详解电镀废水各种处理工艺

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电镀和金属加工业废水中较难处理部分的主要来源是电镀或酸洗的排放液。污染物经金属漂洗过程又转移到漂洗水中。酸洗工序包括将金属（锌或铜）先浸在强酸中以去除表面的氧化物，随后再浸入含强铬酸的光亮剂中进行增光处理。该废水中含有大量的盐酸和锌、铜等重金属离子及有机光亮剂等，毒性较大，有些还含致癌、致畸、致突变的剧毒物质，对人类危害极大。因此，对电镀废水必须认真进行回收处理，做到消除或减少其对环境的污染。

电镀废水的来源一般为？

1、镀件清洗水

是镀件在清洗槽清洗过程中所排出的废水。不包括冲洗地坪和容器以及跑、冒、滴、漏等废水和废液。

2、废电镀液

是工厂为控制镀液的使用次数，及为控制镀液中杂质在工艺许可范围内的原因，将槽液废弃而产生的废液。

3、其他废水

包括冲刷车间地面，刷洗极板洗水，通风设备冷凝水，以及由于镀槽渗漏或操作管理不当造成的“跑、冒、滴、漏”的各种槽液和排水。

4、设备冷却水

冷却水在使用过程中除温度升高以外，未受到污染。电镀废水的水质、水量与电镀生产的工艺条件、生产负荷、操作管理与用水方式等因素有关。电镀废水的水质复杂，成分不易控制，其中含有铬、镉、镍、铜、锌、金、银等重金属离子和氰化物等，有些属于致癌、致畸、致突变的剧毒物质。

电镀行业废水的污染特征

电镀行业废水水质较复杂，废水中含有铬、锌、铜、镍、镉等重金属离子以及酸、碱、氰化物等具有很大毒性的杂物。该行业废水具有以下特点：

（1）成分复杂、污染物可分为无机污染物和有机污染物两大类。

（2）水质变化幅度大、各股生产废水污染物种类多样，CODcr

变化系数大。

（3）废水毒性大、含有大量的重金属离子，若不经处理直接排

放会对周围水体造成极大的污染

废水特性

前处理

对于金属基体材料，其电镀的可分为：

1、(包括磨光、抛光、喷砂、滚光、刷光等)

2、(包括除油、除锈和侵蚀等)

3、电化学处理(包括电化学除油和电化学侵蚀等)

除油

除油中常用碱性化合物如NaOH、Na2CO3、Na3PO4、Na2SiO3等，对于油污特别严重的零件有时还用煤油、汽油、丙酮、甲苯、三氯乙烯、四氯化碳等有机溶剂除油，再进行化学碱性除油。为去除某些矿物油，通常在除油液中加一定量的乳化剂，如OP乳化剂、AE乳化剂、三乙醇胺油酸皂等。因此除油过程中产生的清洗废水以及更新废液都是碱性废水，常含有油类及其它有机化合物。

酸洗

酸洗除锈常用的有盐酸、硫酸，为防止镀件基体的腐蚀，常加入某些缓蚀剂如硫脲、磺化煤焦油、乌洛托品联苯胺等。酸洗除锈过程产生的清洗水一般酸度都较高，含有重金属离子及少量有机添加剂。

前处理

前处理废水是电镀废水处理中的重要组成部分，约占电镀废水总量的50%，废水中含有一定的盐份、游离酸、有机化合物等，组分变化很大，随镀种、前处理工艺以及工厂管理水平等而变。

镀层漂洗

镀层漂洗水是电镀作业中重金属污染的主要来源。电镀液的主要成分是金属盐和络合剂，包括各种金属的硫酸盐、氯化物、氟硼酸盐等以及氰化物、氯化铵、氨三乙酸、焦磷酸盐、有机膦酸等。除此之外，为改善镀层性质，往往还在镀液中添加某些有机化合物，如作为整平剂的香豆素、丁炔二醇、硫脲，作为光亮剂的有糖精、香草醛、苄叉丙酮、对甲苯磺酰胺、苯磺酸等。因此镀件漂洗废水中除含有重金属离子外，还含有少量的有机物。漂洗废水的排放量以及重金属离子的种类与浓度随镀件的物理形状、电镀液的配方、漂洗方法以及电镀操作管理水平等诸多因素而变。特别是漂洗工艺对废水中重金属的浓度影响很大，直接影响到资源的回收和废水的处理效果。

