基于蒸发浓缩技术的电镀废水处理技术研究

林楚佳

（广州市中绿环保有限公司，广东 广州 510000）

在现代工业行业领域不断发展的背景下，越来越多的新型工业技术被应用到工业生产当中，工业原料种类的丰富，使得在应用电镀工艺的过程中产生的污染物数量和种类也更加复杂，给电镀废水的处理造成了一定的难度。在重视绿色发展和环境保护的理念下，提高电镀废水处理技术的应用效果，是目前工业发展过程中需要重点研究的主要方向和目标。对基于蒸发浓缩技术的电镀废水处理技术进行分析，能够为工业电镀废水处理技术的应用提供一定的经验。

1 电镀废水介绍

1.1 电镀废水的来源和特点

电镀工艺是工业生产中应用较多的一种工艺类型，主要包括前处理、电镀以及后处理三个具体的工艺应用部分。虽然每个工艺部分都会产生废水，但电镀废水的主要来源以电镀工艺中产生的镀件漂洗废水为主，这类废水在工业生产车间废水中的占比超过了80%。从电镀工艺应用的实际情况来看，之所以会产生电镀废水，最主要的因素就是镀件表面附着液在漂洗时带入的污染物。除了镀件漂洗废水之外，电镀废水还包括镀液过滤废水以及废镀液[1]。与镀件漂洗废水相比，镀液过滤废水和废镀液由于污染物的浓度比较高，因而对于环境造成的破坏更为严重。基于工业生产的复杂性和电镀工艺应用的广泛性，电镀废水的成分也普遍比较复杂，电镀废水中不仅含有各种酸碱废水以及铬、镍、镉等重金属，还包括添加剂、光亮剂等有机化合物。电镀废水中含有的这些污染物会对生命健康造成较为严重的影响。

1.2 电镀废水的危害

电镀废水中含有的各种污染物成分比较复杂，由于不同工业生产中应用的电镀种类和生产原料不同，因而电镀废水的水质成分也不易控制。结合当前我国电镀工艺应用的实际情况，依据废水中污染物的占比不同，电镀工艺应用中产生的废水大致包括重金属离子废水、酸碱废水以及含油脂类废水三种类型。而从总体上来看，大部分的电镀废水都包括铬、镍、锌、酸、碱、悬浮物、石油类物质以及表面活性剂等污染物。对电镀废水进行处理，不仅是环境保护和绿色发展的要求，还是保障生命健康安全的重要要求。在对电镀废水进行处理的过程中，如果没有达到排放标准就将电镀废水排放到企业周围的环境中，废水会通过地表土壤的下渗影响到地下水的质量，并直接影响地表河流水系的环境质量[2]。在这个过程中，废水的酸碱度会直接威胁到水中微生物的生存环境，进而影响到水质安全。一些工业企业应用氰化电镀工艺导致电镀废水中的氰化物含量增加，这类污水的排放会直接影响人们的生命安全；对于重金属离子含量较多的电镀废水来说，电镀废水的排放会通过食物链的传递而影响到人体的健康，加大急性中毒和各类癌症的发生概率；对于有机物含量较高的电镀废水来说，当这些电镀废水被排放到水体环境当中，很容易导致水体的富营养化，威胁到水中生物的正常生长。于电镀废水的这些危害，工业企业在应用电镀工艺完成生产目标的同时，需要对电镀废水进行有效的处理，从根本上控制电镀废水的污染情况[3]，详见图1。从资源回收利用的角度看，对电镀废水进行资源化回收利用，不仅能够满足电镀废水进行达标处理无害化的要求，也能够对提高电镀废水的资源利用效率起到重要的作用。

图1 电镀废水工艺处理流程

2 基于蒸发浓缩技术的电镀废水处理技术分析

在人们环保观念和意识不断加强的背景下，不仅工业生产中的技术水平进一步提高，各种用于工业污染物处理的技术也得到了一定的创新和发展。从电镀废水处理的角度来看，当前我国在工业生产中应用的电镀废水处理技术包括化学还原法、氧化破氰法、沉淀法等化学法；蒸发浓缩法、反渗透法等物理法；活性炭吸附法，液膜法等物理化学法。依据电镀废水中含有的污染物种类和所占比重的不同，在实际对电镀废水进行处理的过程中，需要应用不同的处理方法[4]。下面以电镀废水处理技术中的蒸发浓缩技术为例，对蒸发浓缩技术在处理电镀废水中的实际应用情况进行分析：

