浅谈电镀废水处理工艺

2014-01-31戴华茂

资源节约与环保 2014年5期

戴华茂

（广州市海珠羊城环保有限公司广东广州 510310）

电镀废水是造成水源和土壤污染的罪魁祸首之一。特别在我国在工业发展飞快的今天，电镀废水造成的生态价值损失令人触目惊心。因此，加强对电镀废水的处理，是实现可持续发展的必由之路。而一般情况下，电镀工业产生的废水类型主要有三种：镀铬废水，含氰废水和镀镍废水。其中，尤以镀铬废水产生量最大，危害最严重。因此，在本研究中，笔者重点介绍了镀铬废水的基本处理方案。

1 电镀废水（镀铬）的基本特点

金属铬具有优化金属抗锈蚀性能和耐磨性能的作用，因此，在很多金属零部件生产过程中，会进行镀铬作业。其电镀的基本原理是：在电镀池中，以铬元素为主要溶质成分的水溶液作为电解液，以金属铬板作为正极，以需要电镀的金属器件作为负极。接通电源后，溶液中的铬金属离子就会在金属器件的表面还原，形成电镀层。但是，由于电镀工艺的限制，电镀液中的铬金属元素很难被完全利用，因此就产生了含有大量铬元素的电镀废水。我们知道，铬元素是一种重金属元素，在排放到大自然中后，很容易在生物体中富集，并通过食物链进入人体，从而损害人体的健康。同时，由于电镀用的金属铬板纯度有限，因此在废水中还会有一定量的三价铁离子、三价铝离子等，这些元素也能够在一定程度上污染环境。此外，在一般情况下，电镀废水往往呈比较强的酸性，也会对环境造成酸污染。

2 电镀废水的处理方案分析

金属铬是一种比较昂贵的金属，极具回收价值。因此，为了减少环境污染，提高电镀企业的经济效率，一般会对电镀废水进行回收性的处理，来回收金属铬、铁和铝等。而从目前情况看，电镀废水的处理方案已经比较成熟，处理效果也比令人满意。笔者在下文中，介绍了常用的一种处理方案的基本步骤。

2.1 第一步——沉淀池预处理

沉淀池的预处理的主要目的，是通过自然沉降或者离心沉降的方式，将电镀废水中的金属渣滓沉淀出来，以方便于下一步的处理。一方面，需要用泵将电镀厂中产生的废水输送到处理厂的沉淀池中。由于废水的酸性比较强，要求输送管道和泵具有较强的抗酸腐蚀能力。而且，需要保证管道的封闭性能，以免废水泄露污染环境；另一方面，在废水进入沉淀池后，一般采用自然沉降法沉降。虽然这种方法耗能较低，但沉降速率比较慢。在电镀废水处理压力较大的情况下，一般用离心沉降法。这种方法的好处是处理速度较快，而且沉降出来的金属泥能够自主地进入到排泥道中。

2.2 第二步——综合废水反应池处理

在金属泥沉降完成后，得到的废水基本上呈现澄清状态。此时，打开阀门，将废水释放到下一个处理池——综合废水反应池中。这一步主要是通过加药，将废水中主要的铬、铁、铝等元素沉淀出来。首先，是投入适量的过氧硫代硫酸钠。在投药之前，需要分析测定废水中的铬离子的含量，并根据反应池中废水的总体积，计算出需要的投药量，一是避免处理药品的浪费，二是省去过量药品的处理步骤，从而降低处理费用。药物投放后，废水中的六价铬离子就会与过氧硫代硫酸钠产生反应，将六价的铬离子还原成三价，以便于下一步的沉降。为了加快反应效率，应使用搅拌装置对废水进行搅拌，在废水呈现出绿色后，说明还原反应已经大致完成，可以进入下一步的处理作业了；其次，调节废水的PH值。一般情况下，为了节省费用，提高调节效果，一般用生石灰作为PH调节药品。同样，在投料之前，也要计算出生石灰的用量。在一般情况下，将废水的PH值调节到8.5～9.4即可，因为在这个数值范围内，主要的三种金属离子三价铬离子、铁离子和铝离子均能有效沉淀，以氢氧化物沉淀的方式沉降在池底；最后，在沉降处理完成后，需要再次测定金属离子的含量和废液的PH值。如果金属离子含量仍然较高，需要延长沉淀反应时间，同时调节ph值到弱碱性状态。

