电镀废水除重金属处理方法

1电镀废水除金属处理现状
电镀产品应用范围广泛，是我国社会经济发展中必不可少的部分，然而，它同时也是世界三大污染工业之一。电镀企业在生产与运营中会制产生大量的电镀工业废水，由于产品的多样性，以及性能要求的差异，水质非常复杂，通常是由各种重金属离子混合而成，电镀生产过程中产生的废水普遍具有以下特点：
（1）污染物种类繁多：在电镀生产过程中，根据镀件的使用功能不同，按照《电镀行业污染物排放标准》（GB21900-2008）的要求，废水中含有石油类、表面活性剂、氨氮、磷、各种重金属及氰化物等多种污染因子。
（2）污染物浓度大：由于生产过程中，电镀槽液需要定期更换排放，以及不同形状的镀件会将槽液带出，废水中各种污染因子浓度较高，含盐量普遍在1%左右，如不进行处理，会对周边环境造成很大影响，生态环境急剧恶化。
（3）水质波动大：由于生产的复杂性及镀件需求的变化，废水中的污染因子种类及浓度变化较大。
（4）传统处理工艺复杂：面对各种污染因子，多种重金属混合，传统工艺需要按照污染物不同性质进行单独收集，再进行分类处置。系统至少需要设置多达7~9种预处理系统，再进行综合处理。针对有机物污染，如石油类氨氮、总氮及总磷等，只能采取生物法处理，工艺复杂，运行管理难度较大。
2 废水处理工艺
电镀废水中含大量的重金属离子，目前常用的处理方法主要有化学沉淀法、吸附法、膜分离法、电解法、铁氧体法、萃取法等。
表2-1电镀废水处理工艺优缺点对比表

废水处理工艺	优点	缺点
化学沉淀法	①目前国内外应用最广泛的方法，工艺简单，能同时去除多种废水中的金属离子； ②设备投资少、石灰等碱性消耗物料价格较便宜，运行费用相对不高。	①产生大量重金属废渣，不能直接倾倒或填埋，还需要进行再次处理； ②中和法出水金属离子浓度依然较高，达不到排放标准； ③不能回收废水中的金属并消耗大量碱，不利于企业的资源化生产。
吸附法	①深度去除废水中的金属离子，镍、铬等离子浓度可控制在0.1mg/L以下； ②可回收废水中的金属离子，实现废水的资源化利用，降低企业的生产成本； ③纳米吸附材料，吸附容量大，吸附材料可再生使用，使用寿命长； ④可实现模块组件形式，能根据生产能力灵活调节，占地节省、结构紧凑； ⑤自动化程度高，工艺流程短，操作简单，能耗低。	废水成分复杂，吸附材料对不同的金属离子表现出不同的吸附能力，一种吸附材料不能同时去除多种金属离子。
膜分离法	操作简单，除泵输送液体外，渗析过程不耗电，能耗低；	①膜处理量不大，设备体积庞大； ②设备投资大，膜需要定期清洗，更换频繁； ③浓液多，还需进行达标处理，不能直接排放。
电解法	设备体积小，无需额外加入化学药剂，基本不产生二次污染；	①能耗大、成本高，存在析氢和析氧等副反应，造成能源浪费； ②长时间连续操作易导致电极表面钝化，效率低，电耗大。
铁氧体法	硫酸亚铁价格低、来源广，工艺简单、处理效果好且处理量大	①铁氧体过程中需要加热(约70℃)，能耗较高，增加处理成本； ②污泥产生量大，反应条件较难控制；③处理后盐度高，而且有不能处理含Hg和络合物废水。
萃取法	通过液液接触，分离去除效果好	高选择性的萃取剂专一性强，溶剂在萃取和再生过程损失严重，再生过程中能源消耗大，不具备一般废水的处理能力。

3海普吸附工艺介绍
 
江苏海普功能材料有限公司地处苏州工业园区，是一家以特种吸附剂、催化剂为核心技术，配套应用工艺开发、技术服务、工程实施等，为客户解决相关环保难题的国家高新技术企业。海普的技术团队分别于2013年、2015年获得苏州工业园区领军人才奖，2015年获得姑苏领军人才奖，江苏海普功能材料有限公司于2015年、2018年连续两次被评为国家高新技术企业，2018获批为苏州市吸附与催化功能纳米材料工程技术研究中心。江苏海普功能材料有限公司在吸附材料处理方面具有领先的技术水平，配套的吸附处理工艺高效、稳定，为国内多家行业龙头企业解决了多项环保难题。
海普吸附工艺的原理是利用我公司开发的特种吸附材料对要去除的组分或物质进行选择性吸附，当吸附饱和时，再利用特定的脱附剂对吸附材料进行脱附处理，使吸附材料得以再生，如此不断循环进行，吸附法处理废水常规工艺见下图。 采用海普的吸附工艺处理电镀废水时，将废水预先过滤去除其中的悬浮和颗粒物质，然后进入吸附塔吸附，吸附塔中填充的特种吸附材料能将废水中的重金属吸附在材料表面，使出水重金属持续达标排放。吸附饱和后，再利用特定的脱附剂对吸附材料进行脱附处理，使吸附材料得以再生，如此不断循环进行。脱附液中富集了大量的重金属离子，可返回前端沉淀系统处理。


