電鍍廢水處理有幾種技術和優勢

【資料簡介】

電鍍技術是非常重要的現代表面加工技術，廣泛應用于金屬表面防護、裝飾加工、電子工業、通信和軍工、航天等領域，是制造產業鏈中*的一個環節。作為全球三大污染行業之一，電鍍行業是重金屬廢水（包括鎳、銅、鉻、鋅等重金屬）的主要產出行業。目前，我國已有近2萬家電鍍廠，主要分布于珠三角和長三角一帶，電鍍廢水的年排放量達到8×1010噸，并且每年仍在以5%的速度增加。2008年，環境保護部出臺新的《電鍍污染物排放標準》（GB 21900-2008），對電鍍廢水中各類污染物質排放濃度制定了新的更高標準的要求，要求新建和已建企業必須按照新的標準處理廢水后達標排放。新形勢下，傳統的電鍍廢水處理方法包括化學沉淀法、吸附法、離子交換法、生物法等迎來極大的挑戰，新的處理方式如膜分離法、高級氧化技術等競相出世。下文對幾種主要技術的優勢及其存在的問題進行簡要介紹，為電鍍廢水處理技術的研究和實際應用提供參考。

       1.傳統處理方法

       傳統的電鍍廢水處理方式有化學沉淀法、吸附法、離子交換法、生物法等。

       1.1 化學沉淀法

       化學沉淀法主要包括氫氧化物沉淀法和硫化物沉淀法，即向電鍍廢水中投放強堿氫氧化物或硫化物，使之與重金屬生成氫氧化物或硫化物沉淀。但是對于電鍍廢水來說，為了保證鍍層均勻有亮澤，鍍液中常常加入EDTA、qing檸檬酸等強絡合劑，以及一些一元、二元和多元配體酸[3]，重金屬與這些物質絡合后不易與氫氧化物和硫化物發生沉淀反應，該方法去除效果有限。例如李萌[4]發現在化學鍍鎳廢水中直接投入適量的NaOH，當pH值達到9.2時，Ni濃度仍有殘存1.2mg•L-1。但是當廢液中含有電鍍鎳工藝中普遍使用的EDTA、蘋果酸、檸檬酸等絡合物時，加堿也不會產生Ni（OH）2沉淀，此時Ni沒有去除。目前，化學沉淀法也衍生出一些更加有效的沉淀技術，如鐵氧體沉淀法、螯合物沉淀法，但處理結果仍遠遠超過《電鍍污染物排放標準》（GB 21900-2008）中規定的排放標準?；瘜W沉淀法操作簡單、不受溫度和金屬種類、濃度影響、對游離態金屬離子去除效果好，但藥劑投入大、產泥量大，對于絡合電鍍廢水處理效果差。

       1.2 吸附法

       吸附劑由于其多孔性表面擁有巨大的比表面積和大量的活性基團，可用來吸附廢水中 的污染物。較為常見的吸附劑有沸石、顆粒和粉末活性炭、氧化鋁、粉煤灰等[5]。根據吸附劑的原理可將吸附劑分為物理吸附劑和化學吸附劑。吸附法操作簡單，直接去除不需要任何絮凝劑，成本低，有選擇性，并且一定情況下吸附劑可再生。但也存在吸附劑投加量巨大、吸附飽和后吸附容量急劇下降等缺點。

       1.3 離子交換法

       離子交換法就是將廢水中的各種離子和交換劑中的交換基團進行交換，達到去除廢水中污染物的目的。離子交換法常用到離子交換樹脂，主要分為四種：陰離子交換樹脂、陽離子交換樹脂、腐殖酸交換樹脂和螯合交換樹脂。

       離子交換法去除率高，操作設備易控，再生清洗頻率低，但是設備復雜，投資成本很高。

       1.4 生物法

       生物法是利用生物自身的生理特性，如微生物和植物的絮凝、吸收、積累和富集，將廢水中的重金屬吸入到生物體內，從而達到去除水中金屬的目的。利用生物的特性，創造出適合微生物生長的環境，可培育出高選擇性、高吸附性、高降解能力的復合功能菌，用于吸附降解廢水中的污染物。生物法具有適應性強、來源廣泛、操作成本低、污泥量少、無二次污染等優點[6]，但同時也存在菌種篩選繁殖慢、處理效率不高、重金屬對微生物有毒理作用等缺點。

       2 新興處理方式

       新興處理方式主要包括膜分離法、高級氧化技術等。

       2.1 膜分離法

       膜分離法是指利用外部能量或者化學位差在膜兩側形成壓力差，電鍍廢水中的金屬離子選擇性透過膜以達到與廢水分離的技術。目前，膜分離法主要有電滲析、微濾（MF）、超濾（UF）、納濾（NF）和反滲透（RO）等。膜分離法去除效率高，操作簡單，但是膜的更新速率快，成本高。

       2.2 高級氧化技術

由于電鍍廢水中主要難去除的為與重金屬絡合在一起的有機物，因此高級氧化技術可以用來破除這種絡合反應，然后輔助傳統的化學沉淀技術即可使污染物濃度降到排放標準以內，并且可回收利用貴重金屬，具有一定的經濟效益。高級氧化技術zui顯著的特點是以羥基自由基為主要氧化劑與有機物發生反應，反應中生成的有機自由基可以繼續參加•HO的鏈式反應，或者通過生成有機過氧化自由基后，進一步發生氧化分解反應直至降解為最終產物CO2和H2O，從而達到氧化分解有機物、將重金屬從絡合物中解離的目的。高級氧化技術反應速度快、去除效率高、對反應環境要求低、反應*，既可作為單獨處理，也可與其他處理技術聯合（如可作為生化處理技術的預處理），可降低處理成本。

       3 結論與展望

       隨著人們對生態環境的要求越來越高，傳統的電鍍廢水處理方式單獨作用已經不能達到嚴格的排放標準，新興處理技術處理效果好但處理成本較高，各種處理方式各有優劣。因此，單一的處理方式已經不適合當前的環保要求和經濟發展，在實際生產過程中需根據電鍍廢水的性質（濃度、酸堿性、各成分比例等）、產量、環境條件和經濟條件綜合考慮，選擇合適的處理技術。同時更多采用多種方式共同作用，既滿足達標排放要求，又可節省成本，推動經濟和生態的可持續發展。