电镀废水分系统处理

【摘 要】电镀废水是一种常见的工业废水来源，对此类废水的处理常采用物理、化学的方法。因电镀种类的不同，电镀废水的性质和含量有所差异，因此在处理方法上也要分类处理和综合处理相结合，用合适的方法处理电镀废水。本中总体概况了电镀废水的处理方法，特别对常见的含氰废水、含铬废水、酸碱废水等处理进行详尽的说明。结合分系统处理和综合处理的特点，着重介绍了电镀废水分系统处理的概况。

【关键词】电镀废水；分系统处理；重金属离子；酸碱废水

1 电镀废水的概况

电镀是将金属通过电解方法镀到制品表面的过程。电镀是当今全球三大污染工业之一，随着科学技术的发展电镀工业的规模亦发展，排放的废水量越来越大，据不完全统计，1999年全国工业和城市生活污水排放总量为401亿m3，电镀厂排放出废水达40亿m3。由此可见，电镀废水的排放量约占工业废水排放量的10%。目前，绝大多数电镀分散在各有关企业，例如：自行车厂、家具厂、汽车厂等等，都附设有电镀车间，实为厂多面广，较为分散，大多数直接排放，给环境造成严重污染。为了解决这一问题，在一个城市或一个地区集中建立电镀工业，使电镀工业由分散转向集中，则有利于电镀废水的处理。

电镀废水主要来源有：（1）镀件清洗废水；（2）电镀废液；（3）其他废水（包括冲刷车间、刷洗地板以及通风设备冷凝水和由于镀槽渗漏或者操作管理不当造成跑、冒、滴、漏的各种槽液和排水）；（4）设备冷却水。其废水的水质、水量与电镀生产的工艺条件、生产负荷、操作管理以及用水方式等因素有关，其成分复杂，水质变化较大，其中含有铬、铜、镍、镉、锌等重金属离子和氰化物等，具有毒性，有的属“三致”物质，对人类危害极大。如随意排放或处理不当，会造成严重的环境污染。为此，对电镀废水进行有效处理已成为每个生产企业的艰巨任务。电镀品种较多，主要有：镀铬、镀锌、镀铜、镀镍、镀银等，有金属电镀，也有塑料电镀。废水主要来自镀件镀前的酸、碱处理以及镀后的漂洗。镀件镀前的酸、碱处理液对各种电镀是相同的，但是，镀件的漂洗液的组成则完全不同，处理方法也完全不同，所以要把各种电镀按车间分开，使整体布局合理化，给电镀废水的处理集中提供好的基础。通过对该类废水的处理试验研究并进行工艺比较，确定了适合该废水水质水量变化特点的处理方法。即将各类废水单独收集，并进行必要的预处理，然后再进行适当合并综合处理。该工艺技术已在多家电镀废水处理项目中得到成功应用。

2 电镀废水的处理方法

电镀废水可以分为四个系统，含氰废水；含铬废水；其他重金属废水以及酸碱废水。实践证明分系统处理各种废水非常合理。

2.1 含氰废水处理

常见的含氰废水处理方法有离子交换法、蒸发法、电解氯化法、臭氧法和碱性氯化法。氰化钠和氰化钾是优良的电镀络合剂，采用氰化物电镀的有金、银、铜、锌及铬等，可获得很高质量的镀层，但是氰化物有剧毒，对人的致死量为0.3mg/kg。我国政府在大力提倡用无氰电镀工艺替代含氰电镀工艺。目前除少量有特殊要求的产品保留含氰电镀工艺外，其余大量产品都已改为无氰电镀工艺。

采用二级氧化法进行处理。氧化破氰可用的药剂有NaCIO、Ca（CIO）2、液氯、臭氧等。液氯和臭氧由于价格高等原因不常用。用较便宜的Ca（CIO）2又会产生Ca（OH）2和CaSO4沉淀，增加了污泥量，故采用NaCIO是合适的破氰氧化药剂。该方法是在碱性条件下，用氧化剂NaCIO把游离氰离子以及与金属离子络合的氰离子氧化成氮气和二氧化碳[6]。氰离子的氧化破坏分两个阶段：第一阶段，在碱性条件（pH≥10）下，氧化剂把氰离子氧化成氰酸盐；第二阶段，在pH为7～8的条件下，氰酸盐进一步被氧化成氮气和二氧化碳。