图3-2 重金属废水吸附处理工艺流程图
4应用案例
江苏海普功能材料有限公司致力于高性能吸附剂和催化剂产品的研发和产业化，通过多年的自主研发，在离子交换技术与吸附技术、纳米无机材料杂化技术等方面具有国际领先的水平，实现吸附和催化产品的系列化，并成功应用于环境保护和资源循环领域。以自主研发的系列高性能吸附剂和催化剂产品为核心，配合自主开发的工艺技术，海普已经成为专业的绿色环保解决方案供应商。
海普纳米吸附剂技术应用案例如下：
4.1电镀企业废水深度除镍治理项目
某电镀企业主要承接汽车、航空、航天、核电等领域的电镀加工服务，企业一套120 t/h废水处理设施终端出水镍含量未能做到稳定达标，我公司采用纳米吸附材料，对该废水进行深度除镍处理，出水镍含量小于0.05 mg/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4-1 吸附进出水镍含量

进水浓度 （mg/L）	出水浓度 （mg/L）	去除率
~2	0.048	97.6%
~2	0.039	98.05%
~2	0.045	97.75%

 
某服务于电子、通讯行业的电镀加工企业每天产生300t含镍废水，经过企业自有的除镍装置，出水镍含量不稳定，达不到排放标准。我公司的纳米吸附材料，对该废水进行深度除镍处理，出水镍稳定在0.1mg/L以下，解决企业废水镍超标问题，有利于企业的可持续发展。
表4-2 吸附进出水镍含量

批次	进水浓度 （mg/L）	出水浓度 （mg/L）	去除率
1	1.462	0.084	94.25%
2	1.462	0.072	95.08%
3	1.462	0.067	95.42%

 
某表面电镀企业每天可产生800t含锌镍废水，锌、镍含量很高，我公司对该废水进行工艺设计，出水镍和锌能满足企业要求，吸附出水可达标排放，给企业废水提供一种有效的处理方法。
表4-3废水处理数据

名称	锌（mg/L）	镍（mg/L）
原水	550	68
出水	0.3	0.09
去除率	99.95%	99.87%

 
4.2电镀企业废水除铬治理项目
某服务于电子、通讯行业的电镀加工企业每天产生200t/d含铬废水，我公司设计的工艺处理该废水，深度去除废水中的铬，铬的去除率稳定在90%以上，出水铬含量很低，远低于企业要求和排放标准。
表4-4废水除铬处理数据

原水铬含量 （mg/L）	出水铬含量 （mg/L）	去除率
5.7	0.275	95.18%
5.7	0.306	94.63%
5.7	0.279	95.11%

4.3电镀产业园含锌废水治理项目
某电镀产业园每天产生1062t含锌废水，其中锌离子、镍离子超标，我公司对该废水进行工艺设计，吸附出水的镍和锌均可达到排放标准。出水镍离子可稳定在0.1mg/L以下，锌离子稳定在1mg/L以下，解决园区废水处理的难题。
表4-5 含氰铜废水处理数据

名称	进水含量 （mg/L）	出水含量 （mg/L）	去除率
镍	0.4	<0.1	>75%
锌	41	<1	>97.6%

 
4.4电镀产业园阳极氧化含镍废水治理项目
某电镀产业园每天产生2400t阳极氧化废水，其中镍离子超标，我公司对该废水进行工艺设计，深度去除废水中的镍元素，吸附出水镍可稳定在0.1mg/L以下，达到排放要求，可直接进入厂区中间水池继续处理。
表4-6含镍废水处理数据

进水镍含量 （mg/L）	出水镍含量 （mg/L）	去除率
16	<0.1	>99.4%

 
4.5电镀产业园氰铜废水治理项目
某电镀产业园每天产生1125t氰铜废水，其中铜离子、镍离子超标，我公司对该废水进行工艺设计，多段综艺综合治理，末端吸附出水镍可稳定在0.1mg/L以下，铜离子稳定在0.3mg/L以下，满足企业要求，出水可直接进入厂区中间水池继续处理。
表4-7 含氰铜废水处理数据

名称	进水含量 （mg/L）	出水含量 （mg/L）	去除率
镍	10	<0.1	>99.4%
铜	95	<0.3	>99.7%