表面废水的处理方法综述

周 磊，周 坤

（1.江苏泰斯特生态环保研究院有限公司，江苏 宿迁 223800；2.苏州大学软凝聚态物理及交叉研究中心，江苏 苏州 215006）

表面处理是一种在基体材料表面上人工形成一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺方法。表面处理方法主要有电镀、氧化、磷化、发黑等，其生产过程产生的废水中含有铜、镍、铬、镉、锌等重金属，以及氰化物、光亮剂、添加剂等有毒有害污染物［1-2］。我国每年排放表面废水达到40亿吨，占工业废水总量的1/5［3］。这些表面废水中污染物质（重金属）进入环境后难以被降解，长期在自然界中存在，并通过食物链再生富集，长此以往会导致中毒、癌症、畸形、突变。因此，表面废水的处理与回收利用对节约水资源以及保护环境起着至关重要的作用［4］。目前常用于表面废水处理的方法有传统化学法、生物法、膜法、吸附法、蒸发法、电化学法等，每种方法都有各自优缺点及应用领域。

1 表面废水的处理方法

1.1 化学法

化学法处理表面废水主要是通过中和法和沉淀法，去除表面废水中的酸碱和重金属。中和法［5］主要是中和处理低浓度的酸碱废水。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。沉淀法则是利用重金属与氢氧根离子在较高pH下，形成比较稳定的氢氧化物沉淀，一般表面废水处理都是采取这种方法除去重金属离子。

目前，表面废水处理方法以化学法为主，早期环保意识不高，对于表面废水一般只要求重金属达到排放标准即可，化学法处理重金属具有操作方法稳定、处理效率高、处理水质稳定、处理成本低等优点［6］。

1.2 生物法

利用微生物处理重金属工业废水的研究源于20世纪80年代，此后采用生物法处理金属废水成为国内外科研人员研究的新课题［7］，它具有效率高、选择性强、吸附容量大等优点，不会造成二次污染，且废水处理成本低，面世后便引起广泛注意，得到了较快的发展。它的特殊作用正在不断得到挖掘，一些具有特异性的优势菌种不断得到创造或改进；同时生物处理法也存在着一些缺陷和不足，需要不断完善和改进现有技术和方法：提高功能菌的反应效率，降低功能菌的培养成本，实现处理设施的设备化和自动化；对微生物与重金属反应的动力机理进行深入研究，提高微生物对重金属的负荷能力，以提高重金属离子的去除效果。

1.3 膜法or膜分离法

膜分离法是一种新型的高分离、提纯浓缩及净化技术。目前来看，工业上应用较多且应用较为成熟的有反渗透、超滤、液膜、电渗析。张斌阁［8］以预处理后的表面废水为原水，采用UF-RO集成装置对电镀废水进行回用处理，可实现回收率为65%，且产水水质优于《城市污水再生利用-工业用水水质》（GB19923-2005）中敞开式循环水系统补充水水质标准，UF-RO系统产水水质稳定，对水中 COD、BOD5和电导率去除率很高，分别在95%、95%和97%以上。

虽膜技术发展较为迅猛，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。膜法 or膜分离法处理表面废水一般只作为补充方法，尚无单一运用。

1.4 吸附法

吸附法是利用活性炭优良的吸附功能实现表面废水处理。活性炭在工业中的应用日益广泛，其发达的孔隙结构和较大的表面积使其具备优良的吸附性能，其且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，然后对重金属进行吸附，最后对吸附材料进行再生处理。吸附法的优点是成本低、材料来源广泛，但是制得的吸附剂重金属吸附后很难再生，较难再回收重金属，吸附剂使用寿命短。

吸附法在电镀废水处理中也可以使用天然沸石作为吸附剂，此种方法效率较低，同时活性炭处理成本较高，不适于大规模推广应用。

1.5 蒸发法

蒸发法是利用热量把表面废水蒸发，所得到的溶质再进一步处理及利用，此方法耗能较高，主要用于超高浓度的表面废水的处理，且一般用于废水量很少，或者作为膜过滤浓液、超高浓度废液蒸发用［9］。

1.6 电化学法

电化学法是利用电化学原理实现表面废水处理。近年来，电化学法作为重金属废水处理技术之一备受关注，其具有电解、絮凝、气浮、氧化还原和微电解等作用，这些作用在废水处理中常常同时进行。

李萌等［10］采用电絮凝法处理电镀废水中的重金属，考察了电极种类、溶液初始pH值、电流强度、电絮凝时间等因素对重金属离子去除效果的影响。结果表明：金属铁、铝分别作为电极，铝电极对重金属的的处理效果优于铁电极的处理效果；在初始pH＝6、电流强度为30A、电絮凝时间为2min的条件下，电镀废水中Cu和Ni的去除率分别为98.98%和95.29%，出水重金属离子质量浓度均满足GB21900-2008（电镀污染物排放标准》的规定。

电化学方法处理表面废水具有处理彻底、工艺简单等诸多优点。但也存在耗能较高，成本较大等缺点。

2 结语与展望

随着社会发展，环保标准逐年提高，环保监管也日趋严格，传统的表面废水处理技术已经不能满足表面处理行业相关排放标准，采用新型表面废水处理技术势在必行。电化学法、膜法处理电镀废水具有很大的发展空间和发展前景。目前，随着膜技术、电化学法等技术的发展，应用组合表面废水处理技术逐渐成为一种趋势，可以避免或者减少二次污染的产生，提高表面废水重金属处理效率；同时，对于其他污染物的去除也有较高的效率。