第一阶段氧化成不完全氧化反应，反应如式（1）、（2）、（3）：

NaCN+NaCIO+H2O=CNCI+2NaOH （1）

2NaCu（CN）2+5NaCIO+NaOH+H2O=4NaCNO+5NaCI+2Cu（OH）2（2） （式中的铜元素也可能是其他金属如银、锌等）

CNCI+2NaOH=NaCNO+NaC+H2O（3）

操作时次氯酸钠与氰氢根的投加比为：CN-：NaCIO=1：2.85，控制废水的pH值为12～13，反应温度为15℃～90℃，反应时间为30min。废水经第一阶段氧化处理后，氰化物转化为氰酸盐，其毒性降低为NaCN的千分之一，故必须进行第二阶段的氧化物处理，才能达标排放。

第二阶段氧化为完全氧化反应，反应如式（4）、（5）：

2NaCNO+3HOCI=2NaCI+H2O+2CO2+N2（4）

4NaCNO+3NaCIO+2H2O=4CO2+2N2+4NaOH+6NaCi（5）

操作时次氯酸钠与氰氢根的投加比为：CN：NaCIO=1：3.42。用稀硫酸把废水pH值调整为8.5～9.0，温度15～40℃，反应时间约为30min，第二阶段氧化处理是把氰酸盐连同第一阶段氧化反应后留下的残存的氯化物一起氧化成无毒的CO2和N2。

2.2 含铬废水中铬的回收处理

常见的含铬废水处理方法有离子交换法、电解法、铁氧体法、活性炭吸附法和化学还原法。废水中六价铬是有害和有毒物资，成为工业废水的一个重要污染源，一旦摄入人体内达到一定数量会引起癌症。废水中六价铬党因镀件表面附着而带入漂洗水中，据资料报道80%的铬酐损耗于镀件带出的附着液。它在废水中的一般含量为25～100mg/L。处理电镀铬废水的传统工艺是将废水中六价铬变成三价铬排放，使用最多的是铁痒体法。该法只是把毒性大的六价铬变成毒性较小的三价铬，没有从根本上消除铬对环境的污染，必须对其实施回收处理。理论上有下列几种回收方法：

（1）铬酸盐沉淀法 这种方法是在碱性条件下投加沉淀剂氧化钡溶液，使CrO42- 与 Ba2+形成难溶的BaCrO4 沉淀（BaCrO4 的Ksp=1*10-10），因此习惯上也称为钡盐法。该方法的优点是处理后的水清澈透明，工艺简单，但是引入了Ba2+ ，造成新的污染。

（2）以氢氧化铬或三氧化二铬形式回收 该法首先是把六价铬还原成三价铬，再把三价铬沉淀为氢氧化铬，进一步把氢氧化铬加热脱水，则变成三氧化二铬。含铬废水中的六价铬在酸性条件下是以Cr2O72-形式存在，而在碱性条件下是以CrO42- 形式存在。在酸性条件下六价铬的还原反应速度较快，故要求还原反应PH

Cr2O72-+3SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O （6）

6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O （7）

Cr2O72-+8H++3H2S=2Cr3++7H2O+3S（8）

（3）阴离子交换法 当选用大孔弱碱性阴树脂370填充阴离子交换柱时，对阴离子CrO42- 的亲和力最强，同时，在离子交换过程中，能自行将SO42- 、NO3-、Cl-有效的排出树脂层。使含铬废水通过该阴离子交换柱，发生如式（9）的交换反应：2ROH+CrO42- =R2CrO4+2OH-（9）吸附CrO42后的阴离子交换树脂，用12%（m/n）KOH溶液可以将CrO42-交换出来，使阴离子交换树脂再生，反应如式（10）：2R2CrO4+4KOH =2ROH+2K2CrO4+2OH-（9）再生液中含有少量Fe3+和AI3+ 阳离子杂质，用调节再生液PH值的方法除去，得到只含K2Cr2O7的再生液，进行蒸发浓缩，将K2Cr2O7晶体分离出来[7]。