2.1 蒸发浓缩技术介绍

蒸发浓缩技术主要是针对重金属离子含量较多的电镀废水而言的，这种处理技术主要通过蒸发的形式，让电镀废水的溶液浓缩，从而实现对电镀废水进行回收再利用的目的，这种处理技术能够被应用到含有铬、铜、银等重金属离子的废水处理当中。基于工业生产和电镀废水处理的实际要求，蒸发浓缩技术需要与膜浓缩等其他处理方法进行联用，通过营造一个闭路循环的处理体系来满足对电镀废水进行处理的需要[5]。例如，将常压蒸发与逆流漂洗结合起来，能够被应用到电镀含铬废水的处理当中，是我国以往工业处理电镀废水中较为常用的一种方法。应用蒸发浓缩技术来对电镀废水进行处理，不需要应用多余的化学试剂，且整个工艺的应用过程较为简单，不仅不会造成二次污染，浓缩后的浓液还可以回收，在处理电镀废水的过程中呈现出良好的环境效益和经济效益。但由于这种技术在实际应用中会消耗较多的能耗，操作成本费用也比较高，因而现阶段经常将蒸发浓缩技术作为一种辅助处理电镀废水的手段。

2.2 蒸发浓缩技术的应用

在实际应用蒸发浓缩技术来对电镀废水进行处理时，蒸馏装置是能够实现对电镀废水进行蒸馏处理的重要前提。基于蒸发浓缩技术适用的电镀废水处理类型，在对蒸发浓缩技术的实际应用情况进行分析时，选择含有氰化物、镍离子、有机物以及防变色剂的有机废水作为技术应用的主要处理类型。在对含有氰化物的电镀废水进行处理时，需要在进行氧化还原反应之后，借助水泵将处理后的废水打入到蒸发浓缩原水槽当中进行处理；在对含有镍离子的电镀废水进行处理时，需要应用设备对废水的酸碱程度进行调整和沉淀之后，再将废水打入到蒸发浓缩原水槽当中；在对废水中的有机物进行处理时，需要应用新设的小型加药泵来将废水缓慢注入到蒸发浓缩盐水槽当中；在对防变色剂的有机废水进行处理时，为了避免这类废水中含有的异丙醇挥发，需要将废水直接滴加到蒸发浓缩原水槽中。

在将这些废水都加入到蒸发浓缩盐水槽之后，通过对水槽中水质和水量的适当调节，应用水泵将混合后的废液打入到蒸发浓缩单元当中。浓缩出来的蒸馏水需要排放到蒸发处理水槽当中；而浓缩后的液体需要排放到蒸发干燥原水槽当中，然后通过进一步的深化去盐处理来降低废水中的污染物含量[6]。

某车间生产以镀铬和镀镍为主，镀镍工序每天需要排放含镍废水72 m3，回收硫酸12 kg，清洗废水硫酸镍浓度为180 mg/L，每天流失硫酸镍12 kg，在应用蒸发浓缩技术之前，主要通过投加NaOH、H2SO4、CaCL2、重金属螯合剂、絮凝剂等来进行反应和沉降，再由膜处理、活性炭塔的方式来除去废水中的有害成分；在应用蒸发浓缩技术之后发现，放流得到的水质中Ni的含量为0.05 mg/L、Ag的含量为0.03 mg/L、CN的含量为0.004 mg/L、T-Cr的含量为0.004 mg/L，证明该方法能够有效降低废水中的污染物含量。

2.3 蒸发浓缩单元与蒸发干燥单元

从蒸发浓缩单元的角度来说，借助供给泵和自动阀将原液间歇性地加入到蒸发罐内，在同时期将0.3 MPa的蒸汽喷入蒸发罐之后，原液能够在蒸发罐内进行循环。待水平加热管表面干燥之后，原液中蒸发出来的水蒸气会排入到冷凝器当中。将水蒸气与冷却水进行冷热交换，能够让水蒸气转化为液态水积存到冷凝器的底部，然后再依靠浓缩水泵将这些转化后的液态水打入到蒸发处理水槽当中。在对蒸发罐当中的浓缩液进行处理时，需要借助循环泵来让蒸发罐中的浓缩液进行循环蒸发，在达到浓缩液蒸发的预定倍率之后，将蒸发罐中剩余的浓缩废液排入到蒸发干燥原水槽当中。

而从蒸发干燥单元的角度来说，在将蒸发干燥原水槽当中的废液打入到计量罐之后，并且在计算废水容积之后，依据浮动感应开关将废水供应到蒸馏罐当中，也需要通过施加蒸汽的方式，促进蒸馏罐中的废液进行循环蒸发，将变成气态的水引入到管式换热器当中，再通过冷却水与水蒸气的交换来将气态水转化为液态水。在将这些液态水打入到片式热交换器时，需要利用真空泵将蒸馏罐内的负压维持在-80 kPa～90 kPa之间，再次对冷却水进行换热处理，当馏出液达到30 ℃的标准之后，就可以将这些液态水流入到缓冲液罐当中，用以维持系统的正常运行。对于蒸馏罐中残留的结垢，一般需要通过搅拌机来对这些污染物进行及时的清除。

