含重金属电镀废水处理方法

摘要：本文主要介绍了电镀含重金属废水的处理现状、各种电镀废水处理方法及其优缺点，在这些方法中对吸附法进行详细的展开，列举了一些工程应用案例，展示了吸附法在处理电镀含金属废水以及资源利用其中的金属离子上所具有的优势，符合企业资源化、减量化及无害化的可持续发展要求。
关键词：电镀废水；资源化；吸附法；电镀废水处理
0前言：
电镀生产中产生的废水成分非常复杂，除含氰(CN^-)和酸碱外，重金属是电镀业潜在危害性极大的污水类别，这些物质严重危害环境和人类身体健康。电镀废水的主要来源有：镀件清洗水、镀液过滤冲洗水和废镀液的排放、工艺操作和设备、工艺流程中等造成的“跑、冒、滴、漏”排放的废液、冲洗设备、地坪等产生的废水。该些废水中均含重金属离子外，必须予以处理达标排放。
电镀废水的治理在国内外普遍受到重视，目前市面上也有多种治理技术，通过将有毒治理为无毒、有害转化为无害、回收贵重金属、水循环使用等措施消除和减少污染物的排放量。随着电镀工业的快速发展和环保要求的日益提高，电镀污水治理已开始进入清洁生产工艺、总量控制和循环经济整合阶段，资源回收利用和闭路循环是发展的主流方向。
我国处理电镀废水常用的方法有化学法、生物法、物化法和电化学法等。化学法是依靠氧化还原反应或中和沉淀反应将有毒有害的物质分解为无毒无害的物质，或者直接将重金属经沉淀或气浮从废水中除去，缺点是药剂投加量很大，产生大量固废且增加废水中的盐分。生物法是一种处理电镀废水的新技术：一些微生物代谢产物能使废水中的重金属离子改变价态，同时微生物菌群本身还有较强的生物絮凝、静电吸附作用，能够吸附金属离子，使重金属经固液分离后进入菌泥饼，从而使得废水达标排放或回用；这种方法主要优势是项目运营成本不高，但是生物成长环境不容易控制，往往会因水质的变化而大量中毒死亡，功能菌和废水中金属离子的反应效率并不高，且培养菌种的培养基消耗量较大，处理成本较高。电解法、原电池法、电渗析法、电凝聚气浮法等电化学方法。物化法在工业上应用广泛，它利用离子交换或膜分离或吸附剂等方法去除电镀废水所含的杂质。
当前应用最广泛的吸附剂就是活性炭了，主要用于含铬、含氰废水。它的特点是处理调节温和，操作安全，深度净化的处理水可以回用，但该方法存在活性炭再生复杂和再生液不能直接回镀槽利用的问题，吸附容量小，不适于有害物含量高的废水。为解决这一难题，海普功能材料自研了多种重金属纳米吸附材料，具有吸附容量大，可再生使用，使用寿命长等优点，而且工程化应用时，吸附端可实现模块化设计，能根据生产能力灵活调节，占地节省、结构紧凑，同时具备自动化程度高、工艺流程短、操作简单和能耗低等优点，从而弥补了吸附法的不足，拓宽了吸附法在电镀废水中的应用，已拥有多个电镀行业废水处理案例。
1 电镀废水处理要求
目前电镀企业总体的废水排放标准主要参考国家《电镀行业污染物排放标准》（GB21900-2008），该标准规定现有设施自2009年1月1日至2010年6月30日起执行表1规定的水污染物排放浓度限值，新建企业执行表2规定的水污染物排放浓度限值，根据环境保护工作的要求，在国土开发密度已经较高、环境承载能力开始减弱，或环境容量较小、生态环境脆弱，容易发生严重环境污染问题而需要采取特别保护措施的地区，应严格控制设施的污染物排放行为，在上述地区的设施执行表3规定的水污染物排放先进控制技术限值，执行水污染物特别排放限制的地域范围、时间，由国务院环境保护行政主管部门或省级人民政府规定。
表1 现有企业水污染排放限值

序号	污染物	排放浓度限值	污染物排放监控位置
1	总铬（mg/L）	1.5	车间或生产设施废水排放口
2	六价铬（mg/L）	0.5	车间或生产设施废水排放口
3	总镍（mg/L）	1	车间或生产设施废水排放口
4	总镉（mg/L）	0.1	车间或生产设施废水排放口
5	总银（mg/L）	0.5	车间或生产设施废水排放口
6	总铅（mg/L）	1	车间或生产设施废水排放口
7	总汞（mg/L）	0.05	车间或生产设施废水排放口
8	总铜（mg/L）	1.0	企业废水总排放口
9	总锌（mg/L）	2.0	企业废水总排放口
10	总铁（mg/L）	5.0	企业废水总排放口
11	总铝（mg/L）	5.0	企业废水总排放口
12	pH值	6~9	企业废水总排放口
13	悬浮物（mg/L）	70	企业废水总排放口
14	化学需氧量（CODCr，mg/L）	100	企业废水总排放口

