金属表面处理废水的处理方法

姚国勤

(苏州市吴江区环境保护局， 江苏 苏州 215200)

1 引言

金属表面处理的废水包括含铬废水、含锌染色废水、酸碱废水和其它电镀废水，也有其对应的处理方法，当然，许多方法也是可以通用的。

2 含铬废水处理方法

2.1 生物法

含铬废水中铬的存在形式有三价铬和六价铬，其中六价铬的危害性更大。而人工培养的功能菌具有酶的催化转化作用、絮凝作用、静电吸附作用、共沉淀作用和对溶液pH值的缓冲作用。生物法操作简单，设备安全可靠，可回收利用污泥金属，实现清洁生产。生物吸附剂可分离回收重金属，也能反复使用。微生物絮凝法重在其安全无毒，不产生二次污染。并且微生物生长快，易于实现工业化。当然，植物也在处理含铬废水中起到重大作用。凤眼莲对重金属有很强的耐毒性和积累能力，是国际上公认和常用的一种治理污染的水生漂浮生物。

2.2 膜分离法

膜分离法需要分离介质以及各种推动力(如电位差、压力差、浓度差等)。目前来看，工业上应用较多以及应用较为成熟的有反渗透、超滤、液膜、电渗析。膜分离法是一种新型的高分离，提纯浓缩及净化技术。虽发展较为迅猛，但仍未处于广泛应用阶段，其技术还未完全成熟，尚且需要科研工作者进一步的努力。

2.3 活性炭吸附

活性炭在工业上以及生活上的应用也日益广泛，里面的含碳物质具有发达的孔隙结构以及优良的吸附性能，其化学性能也比较稳定。在处理废水过程中，其先对吸附材料进行处理活化，然后再对六价铬进行吸附，最后再对吸附材料进行再生处理。当pH<3时，活性炭的碳原子能将毒性较大的六价铬还原为毒性相对较小的三价铬。因此可用酸性物质对吸附六价铬饱和的活性炭进行再生，把六价铬解吸为三价铬。

活性炭吸附技术操作简单，无二次污染。据资料显示，用活性炭填充反应柱的方法处理含铬废水，其六价铬去除率高达98%。但是其寿命较短，处理费用较高，耗费酸碱量大，再生效率较低。

2.4 电解还原法

阳极铁在电流作用下可产生大量的亚铁离子，而阴极板上则会产生氢气，此时电解液处于酸性环境，亚铁离子就能将六价铬还原为三价铬。三价铬在pH值为7.0～10.5之间时，与废水中的氢氧根结合形成稳定沉淀，此时废水的pH值得到稳定，铬元素也能被分离出来。

电解还原法操作简单，但是其耗能耗电，运输转运费用较高。另外电解法只适用于六价铬离子含量小于100 mg/L的废水。若不符合这个标准，铁阳极极易钝化，反而降低了废水处理效率。

3 酸碱废水处理方法

3.1 中和法

中和处理应用于低浓度的酸碱废水。有酸碱之类的条件时，可利用废碱中和酸性废水，利用废酸中和碱性废水，或酸碱废水相互中和，即遵循“以废治废”的原理。当然，若没有这些条件时，也可适当采用中和剂废水来进行酸碱废水的处理。

3.2 回收利用法

回收利用应用于高浓度的酸碱废水。目前企业回收利用酸碱废水的方法主要有：自然结晶法、冷冻结晶法、浸没燃烧高温结晶法以及真空浓缩冷冻结晶法。如果废水含量较大，则适合采用热效率高的浸没燃烧高温结晶法，但其对防腐蚀要求较高，过程中必须有可燃气体来源，也会产生含量较大的酸雾。若需要自动化程度较高的设施，可采用真空浓缩冷冻结晶法和自然结晶法。这两种方法相对于浸没燃烧高温结晶法可有效解决产生酸雾较大的问题，但通过回收利用得到的再生酸浓度较低。

3.3 渗析法、离子交换法

这是相对新型的废水处理方法。其目的是想通过离子交换膜，改变废水的pH值，使电解液最大可能地处于6～9之间，这样才符合排入水体的标准。对农业影响：废水会使土壤酸碱化或盐碱化，对农作物造成危害。对渔业影响：废水直接对水体的pH值产生干扰，影响了水生生物生长，进而降低了渔业的生产。对工业影响：若废水不加治理直接排出，则会造成管渠和构筑物的腐蚀。