2.4 蒸发浓缩技术应用中存在的问题和解决对策

从蒸发浓缩技术应用的实际情况来看，该技术不仅会消耗较多的能源，为了应对能耗还会产生较高的处理费用。为了能够保证蒸发浓缩技术在处理电镀废水中的实际应用效果，需要针对这些问题采取有效的措施来进行解决。

首先，当蒸发浓缩应用的设备出现异常停机状况时，需要对蒸发处理水泵的出口流量进行调整，让整个蒸馏浓缩系统的水量能够始终处于平衡的状态下，从而为蒸发浓缩设备的正常运行提供保障。其次，在试运行蒸发浓缩设备的过程中，如果出现因为发泡预警而导致的系统停机情况，一般需要通过对消泡剂阀的相关参数进行调整来抑制起泡问题。第三，如果在实际操作的过程中出现真空泵异常响动的问题，导致真空压力变化较大，一般需要延长真空调节阀，对整个运行装置的监视时间进行调整，以3 s、5 s、10 s、20 s为时间控制变量，让真空压力能够始终保持在21 kPa左右。第四，蒸发量偏大也是应用蒸发浓缩技术中一个较为常见的问题。蒸发量偏大主要是由于水量不平衡导致的，对这一问题进行调整，通常需要通过调整阀门降低蒸汽的瞬时进入量。

除此之外，可以采用多效蒸发浓缩或MVR蒸发的方法来满足节能的要求。由于电镀废水都是强酸强碱，为了应对电镀废水对设备的腐蚀问题，需要选择石墨蒸发器或特氟龙、搪瓷等类型的耐腐材料作为技术应用设备的材质。

3 电镀废水处理技术的应用和发展建议

基于电镀废水本身含有污染物的复杂性和电镀废水的危害性，在当前推动工业产业向更加绿色化、环保化方向发展的过程中，需要重视电镀废水处理技术的应用效果。从当前部分工业企业应用电镀废水处理技术的实际情况来看，电镀废水处理的技术应用存在着专业化程度低、机械装备水平低以及污染治理效果不好等问题。在现代人们环保意识不断增强，科学技术水平不断提高的背景下，国家对工业应用的电镀工艺排放废水的处理标准提出了更高的要求。

分水是电镀废水处理的重点，把不同种类的废水分类处理，可以先经膜浓缩，再经蒸发浓缩，把废水中金属离子含量提高，这时可以直接回收利用，或是再进入干燥，形成结晶盐。在分水的前提下，形成的结晶金属盐相对纯度较高，可以回收。另外，电镀废水直接进行蒸发处理，水量大，蒸发成本较高，需要先经膜浓缩，让膜的浓液进入蒸发浓缩，再干燥。

工业企业要想让电镀废水的处理技术能够达到相应的废水处理标准，需要加大对包括蒸发浓缩技术在内的各种电镀废水处理技术研发和创新的投入，以提高电镀废水处理标准和促进资源回收利用为主要目标，促进多种处理技术的有效整合，更多以闭路循环的方式来加强对电镀废水的处理。

工业企业可以通过设计电镀废水的处理工程，将多种电镀废水处理技术有效地整合起来，形成一个更系统的废水处理程序。在设计电镀废水处理工程的过程中，工业企业一方面需要注重工程建造所消耗的成本，另一方面也需要更多地从能源供应的角度来提升资源利用和再生的效果。工业企业还需要结合自身应用电镀工艺的实际情况，选择合适的废水处理技术，并通过积极引进先进的科学技术，在实际应用电镀废水处理技术过程中，对发现的一些技术问题进行不断地调整和优化，以更高的处理工艺水平和更高的管理水平保证电镀废水能够达到相应的处理标准。

4 结论

综上所述，应用蒸发浓缩技术能够有效满足电镀废水处理的需要。在现代科学技术水平不断提高的背景下，能够应用于工业电镀废水处理的技术种类也逐渐增多，蒸发浓缩技术作为电镀废水处理技术中一种具有代表性的处理技术，能够有效降低电镀废水中各种污染物的含量。对于应用蒸发浓缩技术中存在的一些问题，需要及时采取相应的措施对技术的应用情况进行调整，以便能够保证蒸发浓缩技术的实际应用效果。