāo）濃度的限製。東新[11]由含有鉻離子交換電鍍廢水，結果表明：在水處（chù）理C(R VI)的小（xiǎo）於0.2mg的（de）/ L濃度後，國家排放標準（zhǔn），加入得（dé）到的（de）鉻酸溶液再濃（nóng）縮後-applied鍍槽，從而消除了C(R VI)環境汙（wū）染。

3.3.2 電解（jiě）法

電解（jiě）法（fǎ）是利用（yòng）電極氧化（huà）和還原產物與廢水中的（de）有害物（wù）質發生化學反應生成沉澱的一種方法（fǎ）。該種方法效率高，易於回收，且回收產物一般具有再利用價（jià）值，有一定經濟效益，同時因為此方法耗能較大、費用高，故不適於處理低濃度的電鍍廢（fèi）水。不少研究者通過電滲析法從電鍍廢水中選擇性的回（huí）收鋅和鎳[12，13]。 Guan W 等[14]采用RuO2/Ti 陽（yáng）極和（hé）不鏽鋼陰（yīn）極聯合電氧化-電積(EO-ED)係統用於（yú）處理（lǐ）鎳（niè）-氨絡合物廢水，實現了鎳-氨絡合物的絡合物和鎳金屬的回（huí）收，鎳的回收率為85-95%，氨氮的去除率為65-70%。

3.3.3 膜分離法

由於膜的滲（shèn）透作用，可以在外（wài）界能量的推動下實現部分組分在廢液中（zhōng）的選擇（zé）性滲透，從而實現分離（lí）、純化和（hé）富集。這些方法包括反滲透(ro)、微濾、超濾和納濾。這些方法不僅可以解決（jué）重金屬汙染問（wèn）題，而且可以重複利用電鍍工業中的有用金屬[15，16]。膜分離技術（shù）是一種占地（dì）麵積小、無二（èr）次汙染的新（xīn）型分離技術。但膜的成（chéng）本較高，容易受到汙染。董佳等。[17]采用膜分離（lí）法處（chù）理電鍍廢水。結果表明，在（zài）一定條件下(壓力、ph值和回流比)，廢水中鉻離子、銅（tóng）離子和鎳離子的去除率（lǜ）均在98%以上，具有良好的經（jīng）濟效益（yì）和環境效益。

3.3.4 吸附法（fǎ）

吸附劑具有特殊的結構，利用這（zhè）些獨特結構的吸附和除去重金（jīn）屬被稱為吸附。活性炭，脫乙酰殼多糖（táng）樹脂，腐殖酸是常見的吸附劑。不同吸附劑（jì）吸附不同的機製，這是最重要的物理，化學和生物吸附。吸附具（jù）有高去除效率，穩定性好，很少或沒有（yǒu）二次汙染，吸附劑的優點可（kě）重複使用。 Lotus在（zài）泊[18]用Mg(OH)2對廢水（shuǐ）中的Ni2離子有吸附作用。研究表（biǎo）明，當pH值為4.8~8.6，攪拌時間為4 min，投（tóu）加量（liàng）為1.5g/L時，該方法可吸附和去除90%以上的Ni2離子，並可重複使用所用的Mg(OH)2。Ta-heri R等人[19]研究了MCM-48介孔二氧化矽（guī）對（duì）電鍍廢水的（de）吸附作用（yòng），結果表明所製備的吸附劑可去除99%的Ag。王S.Y等人。〔20〕用桉樹渣製備磁性生物炭，處理含Cr的電鍍廢水。其中，磁性生物炭對（duì）cr(vi)、總cr、cu(ii)和n(iii)的吸附率分別為97.11%、97.63%、100%和100%。而且，使用後的磁性生物炭仍具有原有的磁選性能（néng）。

3.4 生物法

生物法是通過豐富微生物或植物的吸附功能和代謝來（lái）去除汙染物的方法。與其他（tā）物理化學方法（fǎ）相比，生物法（fǎ）具有低（dī）消耗、經濟環保等優點，可以進一步回收重金屬。但生物方法大多處於實驗模擬階段，其實用性和（hé）產業化有（yǒu）待進一步研究。Liu C等人[21]生物吸（xī）附法能有效地降低和吸附電鍍廢水中的鉻。在作用過程（chéng）中，cr(vi)被完全（quán）消除，隻有少量cr。(iii)在溶液中。HakeArthFV等人[22]發（fā）現大型藻類(P.algalicula-TA)的酸性pH條件下，可作為鉻(VI)還原（yuán）為Cr(III)天（tiān）然電子供體，和一陽（yáng）離子交換劑作為天然鋅，鐵（tiě）和三（sān）價鉻（gè）螯合物。