2.3 第三步——斜板沉降板沉降

由于金属离子在沉淀反应处理过程中，并不是以全部沉淀的形式直接地沉降到反应池的底部，同时很大一部分以絮状的方式存在于溶液中。因此，需要将溶液通过斜板沉降板。这种沉降板一般与水平面呈20度左右的夹角，在板的上面布满大大小小的孔洞，每一个孔洞都有塑料做成的刺状物，用于“钩住”絮状沉淀物。同时，为了增强沉降效果，往往还会在沉降板的上层加入一些氯化钙，作为沉降剂。而这步处理得到的沉淀泥，则通过专用管道输送到沉淀处理车间，而溶液则进入无阀滤池中。

2.4 第四步——滤池过滤处理

经过初步沉降和斜板沉降处理后，仍然有少量絮状沉淀混杂在溶液中。因此，需要将溶液输送到无阀滤池中进行过滤。该滤池中一般有比较密的滤网能够将细微的沉淀颗粒抑留。而处理后的溶液需要进一步检测有害物质的含量，如果达到了国家规定的排放标准，就可以排放了。同时，过滤得到的沉淀物也一同送到污泥处理车间。这样，电镀废水的基本处理就完成了。

3 电镀废水处理实例

3.1 废水的基本情况

某企业主要从事印刷滚筒的电镀业务，因此会产生大量的电镀废水。据实验分析在该企业产生的电镀废水中，废水中的金属离子主要有镍、铬、铜离子。根据计算，电镀废水中金属离子浓度为：

3.1.1 镀镍废水：镀镍废水中镍的浓度为1.1mg/L。

3.1.2 镀铜废水：镀铜废水中铜的浓度为11.1mg/L。

3.1.3 镀铬废水：镀铬废水中铬的浓度为11.7mg/L。其中六价铬的含量11.2mg/L。

其中，电镀废水ph数值为2.1，呈强酸性。要求的处理目的为达到国家二级排放标准。

3.2 基本处理方案与流程

根据该企业产生的电镀废水的特点，采用了沉淀处理、电解处理和过滤处理的基本方案。其中，在废水已经经过了初步沉降，去除了金属渣滓，达到了澄清的状态。而且，根据检测，在废水中还含有少量的氰酸，为了避免氰酸挥发毒害人类、污染环境，在处理作业中运用了封闭式的处理方法。

3.2.1 一级处理

镀铬废水在破铬反应罐内加酸及焦亚硫酸钠对铬还原，在酸性条件下，六价铬与还原剂发生氧化还原反应，六价铬被还原成三价铬。再进入到中和反应罐内与机加工清洗水、镀镍、铜废水加碱进行中和反应，三价铬、铜离子和镍离子在碱性条件下生成金属氢氧化物细小颗粒，在絮凝剂的作用下形成团状，加快沉降速度，减少沉淀时间。

3.2.2 二级处理

经过一级处理后的废水，经过检测，仍然含有一定量的重金属离子和絮状物沉淀。为了进一步提高处理效果，需要进行电解处理的方式。相比较于斜板沉降的处理方法，电解处理具有效率高、深度大的优势，因此非常适合该种类型的废水处理。在电解处理器中，一般用工业生产产生碎铁屑作为阳极材料，以碳板或者木炭粒子作为阴极。在电解过程中，铁屑氧化变成二价亚铁离子，同时产生氢气。进入溶液中的亚铁离子和氢气能够将残余的六价铬离子还原呈三价离子。而阴极上产生的氢氧根离子能够与溶液中的金属离子发生化学反应形成沉淀，沉降到池底的排泥槽中。

3.2.3 三级处理

三级处理主要是运用综合过滤装置，将溶液中的絮状沉淀和沉淀颗粒彻底过滤掉。其中，综合过滤装置主要成分有石英砂、活性炭和硅胶等，能够实现很高的过滤效果。过滤后，经过检测，达到了国家相关的排放标准。