淺談電鍍廢水處理工藝

戴華茂

（廣州市海珠羊城環(huán)保有限公司 廣東廣州 510310）

電鍍廢水是造成水源和土壤污染的罪魁禍?zhǔn)字?。特別在我國(guó)在工業(yè)發(fā)展飛快的今天，電鍍廢水造成的生態(tài)價(jià)值損失令人觸目驚心。因此，加強(qiáng)對(duì)電鍍廢水的處理，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。而一般情況下，電鍍工業(yè)產(chǎn)生的廢水類(lèi)型主要有三種：鍍鉻廢水，含氰廢水和鍍鎳廢水。其中，尤以鍍鉻廢水產(chǎn)生量最大，危害最嚴(yán)重。因此，在本研究中，筆者重點(diǎn)介紹了鍍鉻廢水的基本處理方案。

1 電鍍廢水（鍍鉻）的基本特點(diǎn)

金屬鉻具有優(yōu)化金屬抗銹蝕性能和耐磨性能的作用，因此，在很多金屬零部件生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)進(jìn)行鍍鉻作業(yè)。其電鍍的基本原理是：在電鍍池中，以鉻元素為主要溶質(zhì)成分的水溶液作為電解液，以金屬鉻板作為正極，以需要電鍍的金屬器件作為負(fù)極。接通電源后，溶液中的鉻金屬離子就會(huì)在金屬器件的表面還原，形成電鍍層。但是，由于電鍍工藝的限制，電鍍液中的鉻金屬元素很難被完全利用，因此就產(chǎn)生了含有大量鉻元素的電鍍廢水。我們知道，鉻元素是一種重金屬元素，在排放到大自然中后，很容易在生物體中富集，并通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，從而損害人體的健康。同時(shí)，由于電鍍用的金屬鉻板純度有限，因此在廢水中還會(huì)有一定量的三價(jià)鐵離子、三價(jià)鋁離子等，這些元素也能夠在一定程度上污染環(huán)境。此外，在一般情況下，電鍍廢水往往呈比較強(qiáng)的酸性，也會(huì)對(duì)環(huán)境造成酸污染。

2 電鍍廢水的處理方案分析

金屬鉻是一種比較昂貴的金屬，極具回收價(jià)值。因此，為了減少環(huán)境污染，提高電鍍企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效率，一般會(huì)對(duì)電鍍廢水進(jìn)行回收性的處理，來(lái)回收金屬鉻、鐵和鋁等。而從目前情況看，電鍍廢水的處理方案已經(jīng)比較成熟，處理效果也比令人滿(mǎn)意。筆者在下文中，介紹了常用的一種處理方案的基本步驟。

2.1 第一步——沉淀池預(yù)處理

沉淀池的預(yù)處理的主要目的，是通過(guò)自然沉降或者離心沉降的方式，將電鍍廢水中的金屬渣滓沉淀出來(lái)，以方便于下一步的處理。一方面，需要用泵將電鍍廠中產(chǎn)生的廢水輸送到處理廠的沉淀池中。由于廢水的酸性比較強(qiáng)，要求輸送管道和泵具有較強(qiáng)的抗酸腐蝕能力。而且，需要保證管道的封閉性能，以免廢水泄露污染環(huán)境；另一方面，在廢水進(jìn)入沉淀池后，一般采用自然沉降法沉降。雖然這種方法耗能較低，但沉降速率比較慢。在電鍍廢水處理壓力較大的情況下，一般用離心沉降法。這種方法的好處是處理速度較快，而且沉降出來(lái)的金屬泥能夠自主地進(jìn)入到排泥道中。

2.2 第二步——綜合廢水反應(yīng)池處理

在金屬泥沉降完成后，得到的廢水基本上呈現(xiàn)澄清狀態(tài)。此時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)，將廢水釋放到下一個(gè)處理池——綜合廢水反應(yīng)池中。這一步主要是通過(guò)加藥，將廢水中主要的鉻、鐵、鋁等元素沉淀出來(lái)。首先，是投入適量的過(guò)氧硫代硫酸鈉。在投藥之前，需要分析測(cè)定廢水中的鉻離子的含量，并根據(jù)反應(yīng)池中廢水的總體積，計(jì)算出需要的投藥量，一是避免處理藥品的浪費(fèi)，二是省去過(guò)量藥品的處理步驟，從而降低處理費(fèi)用。藥物投放后，廢水中的六價(jià)鉻離子就會(huì)與過(guò)氧硫代硫酸鈉產(chǎn)生反應(yīng)，將六價(jià)的鉻離子還原成三價(jià)，以便于下一步的沉降。為了加快反應(yīng)效率，應(yīng)使用攪拌裝置對(duì)廢水進(jìn)行攪拌，在廢水呈現(xiàn)出綠色后，說(shuō)明還原反應(yīng)已經(jīng)大致完成，可以進(jìn)入下一步的處理作業(yè)了；其次，調(diào)節(jié)廢水的PH值。一般情況下，為了節(jié)省費(fèi)用，提高調(diào)節(jié)效果，一般用生石灰作為PH調(diào)節(jié)藥品。同樣，在投料之前，也要計(jì)算出生石灰的用量。在一般情況下，將廢水的PH值調(diào)節(jié)到8.5～9.4即可，因?yàn)樵谶@個(gè)數(shù)值范圍內(nèi)，主要的三種金屬離子三價(jià)鉻離子、鐵離子和鋁離子均能有效沉淀，以氫氧化物沉淀的方式沉降在池底；最后，在沉降處理完成后，需要再次測(cè)定金屬離子的含量和廢液的PH值。如果金屬離子含量仍然較高，需要延長(zhǎng)沉淀反應(yīng)時(shí)間，同時(shí)調(diào)節(jié)ph值到弱堿性狀態(tài)。