3.5 組合處理技術

電鍍廢水種（zhǒng）類（lèi）繁多，不同（tóng）的（de）生產工藝也使得廢水的特性不同，單一的廢水（shuǐ）處理技術難以廣泛應用。同時，單一的處理方法難以達到要求的指（zhǐ）標（biāo），也無法實現處理效果與經濟效益（yì）的統一。采（cǎi）用多元組（zǔ）合技術解決了（le）這一問題。多種技術互補，相（xiàng）互促（cù）進，最終（zhōng）達到更好的治療效果和經濟效益。物化（huà）-生物膜組合工藝是電鍍廢水（shuǐ）處（chù）理的（de）主流。物化法對電鍍（dù）廢水中的重金屬離子（zǐ）有很好的去除效果。生物法能有效去除（chú）有機物，膜（mó）法能進（jìn）一步截留汙染物。結合去除不同汙染物的三大優勢，可有效降低電鍍廢水處理成本，提高再生率[23]。此外，其他的組合（hé）方法也被廣泛應用。張斌斌等。[24]采用（yòng）微電（diàn）解-A/O工藝處理（lǐ）電鍍廢水。出水氨氮（dàn）、氯、總氮和cod濃度均達到排放（fàng）標準，去除效果顯著且穩定。Cui J等人(25)采（cǎi）用臭氧氧化曝氣生（shēng）物濾池(BAF)工藝（yì）處理含氰電鍍廢水。結果表明，對cn、cod、cu2+和ni2+的去除率分別為（wéi）99.7%、81.7%、97.8%和99.7%。出（chū）水濃度分別達（dá）到電鍍廢水的排放標準。此（cǐ）外（wài），添加葡萄糖可提（tí）高生物濾（lǜ）池的汙染物去除效率[26]。Ghazp等[27]建議將電（diàn）化學和石灰沉澱結合（hé）為含有高的處理，人造絲和用於工業廢水COD鋅有效的方法。

3.6 其他技術

3.6.1 光催化（huà）技（jì）術

通過催化劑處理的光的光催化機理是在光躍遷，產生電子 - 空（kōng）穴對，電子的，其可以是直接還原重金屬（shǔ）電鍍廢水，和水孔可被氧（yǎng）化成羥（qiǎng）基自由基，由此耐火有機物氧化以H2O，CO2。其中，光催化劑包括二氧化鈦，氧化鋅，WO3，SrTiO3、SnO2和Fe2O3。光催化（huà）技術具有應用範圍廣、處理效率高、產物完全降解、無二次汙染（rǎn）等特點。孫斌等（děng）。〔28〕研究了紫外（wài）光條件下二氧（yǎng）化鈦與（yǔ）銅絡合廢水的光催化反應。結果表明，在適宜（yí）的工藝條件下，複合銅廢水（shuǐ）中銅(ii)和cod的去除（chú）率分別為96.56%和（hé）57.67%。

3.6.2重金屬螯合劑（jì）

在常溫（wēn）下，廢水中的大（dà）部分重金屬離子都能與重金屬捕收劑產生較強（qiáng）的螯合作用。產物為聚合物（wù）螯合鹽沉澱。固液分離可達到去除廢水中（zhōng）重金屬離子的目的。該方法來源廣，無二次（cì）汙染（rǎn），反應效率高，選擇性好。特別適用於重金屬含量（liàng）較低的廢水。潘思文等。[29]研究了市麵上銷售的三種添加（jiā）劑對實際電鍍廢水中cu2+、zn2+、ni2+的處理（lǐ）效果（guǒ）。結果表明，硫氰酸三鈉（nà）(tmt)適合（hé）處理單一含銅廢水。二甲基二硫（liú）代氨基甲酸鈉(me2dtc)具有較（jiào）好的（de）適用性。pH=9.7對三種重金屬離子的去除效果最好（hǎo），各（gè）種離子均能達到標準放電。二乙基二硫代氨基甲酸（suān）鈉(Et2DTC)在廢液中的應用Ni2 +的治療效（xiào）果並不理想。

4 結論（lùn）與展望

環保產業（yè）的要求（qiú）越來越高。電鍍企業必須重視（shì）環保生（shēng）產，引進綠色節能技術。這就需要對電（diàn）鍍廢水處理技術進行更深入的研究。另一方麵，這也為電鍍廢水處理技術的研究提供了機遇。各種處理方法的研究、處（chù）理方法的優化和新（xīn）的處（chù）理方法變得更加必要。該方法的發明（míng）將在這一領域取得（dé）重大進（jìn）展。通過對國內（nèi）外電鍍廢水的研究和處理（lǐ），提出了以下展（zhǎn）望：

(1)對廢渣汙泥和電（diàn）鍍廢液的處理和再利用，可以考慮覆蓋城市或區域的集中回收（shōu）和再生中心，並考慮綜（zōng）合規劃和統一收集和回收，實（shí）現資源的再（zài）利用;

(2)國外90%以上的電鍍廢水（shuǐ）采用化學法處理，單一的處理方法難以達到理想的處（chù）理效果。因（yīn）此，發展以化學法為主，其它方法（fǎ）為輔的聯合處理技術是一個（gè）發展方向（xiàng）。這種聯合處理技術應用範圍廣，可同時節約資源。

(3)微生物因其成本低、無二（èr）次汙染而受到廣泛關注。植物與新型功能材料結合處理電鍍廢水（shuǐ）將（jiāng）是未來的研究熱點。

(4)在完成電鍍廢水重點汙染物零排放的基礎上（shàng），采（cǎi）用重（chóng）金屬廢水（shuǐ）回收工藝等清潔生產技術，實現對有用重金屬的回收利（lì）用。

(5)研究汙水處理自動化控製係統具有（yǒu）重要意（yì）義。根（gēn）據廢水的組成和含量，實時調整汙水處理設備，達到高效（xiào）處理效果。