2.3 含其他重金属离子的废水处理

电镀废水中的其他重金属离子一般是指铜、锌、镍、镉等，他们有一种共性，在碱性条件下可形成氢氧化物沉淀；若加入硫化钠，则形成硫化物沉淀。酸碱重金属废水处理方法[8]；改法利用金属离子的氢氧化物溶度积低的特点，在碱性条件下，将这些重金属离子沉淀下来。为了达到排放要求，排放前加酸碱调pH值。

2.4 酸碱废水处理

镀件电镀前需经除油、酸洗、机械磨光或滚桶滚光来清洁表面。使镀件在入槽前达到无油、无锈、无厚的氧化膜和无脏物覆盖。一般用化学法可达到清洁表面的目的。应尽可能的采用滚桶滚光法，用较低浓度的酸、碱或表面活性剂，借机械摩擦可将钢铁件的油污和铁锈等除去，并可将零件表面磨光滑。这些措施能大幅度的减少酸碱废水的排出量，但仍然会有碱洗和酸洗产生的酸碱废水已经地面清洗废水。一方面可以利用产生的酸、碱液相互中和达到处理目的；也可以在其他系统中加以利用，例如：用酸性、碱性废水用来调整pH值。使领加药品中和酸碱废水变为补充措施，可大大境地治理废水的成本。

酸碱纵横废水主要来自镀件清洗水，呈酸性，水量最大，是电镀废水的主要来源。废水中主要含有Cu2-、Ni2+等重金属离子，这些重金属离子以游离态形式存在于废水中。通过调节废水pH值（9-10），添加絮凝剂、助凝剂，使之形成氢氧化物沉淀，经过固液分离可除去Cu2+、Ni2+等重金属离子，最后经砂滤器过滤及中和池条件pH值（6-9）使废水达标排放。另外预处理后的含氰废水及含铬废水也并入酸碱综合废水处理系统中进一步处理。主要化学反应：

Cu2++2OH-Cu（OH）2

Ni2++2OH-Ni（OH）2

Cr3++3OH-2Cr（OH）3

H++OH-H2O

3 结论

电镀废水的种类和水样性质因生产条件和生产目的的不同而各有差异。因此，对不同的情况要区别进行处理，在设计废水处理工艺流程时应结合生产，充分利用废水中的可回收成分，如镀铬、镍、金、银等的废水应该进行回收利用。实践证明用合理工艺处理电镀废水，首先可大幅度减少废水的排放量；按系统分别处理电镀废水，简化了处理方法，提高了处理效果；回收铬等重金属，有效的防止了污泥对环境造成的二层污染。

参考文献：

[1]马小隆，刘晓东，周广柱.电镀废水处理存在的问题及解决方案[J].山东科技大学学报（自然科学版）2005（1）：107-108.

[2]国家环保总局.1999年中国环境状况公报[J]环境保护.2007（7）： 120-123.

[3]黄瑞光.21世纪电镀废水处理的发展趋势[J]电镀与精饰.2000 （3）：1-2.

[4]王月娟，侯爱东，孙涛.综合电镀废水处理技术与应用（J）污染防治技术.2005（5）：37-40.

[5]谢东方，郑建涛，田国元.电镀废水处理技术工程应用实践[J].环境技术，2004（6）：37-28.

[6]彭吕盛，孟洪.等.化学法处理电镀废水的工艺流程既药剂选择[J]水处理技术，2003（6）363-365.

[7]尹洪.电镀废水中铬处理与回收[J].陕西环境，1998（1）：24-25.

[8]汤荣年，康思齐，等.电镀废水综合治理新工艺研究[J].五邑大学学报，2002（4）：39-42.

[9]曹靓.混合电镀废水处理工艺[J].城市环境与城市生态，2004（2）： 33-35.