2.3 第三步——斜板沉降板沉降

由于金屬離子在沉淀反應(yīng)處理過(guò)程中，并不是以全部沉淀的形式直接地沉降到反應(yīng)池的底部，同時(shí)很大一部分以絮狀的方式存在于溶液中。因此，需要將溶液通過(guò)斜板沉降板。這種沉降板一般與水平面呈20度左右的夾角，在板的上面布滿(mǎn)大大小小的孔洞，每一個(gè)孔洞都有塑料做成的刺狀物，用于“鉤住”絮狀沉淀物。同時(shí)，為了增強(qiáng)沉降效果，往往還會(huì)在沉降板的上層加入一些氯化鈣，作為沉降劑。而這步處理得到的沉淀泥，則通過(guò)專(zhuān)用管道輸送到沉淀處理車(chē)間，而溶液則進(jìn)入無(wú)閥濾池中。

2.4 第四步——濾池過(guò)濾處理

經(jīng)過(guò)初步沉降和斜板沉降處理后，仍然有少量絮狀沉淀混雜在溶液中。因此，需要將溶液輸送到無(wú)閥濾池中進(jìn)行過(guò)濾。該濾池中一般有比較密的濾網(wǎng)能夠?qū)⒓?xì)微的沉淀顆粒抑留。而處理后的溶液需要進(jìn)一步檢測(cè)有害物質(zhì)的含量，如果達(dá)到了國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，就可以排放了。同時(shí)，過(guò)濾得到的沉淀物也一同送到污泥處理車(chē)間。這樣，電鍍廢水的基本處理就完成了。

3 電鍍廢水處理實(shí)例

3.1 廢水的基本情況

某企業(yè)主要從事印刷滾筒的電鍍業(yè)務(wù)，因此會(huì)產(chǎn)生大量的電鍍廢水。據(jù)實(shí)驗(yàn)分析在該企業(yè)產(chǎn)生的電鍍廢水中，廢水中的金屬離子主要有鎳、鉻、銅離子。根據(jù)計(jì)算，電鍍廢水中金屬離子濃度為：

3.1.1 鍍鎳廢水：鍍鎳廢水中鎳的濃度為1.1mg/L。

3.1.2 鍍銅廢水：鍍銅廢水中銅的濃度為11.1mg/L。

3.1.3 鍍鉻廢水：鍍鉻廢水中鉻的濃度為11.7mg/L。其中六價(jià)鉻的含量11.2mg/L。

其中，電鍍廢水ph數(shù)值為2.1，呈強(qiáng)酸性。要求的處理目的為達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 基本處理方案與流程

根據(jù)該企業(yè)產(chǎn)生的電鍍廢水的特點(diǎn)，采用了沉淀處理、電解處理和過(guò)濾處理的基本方案。其中，在廢水已經(jīng)經(jīng)過(guò)了初步沉降，去除了金屬渣滓，達(dá)到了澄清的狀態(tài)。而且，根據(jù)檢測(cè)，在廢水中還含有少量的氰酸，為了避免氰酸揮發(fā)毒害人類(lèi)、污染環(huán)境，在處理作業(yè)中運(yùn)用了封閉式的處理方法。

3.2.1 一級(jí)處理

鍍鉻廢水在破鉻反應(yīng)罐內(nèi)加酸及焦亞硫酸鈉對(duì)鉻還原，在酸性條件下，六價(jià)鉻與還原劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)，六價(jià)鉻被還原成三價(jià)鉻。再進(jìn)入到中和反應(yīng)罐內(nèi)與機(jī)加工清洗水、鍍鎳、銅廢水加堿進(jìn)行中和反應(yīng)，三價(jià)鉻、銅離子和鎳離子在堿性條件下生成金屬氫氧化物細(xì)小顆粒，在絮凝劑的作用下形成團(tuán)狀，加快沉降速度，減少沉淀時(shí)間。

3.2.2 二級(jí)處理

經(jīng)過(guò)一級(jí)處理后的廢水，經(jīng)過(guò)檢測(cè)，仍然含有一定量的重金屬離子和絮狀物沉淀。為了進(jìn)一步提高處理效果，需要進(jìn)行電解處理的方式。相比較于斜板沉降的處理方法，電解處理具有效率高、深度大的優(yōu)勢(shì)，因此非常適合該種類(lèi)型的廢水處理。在電解處理器中，一般用工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生碎鐵屑作為陽(yáng)極材料，以碳板或者木炭粒子作為陰極。在電解過(guò)程中，鐵屑氧化變成二價(jià)亞鐵離子，同時(shí)產(chǎn)生氫氣。進(jìn)入溶液中的亞鐵離子和氫氣能夠?qū)堄嗟牧鶅r(jià)鉻離子還原呈三價(jià)離子。而陰極上產(chǎn)生的氫氧根離子能夠與溶液中的金屬離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成沉淀，沉降到池底的排泥槽中。

3.2.3 三級(jí)處理

三級(jí)處理主要是運(yùn)用綜合過(guò)濾裝置，將溶液中的絮狀沉淀和沉淀顆粒徹底過(guò)濾掉。其中，綜合過(guò)濾裝置主要成分有石英砂、活性炭和硅膠等，能夠?qū)崿F(xiàn)很高的過(guò)濾效果。過(guò)濾后，經(jīng)過(guò)檢測(cè)，達(dá)到了國(guó)家相關(guān)的排放標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語(yǔ)

上述處理方案的成本一般比較高，而且工藝比較復(fù)雜，處理效果有時(shí)也不夠理想。因此，在未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)，相關(guān)部門(mén)應(yīng)加快新型處理技術(shù)的開(kāi)發(fā)，以實(shí)現(xiàn)更好的處理效果。

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