镀层后处理

镀层后处理主要包括漂洗之后的钝化、不良镀层的退镀以及其他特殊的表面处理。后处理过程中同样产生大量的重金属废水。一般来说，常含有Cr6+、Cu2+、Ni2+、Zn2+、Fe2+等重金属;H2SO4、HCl、H3BO3、H3PO4、NaOH、Na2CO3等酸碱物质;甘油、氨三乙酸、六次甲基四胺、防染盐、醋酸等有机物质。总的来说，这类镀层后处理废水复杂多变，水量也不稳定，一般都与混合废水或酸碱废水合并处理。

电镀废液处理方案

1、气浮法

气浮法是向水中通入空气，产生微小气泡，由于气泡与细小悬浮物之间黏附，形成浮选体，利用气泡的浮升作用，上浮到水面，形成泡沫或浮渣，从而使水中的悬浮物质得以分离。按照气泡产生方式的不同，可分为充气气浮、溶气气浮和电解气浮三类。

气浮法是代替沉淀法的新型固液分离手段，年上海同济大学首次应用气浮法处理电镀重金属废水处理获得成功。随后，因处理过程连续化，设备紧凑，占地少，便于自动化而得到了广泛的应用。

气浮法固液分离技术适应性强，可处理镀铬废水、含铬钝化废水以及混合废水。不仅可去除重金属氢氧化物，而且可以去除其他悬浮物、乳化油、表面活性剂等。气浮法用于处理镀铬废水的原理是：在酸性的条件下硫酸亚铁和六价铬进行氧化还原反应，然后在碱性条件下产生絮凝体，在无数微细气泡作用下使絮凝体浮出水面，使水质变清。

2、离子交换法

离子交换法主要是利用离子交换树脂中的交换离子同电镀废水中的某些离子进行交换而将其除去，使废水得到净化的方法。

国内用离子交换技术处理电镀废水是从20世纪60年代开始进行试验研究的，到70年代末，因为迫切需要解决环境污染问题，这一技术得到了很大发展，当前已成为处理电镀废水和回收某些金属的有效手段之一，也是使某些镀种的电镀废水达到闭路循环的一个重要环节。

当前，国内对含铬、含镍等电镀废水采用离子交换法处理较为普遍，在设计、运行和管理上已有较为成熟的经验。经处理后水能达到排放标准，且出水水质较好，一般能循环使用。树脂交换吸附饱和后的再生洗脱液经电镀工艺成分调整和净化后能回用于镀槽，基本实现闭路循环。另外，离子交换法也可用于处理含铜、含锌、含金等废水。

3、电解法

电解法主要是使废水中的有害物质通过电解过程在阳、阴两极上分别发生氧化和还原反应，转化成无害物质；或利用电极氧化和还原产物与废水中的有害物质发生化学反应，生成不溶于水的沉淀物，然后分离除去或通过电解反应回收金属。国内在20世纪60年代开始用电解法处理电镀含铬废水，70年代末对含银、铜等废水进行实验研究，回收银、铜等金属，取得了很好的效果。

电解法处理电镀废水一般用于中、小型厂，其主要特点是不需投加处理药剂，流程简单，操作方便，占生产场地少，同时由于回收的金属纯度高，用于回收贵重金属有很好的经济效益。但当处理水量较大时，电解法的耗电较大，消耗的铁极板量也较大，同时分离出来的污泥与化学处理法一样不易处置，所以已较少采用。

4、萃取法

萃取法是利用一种不溶于水而能溶解水中某种物质(称溶质或萃取物)的溶剂投加入废水中，使溶质充分溶解在溶剂内，从而从废水中分离除去或回收某种物质的方法。萃取操作过程包括混合、分离和回收三个主要工序。

