浅析电镀废水处理的新方法及发展趋势摘要:针对电镀废水的特点及处理现状，论述常见处理的方法，优点及存在的问题，提出电镀废水处理的新方法电絮凝、微电解及发展趋势，以期指导实践，保证电镀废水达标排放。
电镀行业是关乎国计民生的行业，大到重型器械，小到硬币、打火机风罩等，都经过电镀的工序才得以面世。电镀行业又是高污染、高用水量的行业，由于电镀工艺差别，产生的废水量、种类及特点又不同，通常按照废水中污染物种类主要分为含氰废水、含铬废水、重金属废水及酸碱废水，其中，含氰废水、含铬废水由于含有剧毒的氰化物及毒性极强的六价铬，未处理达标就排放水体会对水体造成极大的危害，从而危害到水生动植物及赖以生存的农作物、动物及人类。
我国对电镀废水的治理起于20世纪50年代末，至今已经有50多年的历史了，但直至2008年，国家环保部才出台相关的行业排放标准。在此之前2007年，由于太湖蓝藻事件的爆发，曾出台《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》，其中电镀废水COD，NH3-N等指标被明确规定由原来《污水综合排放标准》中一级排放标准100mg/L，15mg/L提高到80mg/L，5mg/L。2008年出台的《电镀污染物排放标准》，首次对电镀行业污染物排放提出了行业标准。其中，以各种重金属离子的排放要求尤为严格，表3标准中对部分地区六价铬排放标准0.1mg/L，总铬排放标准达到0.5mg/L，总镍排放标准0.1mg/L，体现了对电镀行业特征污染物重金属离子从严的排放要求，同时COD排放要求也提高至50mg/L以上。
电镀废水的处理方法按照原理分为:物理法、化学法、生化法等。以下对各种特征废水的处理方法进行叙述。
电镀废水中氰化物多为络合状态，传统工艺采用化学氧化法，即:加入强氧化剂解络后再加药沉降的方法。过程如下:将含氰废水pH加碱调节至10～11，向废水中加入氧化剂次氯酸钠，将废水中剧毒的络合氰根离子氧化成低毒的氰酸根离子，即一次破氰。之后，加酸将废水pH回调至7～8，继续向废水中加入次氯酸钠使氰酸根离子氧化成N2，从废水中溢出，即二次破氰。相对而言，二次破氰最终使CN-转化成无毒的N2从废水中溢出，是较彻底的除氰方法，但处理费用较高。对含氰废水的碱性次钠破氰的处理方法，至今仍是最为行之有效的方法。然次钠药剂费用之高，也是电镀废水处理运行费用的主要组成部分。
近几年来，由于氰化氢价格的不断上涨，国内外都有针对从中高浓度含氰废水中回收氰化物的研究酸性回收法。其原理是利用HCN的沸点低(仅为26.5)，利用HCl吹脱装置和HCN气体吸收装置可回收HCN。从理论上来讲，该方法对实现HCN的回收，减少药剂费用方面，意义十分积极。但回收工艺受到废水中CN-浓度、温度、处理装置的汽液比等各种因素的影响以及HCN气体的剧毒性，其回收装置及效果有待进一步的试验和不断改进。
含铬废水，主要有六价铬废水和三价铬废水。三价铬废水可作为普通重金属废水处理，六价铬废水需采用还原剂还原再化学沉淀的方法进行处理。将废水pH调节至2～3之间，加入焦亚硫酸钠或硫酸亚铁作为还原剂，将六价铬离子还原成三价铬离子，再通过沉淀的方法从废水中分离。一般来说两种还原剂的处理效果相当，但投加过量的硫酸亚铁引入大量的Fe2+，再将Cr6+还原为Cr3+的过程中，Fe2+被氧化成Fe3+，在后续的加碱沉淀过程中，Fe3+与OH-结合生成沉淀，产生大量污泥，增加了压滤机的处理负荷，而采用焦亚硫酸钠则不存在这个问题。在含铬废水的处理中，Cr3+离子理论上的最佳沉淀pH值在8～9左右，而9～11之间则可能发生反溶。在实际工程中，由于废水中是多种重金属离子共存，沉淀的pH值需经过小试确定。
重金属废水多来源于电镀工艺中的镀后漂洗工艺，其特点是含有单一的或多种重金属离子，浓度一般不超过200mg/L。这类废水一般与经过氧化的含氰废水、经过还原的六价铬废水一起，加碱沉淀即可。
