浅谈电镀废水集中处置的优势及面临的问题

周 扬 李盈语 严 彬 肖 鑫

（1 江苏环保产业技术研究院股份公司 江苏南京 210000 2 江苏省环境工程技术有限公司 江苏南京 210000）

引言

近年来，我国电镀产业迅猛发展。据统计，全国大约有2 万多家电镀企业，每年排放约4 亿t 含重金属的废水[1]。电镀废水成分复杂、水质变化大，其中常含有铜、镍、镉、铬、锌等重金属及氰化物、石油类等多种污染物，是电镀行业环保治理工作的重点。《国家环境保护“十二五”规划》中提出了电镀行业应实施同类整合、园区化管理的要求，据此国内建成许多电镀园区，对区内电镀废水进行集中治理，从而有效降低了电镀废水综合处理成本[2]。

本文以江苏某电镀园区为例，从电镀废水处理技术、集中处置中心建立及面临的困难等方面进行总结探讨，提出电镀园区废水集中收集处理的建议，为电镀行业的环保建设提供参考。

1 电镀行业发展概况及其废水污染特性

电镀作为一种表面处理技术，对机械加工、航空航天等工业领域的发展起到了关键作用，是现代工业体系中不可或缺的配套产业。由于电镀工艺所特有的技术特点，导致该工艺技术很难被其他工艺完全取代，“十三五”乃至“十四五”期间，电镀工艺将继续从轻工行业、机械行业等不断转入电子、汽车等高端制造业。截止到2019 年底，全国已经建立了超过230 个专业电镀工业园区，而且还有相当数量的电镀园区在筹划之中，预计到“十三五”末期会超过300 个电镀工业园区，目前已建立的电镀园区多分布在珠江三角洲、长江三角洲、京津等制造业发达地区[3]。

电镀过程会形成大量的电镀废水，若不进行恰当处理会对生态环境造成严重污染。从污染物种类划分，电镀废水包括含重金属废水、酸碱废水、含氰废水等。这些污染物质进入自然水体后部分可在生物体内富集，最终通过食物链进入人体，威胁人体健康，某些污染物甚至存在致癌、致畸、致突变的可能[4]。

2 电镀废水的主要处理技术

经过多年的研究与发展，电镀废水的治理技术已经非常成熟且多样化，各类专项技术与集成工艺在电镀废水的治理实践中得到了广泛应用。

2.1 化学沉淀法

化学沉淀法是通过添加化学试剂与目标污染物结合生成溶解度较小的物质，从而经过沉淀、过滤等工序进行分离去除，主要用于重金属的去除。例如投加石灰石、硫化钠等药剂，通过OH-、S2-与金属阳离子生产溶度积较小的氢氧化物、硫化物沉淀。化学沉淀法是最传统的净化方法，可有效去除废水中的重金属离子[5]，成本较低，但该法需考虑沉淀污泥的合理处置。另外，随着环保标准的提高，单一化学沉淀法很难满足目前的排放标准。

2.2 氧化还原法

氧化还原法是通过加入针对性的氧化剂或还原剂，在特定的条件下对目标污染物进行价态的改变，使其从高污染或高毒性的状态转变为低毒性或没有危害的物质。例如对于氰化物，氧化破氰法是最常见的处理技术，一般在碱性条件下通过添加次氯酸钠等强氧化剂即可有效去除氰化物，该方法也是《电镀废水治理工程技术规范》（HJ2002-2010）中的推荐技术。

2.3 离子交换法

离子交换法是利用离子交换树脂、离子交换纤维等对废水中的有害物质进行交换分离，其原理均是利用母体上负载的可电离基团，与废水中同电荷的污染物进行等电荷交换。离子交换的操作包括交换、再生、清洗等步骤，用于电镀废水中重金属的去除具有良好效果，但是再生浓水难以处置[6]。

2.4 膜分离法

根据膜孔径的不同，膜分离法包括微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析等技术，在电镀废水处理过程运用较多的为反渗透技术。反渗透法的实质是浓缩分离，借助半透膜进行高压过滤，实际工程中多作为集成技术的后端部分进行应用，一般多用在深度处理、回用水制备环节。

2.5 电化学法

电化学法包括内电解法、磁电解法、电凝聚法等，其原理是在电流的作用下，废水中的重金属离子和有机物经电极氧化电位的电位差氧化、还原、分解、沉淀等一系列反应而去除。电化学法具有去除效率快、污泥量少、占地面积小的特点，对络合金属离子具有良好的去除效率，但该法处理成本相对较高[7]。