工艺方案的确定

某有限公司的生产污水主要来自镀前镀件的酸、碱处理以及镀后的漂洗，另外定期还会排放出一定量的废酸。

（1）生产废水的预处理

①、Cr6+的去除目前含铬电镀废水主要采用氧化还原—沉淀法处理工艺氧化还原法是指利用强氧化剂或强还原剂，将废水中的有毒物质氧化或还原为无毒或低毒物质。在电镀废水中六价铬主要以CrO42-形式存在，在酸性条件下存在形式为Cr2O72-，在亚铁离子的作用下发生还原反应，还原反应较快。还原以后的铬在碱性条件下以Cr(OH)3沉淀的形式存在，所得到的污泥是三价铬和铁的氢氧化物混合沉淀。用硫酸亚铁还原六价铬，考虑到还原反应不彻底，实际操作中硫酸亚铁的用量是理论计算量的2.5-3倍，因此污泥量大。

具体流程如下：

从上述流程可以看出，由于硫酸亚铁还原六价铬是较酸性条件下进行，同时污泥的产生量较大，也给污泥处置增加一定的难度。②、其他金属离子的去除

电镀废水中出Cr6+超出国家排放标准外，其中还含有大量的Zn2+、Cu2+、Ni2+、Fe2+等金属离子，因此采用碱性条件下曝气氧化的方法，不仅可使PH值达到排放标准，而且可以有效地去除废水中的重金属离子，其原理为：

首先将PH调节至过碱。由于锌离子分别在PH=6.4开始沉淀，到PH=9.3才能完全沉淀（2.0mg/l）,到PH=10.5时开始溶解，因此分为两级反应，一级反应池的PH必须控制在9.5-10范围内。

在一级反应中Fe3+离子到PH=4.1时能完全沉淀，Cu2+离子到PH=5.0时形成碱式盐沉淀，PH=7.2能完全沉淀，Cr3+离子在PH=4.9开始沉淀，到PH=6.8时能完全沉淀，到PH=12时开始溶解。由于Ni2+离子在PH=7.7开始沉淀，到PH=10.5才能完全沉淀（1.0mg/l）,所以在一级反应中Ni2+、Fe2+不能完全沉淀，故需要二级反应，在二级曝气氧化反应中，PH必须控制在10.5-11范围内。

（2）生产废水的生化处理

经过两级沉淀处理之后，废水中的PH值、重金属离子指标已经合格，但由于废水中含有添加剂等有机物，导致废水中CODcr超标，（废水中CODcr一部分由亚铁产生，一部分由有机物产生）根据测定经两级沉淀之后CODcr值在mg/l左右，而国家标准在mg/l，所以废水在经过两级沉淀预处理之后，采用好氧生化法处理，使之达到国家标准。电镀添加剂主要分为整平剂、应力消除剂、表面活性剂、光亮剂、辅助光亮剂等，主要为醛类、香豆素、糖精及分解产物等，此类物质大部分为可生化物质。好氧生物处理工艺分为：活性污泥法和生物膜法。活性污泥法有SBR及其改进型、AB法等；生物膜法有接触氧化法、生物滤池等。其中SBR及其改进型和生物接触氧化法是目前国际上污水生化处理的热门工艺。

①、SBR及其改进型

SBR法是序列间歇式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥水处理技术，又称序批示活性污泥法。SBR污水处理技术及其改进型与传统污水处理技术是不相同的。其采用的是时间分割操作替代空间分割操作，非稳态生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀代替动态沉淀等。它在运行上实现了有序和间歇操作相结合。SBR法是在单一的反应池内进行活性污泥处理工艺，并使污水处理的单元操作及时间的形式连续的进行处理的方法。SBR反应池内设有隔墙，将反应池分成预反应区和主反应区，墙的底部有孔相通。每一个周期的进水、反应、沉淀、滗水和闲置五道工序都在同一池内周而复始的进行，SBR工艺与其他处理工艺相比，SBR工艺使污水处理构筑物大大简化。