4 含锌废水处理方法

4.1 铁氧体法

铁氧体法顾名思义即为铁离子与其它金属离子组成的氧化物固溶体。因为形成铁氧体所需的工艺条件不同，因此也有对应的不同的处理方法。一般来说有中和法和氧化法。中和法可以通过适当控制废水中亚铁离子和铁离子的浓度等条件来形成铁氧体；而氧化法是通过加热与通入氧气氧化来实现对废水的处理。若要考虑到设备建设。中和法可以不必增加设备，而氧化法则需要增添设备，相对来说中和法的投资费用较低。

4.2 混凝沉淀法

“混凝沉淀”分为两个步骤，“加入混凝剂”“形成氢氧化物絮凝体”。工业上比较常用的混凝剂有:石灰，铝盐，铁盐等。在pH值为8～10的弱碱性条件下，混凝剂会对锌离子起到絮凝作用而形成共沉淀析出。

4.3 硫化沉淀法

硫化沉淀法对硫加入量有严格要求，按理论上来说硫加入量计算过量50%～80%。若硫加入量过少，则会降低二价硫离子与重金属离子之间的亲和力，这样就不易生成浓度积小的硫化物沉淀，降低了废水的处理效率。若硫加入量过多，过量的硫会与废水中的某些重金属离子生成溶于水的络合离子，进而降低了处理效果。如果要避免这一现象可以选择往废水中加入亚铁盐。

4.4 吸附法

吸附法在前面提到过，是属于处理含铬表面废水的一种处理方法。生活中较常用的是活性炭及磺化媒，腐植酸，海泡石，聚糖树脂等这类传统吸附型吸附材料。当然在知识，产品创新的时代，人类也相继开发出新型的具有吸附能力的吸附材料。如:陶粒，硅藻土，浮石，泥媒等。由于新型材料具有的独特特点，有一些也已应用到工业生产中。

4.5 生物吸附法

上面谈到了新型材料以及传统材料的吸附性能。许多有特定独特结构的微生物也被用来吸附废水中的有害物质。能用于这项技术的微生物一般都具有一定的线性结构，且表面具有较强的亲水性，疏水性以及较高的电荷。能与颗粒通过各种作用(比如离子键，吸附等)相结合。近几年国内关于用微生物处理金属废水的研究也进行了许多，但都主要集中于基因工程菌的构造、纯菌种的分离提取、混合菌的培养等方面。

5 电镀废水处理方法

5.1 碱性氯化法

碱性氯化法采用氯气或者是液氯，漂白粉将电镀废水中的氰化物氧化成二氧化碳和氮气等无毒无害物质。这项技术技巧性较高。pH值不同的情况下要进行不同的操作。第一阶段是在pH值大于10的强碱性环境下，将氰化物氧化成氰酸盐。这一过程称作不完全氧化。而第二阶段则是要在pH值大于8.5的弱碱性环境下进行。即进一步将第一阶段得到的氰酸盐氧化分解为二氧化碳和氮气，这一过程称为完全氧化。因为材料的特殊性以及过程的复杂性，该方法的实践性能不高。如:液氯存储困难，易腐蚀设备，水泵易堵塞。

5.2 蒸发浓缩

该方法所遵循的原理是通过蒸发手段减少镀液中的水分进而达到镀液浓缩并加以回收和利用。后者是利用固液分离原理，将金属盐以晶体形式在盐类物质过饱和溶液中析出，以达到去除或回收利用有价值物质的目的。

5.3 臭氧氧化法

臭氧容易分解释放出原子氧，而原子氧的氧化性很强，从而强化了氰化物的氰化过程。臭氧将废水中氰化物等含氰物质氧化成无害无毒的氮气，进而将氰化物去除。这个方法有诸多优点，如:这个过程不会产生二次污染、操作方便、水中溶解氧也可得到补充。当然，臭氧产生反应器复杂，成本也较高。铁氰络合物也不能被其去除。

6 结语

金属表面处理废水中含有磷、铁离子、锌、铬、氨氮等有害物质，其直接排放会对水，土壤造成严重污染。企业在保证经济发展的同时，也要顾及生态环境。传统以及新型处理方法起着重大作用。当然也都有各自的优缺点，相信在人才知识“爆炸”的时代，更多可实施性高的实验方案会相继应用到社会中，以实现企业和生态的可持续发展。