3 江苏某园区电镀废水集中处置案例分析

3.1 园区及废水处理中心概况

江苏某电镀园区占地面积17.8 公顷，作为区域汽车整车、汽车零部件、电子电器智能装备等行业的配套园区。入园企业5家，类型包括汽车零部件配套生产企业、模具生产企业及电气产品生产企业，均涉及电镀工段，镀种包括镀银、镀铜、镀镍、镀铬、镀锌等。园区建设了污水集中处理中心，对园内电镀废水集中处置，总体设计处理规模3500t/d。根据区内废水水质水量情况，设置7 套分质处理系统，分别用于处理含镍废水、含铬废水、络合废水、含铜废水、含锌废水、酸碱废水、破氰后废水，最终尾水排入周边河道。电镀废水处理工艺发展到今天已经相对成熟，但处理效率的保证需要废水分质分流工作的贯彻执行。由于园区各企业的电镀生产线工艺、原料、设备的不同，其所排放的废水种类也很复杂多变，如果分流不彻底，将会产生混排废水，使得后续集中式废水处理设施难以达到设计去除效果[8]。根据实际调研情况，该园区设计7 套处理系统，有针对性的选取处理工艺，为最终废水向外环境的稳定达标排放奠定了基础。

表1 设计进水水质 单位：mg/L，pH无量纲

表2 设计进水水质 单位：mg/L，pH无量纲

3.2 设计进出水质控制标准及设计工艺流程

根据区内企业水质情况及本项目废水处理工艺技术能力，确定了较为宽松的进水要求，见表1。出水水质中，总铬、六价铬、总镍、总铜、总氰化物、总镉、总银、总铅、总锌、总汞执行《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）表3 标准，其它污染物执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A 标准，见表2。

针对不同类别废水污染物特征，处置中心设计过程采取了针对性的工艺路线，详见表3。

表3 工艺路线实施情况

3.3 废水处理中心的特点及优势

该废水处理中心具备一定的环保制度优势。总汞、总镉、总铬、六价铬、总铅、总镍、总银属于污水综合排放标准中规定的第一类污染物，根据《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008），上述7 个污染因子需要在车间或生产设施废水排放口达到相应的排放限值，即意味着电镀园区内企业废水需要自行处理到《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）中至少表2 规定的标准限值才可接管外排。因此，在当前的环保制度、环境标准要求下，一般电镀企业需要建设专门的废水污防措施，处理废水达到《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）中表2 标准，相应的环保投资较大。基于电镀标准的专题调研工作及地方政府同意，环保主管部门认可了该园区对电镀生产过程中产生的一类污染物在园区范围内进行集中处理的运作方式，据此园区废水处理中心开展了环境影响评价工作，完善了环保手续，根据处理能力放宽了对进水水质中重金属因子的控制浓度。相应的，入园电镀企业的环境影响评价报告中均不再执行 《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）中一类污染物在“车间或生产设施废水排放口”达到排放限值的要求，而是执行园区废水处理中心设置的废水接管标准即可，可大幅降低企业的环保投资，有利于园区的发展及招商引资工作。

该废水处理中心工艺技术先进，设计标准较高。废水处理中心在设计上采用了“分质物化+电化学+离子交换+A2O+MBR”的集成工艺，相较于国内电镀废水处理中心常见的混凝沉淀、A/O、反渗透等工艺[9]，该工程增加投资嵌入了电化学、离子交换塔等工序模块，且生化处理工序采用了A2O+MBR 强化处理过程，有效提升了尾水水质。

该电镀园区集约式发展，有利于节能降耗，提升生态环境效益。该园区的良性发展使得该电镀园区成为相邻地市内唯一的集中式电镀中心。总的来说，电镀企业废水具有排放量小、污染因子复杂、非稳定流排放的特点，如果自行处理，出水水质难以满足现行日益严格的环保标准，而且对企业来说需要增加一笔非常可观的环保投资，且往往需要不断追加污水站的技改投资。通过建设集中式电镀废水处置中心、分类分质收集整个园区的电镀废水，避免了园区企业重复建设废水处理设施。另外，通过收集多家企业的电镀废水对总体废水水质起到了一定的均质均流作用，有利于园区集中污水处理设施长期稳定运行，有助于压缩废水处理成本，即降低了园区整体的环保投资，又降低了园内企业的环保压力。只要通过缴纳一定的废水处理费用，企业即可专注于生产工作，增进了企业市场竞争力。更值得关注的是，本案例中的电镀园区所处地理位置执行 《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）中表2 新建企业污染物排放限值即可，但该中心通过高起点的规划与高标准的建设，可以使得尾水水质满足《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）中最严格的表3 水污染物特别排放限值，进一步减少了园区对于外界水环境的影响，产生了可观的生态效益。假设由各电镀企业独自来进行污水处理设施的建设，则出水很难达到表3 特别排放限值的要求，一方面是因为法律法规并未对此作出强制限制，另一方面更严格的出水标准意味着更高的经济投资，建设单位普遍缺乏积极性。

结语

电镀行业是现代工业体系不可或缺的一环，电镀废水的处理也必然是环保领域长期研究的重要方向。通过电镀企业园区化管理，并对电镀废水集中治理，可有效降低电镀废水综合处理成本、增强电镀企业市场竞争力、提升园区整体生态效益，必然是电镀行业聚集化发展的重要路径。然而，在现行的环保法规、环评制度、行业标准等形成的管理体系之下，集中收集治理电镀废水仍存在一些制度性障碍，有待于政府部门加大政策扶持，及时开展相关法规及标准的修订工作。