若废水水质较好或重金属成分较为单一，则可考虑回收水或重金属。如废水中仅含有镍离子，则可采用离子交换的处理方法对废水中的镍离子进行回收，可得到30g/L以上的镍浓缩液，具有很高的回收价值，而废水也得到净化，可回用于工艺中用水要求不高的地方，树脂吸附饱和后可用酸碱再生，循环使用。此法要注意由于很多待镀件是铁件，废水中可能含有Fe2+和Fe3+，对树脂有毒害作用，工艺中应采用预曝气除铁或锰砂过滤器除铁。又如:同时含铜镍且排放量较大水质较好的废水，全部加碱沉淀后排放较为浪费，建议可采用将其单独收集，预处理后经过膜进行回收，可回收60%以上的水量返回工艺中使用，对其产生的浓缩水排入废水系统进行处理，这样既节约了单位产品的用水量，又减少了废水的排放量，对企业的节能减排、清洁生产起到积极推动作用。
酸碱废水，在电镀废水中常被称为前处理废水，是在电镀之前对待镀件的除油除锈工作中产生的。因此，前处理废水中含有丰富的油类物质、表面活性剂、铁离子、亚铁离子及COD等，SS较高，通常采用与重金属废水一起处理。对于COD较高的酸碱废水，则必须在化学反应之后采用生化法对COD进一步处理。
电镀废水的种类、特征往往是和其电镀工艺相关的。在我们所经历的相关案例中，发现低级电镀工艺中镀种相对单一，要求也不高，例如超市货架、手推车等多采用镀锌工艺，废水是相对单一的含锌废水;而多数电镀工艺过程较为复杂，同时含有上述各种废水，因此对于电镀废水，需采用多种处理方法相结合，分质处理，才能达到最佳的处理效果。
在清洁生产、节能减排日趋成为新一代的环保主题，中水回用、重金属回收以及零排放工艺越来越受到广泛关注。部分地区的环保要求已从达标排放上升到微排放、零排放。于是，针对已经处理后的废水进行有效的回收再利用，部分废水从源头上就采用零排放工艺成为企业争相采用的处理方法。但是目前中水工艺中主要的回收设备还是RO膜，RO膜是一种分离膜，在产生洁净水的同时，污染物质进入膜的浓缩水端，浓缩水将原废水中的污染物质浓缩，已经不具有不经处理就能排放的可能性，并具有较高的含盐量，如何将其妥善处理或回用是目前中水回用的难题之一。
此外，很多电镀中，如精密电气原件、高端工艺品的电镀都涉及到贵金属镀层，如镀金、镀银等，于是产生了氰化金废水、氰化银废水等，若不将其中的金、银回收，既浪费了贵重的原材料，又增加了废水处理成本。现在多数采用一种专门针对吸附废水中的金、银的树脂，如KP201，IRC748等，可将氰化废水中的金、银离子吸附，与之前讲过的树脂吸附法不同的是:这些树脂不能再生，当树脂吸附饱和后，将树脂取出焚烧，可回收金或银。由于金银具有极高的市场价值，它的回收可为废水处理系统创收，并符合循环经济的理念。
新工艺之一电絮凝，作用原理是以铝、铁等金属为阳极，在直流电作用下，阳极被溶蚀，产生Al3+，Fe3+等离子，再经一系列水解、聚合及亚铁的氧化过程，发展成为各种羟基络合物、多核羟基络合物以及氢氧化物的混合物(见图1)，作为铁系的絮凝剂，可使废水中的胶态杂质、悬浮杂质凝聚沉淀而分离。同时，带电的污染物颗粒在电场中由于电荷被电极中和而使其脱稳沉降。
电絮凝应用在电镀废水处理中，各种废水可混合处理，能有效去除胶态杂质及悬浮杂质、废水中重金属离子，还可降低水中含盐量，使处理后的水能重复使用，具有:去除范围广，一次完成氧化、还原、絮凝、气浮的特点，同时也避免了采用膜法回用废水产生的浓水的二次污染。采用电絮凝对电镀废水进行处理目前国内已有案例。
新工艺之二微电解技术与电絮凝技术的原理基本相同，所不同的是微电解技术是利用填充在废水中的微电解材料自身产生1.2V电位差对废水进行电解处理，以达到降解污染物的目的。其优点是成本低廉、操作维护方便，无需消耗电力资源等。
电镀废水的处理方法多种多样，在传统的处理方法的基础上，积极研发新方法，以降低处理能耗、处理费用，提升处理效果，并能满足当今清洁生产、节能减排号召的新工艺必定具有划时代的意义。
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