a、曝气期由于曝气系统向反应池供氧，有机污染物被微生物氧化分解，同时NH3-N通过硝化细菌转化为NO3-N。

b、沉淀期停止曝气，进行泥水分离，同时微生物利用水中的剩余溶解氧进行氧化分解，反应池逐渐由好氧状态向缺氧状态转化，开始进行反硝化反应。

c、滗水期沉淀结束后进行滗水排出上清液，池中水位逐步下降，此时反应池逐步过渡到厌氧状态，继续进行反硝化。

d、闲置期闲置期内池中水位由最低水位上升到最高水位。SBR工艺及其改进型与传统活性污泥法相比，具有如下特点：

a、工艺流程简单，省去出沉淀、二沉池、污泥回流及污泥回流设备。

b、占地面积省，比普通曝气法省20%-30%。

c、运行费用省，自动化控制程度高，管理方便。氧的吸收率

高，运行费用省25%。

d、处理效率高，运行稳定性可靠，耐负荷冲击能力强，出水

水质好。

e、脱氮除磷效果好。

f、污泥沉降性好。

②、生物接触氧化法

生物接触氧化法是一种介于活性污泥法于生物滤池之间的生物膜法工艺。接触氧化池内设有填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长于填料表面，部分则是絮状悬浮生长与水中。现阶段生物接触氧化法，就是在池内设置填料，将充氧的污水浸没全部填料，并以一定的速度流经填。填料上长满生物膜，同时污水中也有一定的活性污泥，污水与生物膜以及活性污泥相接触，在微生物的作用下，污水得到净化。可以说生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物膜法两者之间的，具有活性污泥与生物膜双重效能的生物处理法。

生物接触氧化工艺具有如下特点：

a、生物接触氧化法的容积符合高，同样大小体积的设备，

处理时间短，处理能力高，节约占地面积，比普通曝气法省。

b、运行费用省，自动化控制程度高，管理方便。氧的吸收

率高，不需另加药剂。

c、处理效率高，出水水质好而稳定，在毒物和PH值的冲

击下，生物膜受影响小，而且恢复快。

d、运行稳定性可靠，耐负荷冲击能力强。

e、可有效的防止污泥膨胀，而且能充分发挥其分解、氧化

能力高的特点。

生物滤池工艺流程说明

废酸定期排入废酸池中，综合电镀废水和废酸进入调节池后，由泵提升进入还原池，由加药泵加还原剂，使六价铬在酸性条件下还原成三价铬，反应后自留进入反应池，由加药泵加碱反应，废水中的大部分二价铁离子、三价铁离子、三价铬、锌离子、镍离子、铜离子在碱性条件下生成沉淀、反应后的废水经导流筒进入1#沉淀池进行沉淀分离。上清液自流进入曝气氧化池，进一步曝气氧化，使剩余的亚铁离子氧化为三价铁离子，并在碱性条件下生成氢氧化铁沉淀，在2#沉淀池进行沉淀分离，上清液经PH回调后经接触氧化生化池去除CODcr后进入3#沉淀池，上清液自流入清水池后达标排放。

各沉淀池污泥进入污泥浓缩池浓缩，浓缩后污泥经高压泵注入压滤机压滤，干化后污泥作为危险废物，送固废中心处置。

处理工艺技术特点

a、采用物化方法对污水进行预处理，有效的去除污水中大部分的重金属，减少毒性，增强污水的可生化性。

b、生化处理采用接触氧化处理工艺，有效的去除CODcr，降低投资及运行成本。

c、废酸采取“定期排放，天天处理”的处理方式，避免了调节池水质变化过大影响后续处理工艺，废酸中盐分较高，若一次性处理会使水体短时间内CL-浓度急剧上升，对活性污泥造成抑制甚至死亡。

d、尽量采取重力自流的方式，以减少机泵功率，投加药剂选用可靠、高效的品牌，降低药剂消耗等。通过以上多种方式，可较大程度的降低污水处理系统的运行费用。