表2 新建企业水污染排放限值

序号	污染物	排放浓度限值	污染物排放监控位置
1	总铬（mg/L）	1	车间或生产设施废水排放口
2	六价铬（mg/L）	0.2	车间或生产设施废水排放口
3	总镍（mg/L）	0.5	车间或生产设施废水排放口
4	总镉（mg/L）	0.05	车间或生产设施废水排放口
5	总银（mg/L）	0.3	车间或生产设施废水排放口
6	总铅（mg/L）	0.2	车间或生产设施废水排放口
7	总汞（mg/L）	0.01	车间或生产设施废水排放口
8	总铜（mg/L）	0.5	企业废水总排放口
9	总锌（mg/L）	1.5	企业废水总排放口
10	总铁（mg/L）	3.0	企业废水总排放口
11	总铝（mg/L）	3.0	企业废水总排放口
12	pH值	6~9	企业废水总排放口
13	悬浮物（mg/L）	50	企业废水总排放口
14	化学需氧量（CODCr，mg/L）	80	企业废水总排放口

表3 水污染特别排放限值

序号	污染物	排放浓度限值	污染物排放监控位置
1	总铬（mg/L）	0.5	车间或生产设施废水排放口
2	六价铬（mg/L）	0.1	车间或生产设施废水排放口
3	总镍（mg/L）	0.1	车间或生产设施废水排放口

2 电镀废水处理案例
2.1电镀企业废水深度除镍治理项目
某生产标准件、紧固件的电镀企业，废水处理量为20t/d，企业原废水处理采用芬顿氧化联合化学沉淀法，出水镍含量未能做到稳定达标，限制了生产产能。江苏海普采用纳米吸附材料，对该废水进行深度除镍处理，出水镍含量小于0.05mg/L，远低于企业的排放要求（0.1mg/L），解决企业废水镍超标问题，有利于企业的可持续发展。
表4 含镍废水吸附处理效果

进水浓度（mg/L）	出水浓度（mg/L）	去除率
1.2	0.05	95.8%
1.2	0.04	96.6%
1.2	0.05	95.8%

2.2电镀产业园废酸除锌治理项目
某标准件产业园，在镀件生产过程中产生含锌废酸，废酸处理量为100t/d、企业原处理方法为高温焙烧回收盐酸，能耗非常高，江苏海普采用纳米吸附材料，对该废水进行除锌处理，出水锌含量小于1500mg/L，满足企业的废酸回用要求。
表5 含锌废酸吸附处理效果

进水浓度（mg/L）	出水浓度（mg/L）	去除率
8000	1200	85%
8000	1300	83.7%
8000	1250	84.3%

2.3金属加工企业废酸除铅治理项目
某生产钢丝绳、钢管企业，在生产过程中产生含铅废酸，废酸处理量为50t/d、企业原处理方法是作为危废委外，处理成本高昂，江苏海普采用纳米吸附材料，对该废水进行除铅处理，出水铅含量小于50mg/L，处理后的废酸可以回用产线，取得了很高的经济价值。
表6 含铅废酸吸附处理效果

进水浓度（mg/L）	出水浓度（mg/L）	去除率
2000	25	98.75%
2000	28	98.6%
2000	24	98.8%

 
2.4电镀企业钝化液除铁资源化治理项目
某服务于电子、通讯行业的电镀加工企业每天产生1000立方钝化液废水，其中含有大量的铁、铬和锌等。采用江苏海普的纳米吸附材料，对该电镀液进行深度除铁处理，出水铁可降低在0.5mg/L以下，同时能去除部分锌，处理后的钝化液可回用于生产，大大增加了企业的经济效益。
表7 钝化液除铁效果

进水铁浓度（mg/L）	出水铁浓度（mg/L）	铁去除率
520	0.39	99.93%
520	0.19	99.96%

3 结论
电镀、石化、制药是当今全球的三大污染工业，可以说20世纪的电镀废水治理达标排放是不彻底的，21世纪治理电镀废水发展的趋势应是彻底消除污染，努力做到零排放。在今后的电镀废水治理中，应从实际出发，选择合理的处理方法，对电镀废水开展经济有效的综合防治，争取环境效益、经济效益和社会效益的协调统一，真正实现清洁生产。江苏海普功能材料有限公司生产的高分离效率特种吸附剂，已经广泛应用于电镀废水的治理以及资源化利用，具有回收利用、化害为利、循环用水等优点，将来定能为越来越多的电镀企业解决问题，为污染治理做出更多的贡献。