电镀废水处理中的问题及路径

李杜霞，苏小平，申 涛

（西北民族大学 化工学院，甘肃兰州 730106）

电镀行业有着很大的排污量，污染物具有很大的毒性，且处理困难，很容易对环境造成严重影响。目前，我国电镀企业中有很多中小型企业，他们的生产技术相对落后，在废水处理中常常出现问题，导致污染情况严重。在电镀废水中，大量的重金属包含其中，这些重金属很难生物降解，一般积累在活的有机体中，很多重金属元素都对人类有着很大的危害，一旦进入人体，将会影响人们的身体健康。除此之外，电镀废水中还存在很多酸类、碱类物质以及有机物质，会威胁到人体健康。所以，电镀废水处理工作至关重要，必须要经过处理且达到一定标准后才能排放。相关部门对电镀废水处理方法的研究愈加关注与重视，希望能通过有效的处理策略实现环境与经济效益最大化。

1 电镀废水的特点与危害

1.1 电镀废水的特点

在电镀废水中，不仅存在含氰化物，还有着众多重金属元素，如镍、铬、锌等。除此之外，光亮剂、表面活性剂等有机化合物添加剂都可能存在于电镀废水中。电镀废水中包含了复杂的元素，如果不经过有效处理就随意排放到自然环境中，必然会对周边生态环境造成破坏，影响到周围居民的身体健康。

1.2 电镀废水的危害

电镀废水中包含的元素众多，且大多都是有害物质，其成分很难得到控制。镍、铬、锌等是电镀废水中较为常见的有毒有害物质，除此之外，电镀废水中往往还含有石油类、磷酸盐等物质。在很多工厂生产过程中，经常使用氰化电镀工艺，这种生产方式产生的电镀废水中含有的氰化物较多，且有着很大的危害性，这些有害物质如果不经过处理就进行排放，将会破坏周边生态环境，不利于人们健康生活。比如，酸碱废水会改变水体环境，从而对水源的酸碱度带来影响，水中一些微生物很难存活；废水中含有的氰化物毒性很大，污染一点就会对人们的身体带来巨大影响；废水中含有的重金属元素是导致人们患癌、畸形的重要因素，如果不经过处理就排放，会对周边环境与水源造成严重破坏，导致人们的身体出现各种问题，比如铬会增大人们患癌风险，镍和铅会堆积在人们体内，导致慢性中毒等。

2 电镀废水处理中的问题

2.1 废水处理成本较大

废水处理离不开配套的污水处理设备，这些设备成本较高，这就需要污水处理企业投入较大的资金成本。在投入使用过程中，部分企业污水处理效果不够理想，废水处理达不到我国相关标准，但污水处理企业已经在设备、处理材料等方面投入了很多时间精力以及资金等。针对这一问题，企业如果能够投入足够的人力、物力、财力，引入更为先进的废水处理设备，有效控制施工成本，简化污水处理流程，有效消除废水处理中存在的问题，学习最新的废水处理技术，才能实现对电镀废水的有效处理，让废水经过处理达到相应的排放标准，发挥其对环境的保护作用。

2.2 废水处理工艺不够成熟

目前，废水处理技术多种多样，电镀废水处理中较为常用的方法有电解法、吸附法、离子交换法、铁焦法等。在电镀废水的处理中，很多废水处理企业都采用的是焦亚硫酸钠法、铁焦法。如果采用电解法、离子交换法来处理电镀废水，处理效果相对较差，且过程复杂，需要工作人员具有较强的操作能力。因此，这些处理方式在实际工作中应用得不多，它们的处理效果也常常达不到预期。但在实际的电镀废水处理中，如果采用硫酸亚铁法、焦亚硫酸钠法、亚硫酸钠法等，pH和进料量很难控制在相应的范围之内。如果投入量与标准的要求量不符，将会导致材料资源浪费情况，让处理成本扩大。同时，还会让污水中的COD值越来越大，导致二次污染问题。如果进料投放过量，溶液中会产生化学反应，生成复杂的离子，很难被去除。如果投入量小于标准量，不能充分降解杂质，杂质含量与标准要求不一致，也会导致污水处理效果不佳。所以，对原料的投入量控制必须要格外重视。

2.3 电镀废水分类收集工作不足

部分电镀废水处理企业不够重视废水的分类与收集等问题，并未严格按照废水收集的相关要求来收集与处理生产废水。废水处理企业只是将废水分为氰化物废水、镍化物废水、含铬废水和综合废水等几个类型，完成废水收集后再进行全面性处理工作。从清洁生产方面分析，这样的分类十分混乱，处理方式也存在问题，废水中的重金属物质并未充分回收，形成浪费资源问题，也让废水处理的负荷与成本越来越大。由于污染物不同，其特征也存在显著差异，如果不能根据污染物的特性来开展处理工作，会增加废水处理成本。

3 电镀废水处理措施

3.1 化学法

3.1.1 化学沉淀法

化学沉淀法主要通过化学试剂与废水中的污染物相结合形成沉淀的方式来进行沉降、过滤、分离以及去除，从而达到废水处理的目的。化学沉淀法主要分为硫化物沉淀法、铬酸盐沉淀法以及氢氧化物沉淀法等。化学沉淀法是一种传统的废水处理方式，其工艺成熟，应用较广，且需要的成本较低。因此在电镀废水处理中有着重要地位。但这种方式需要消耗很多的化学品，产生的废渣量大，重金属也不能直接回用，较易引发二次污染问题。

3.1.2 氧化还原法

这种废水处理方式利用氧化剂或还原剂与溶解性的污染物发生氧化还原反应，对污染物进行转化，使其成为无害物质。氧化还原法主要包括化学氧化法、化学还原法两种方式。在电镀废水处理中采用氧化还原法，具有操作简单、投入成本较小、效率高等特点。

3.1.3 铁氧体法

温度条件与pH条件适宜，在电镀废水中加入硫酸铁盐，让其与废水中的金属离子产生反应，形成铁氧体复合氧化物，利用固液分离的方式实现去除重金属离子的效果，这种方法就叫作铁氧体法。这种废水处理方式操作简单，固液分离容易，且不会造成二次污染问题。但这种处理方式也存在一定的不足，如处理成本过高、处理条件很难控制等。

3.2 物理法

在电镀废水处理中采用物理法来处理废水，要基于不改变废水中物质性质开展相关工作，浓缩结晶法、反渗透法是较为常见的物理处理方式。

3.2.1 浓缩结晶法

浓缩结晶法也叫作蒸发浓缩法，这种处理方式主要利用外部解热、蒸发电镀废水、浓缩液体实现回收溶质的效果。这种方式更适用于重金属离子浓度较高的电镀废水处理中，针对浓度较低的废水回收效果并不好，且需要耗费很多资源，有着很高的处理成本。经过浓缩结晶得到的固体要经过进一步处理，生产成本增加，导致电镀废水处理中并不会独立使用这种方法，更多的是与其他方式结合使用，形成闭路循环。在电镀废水处理中浓缩结晶法操作简单，工艺成熟，且不需要添加其他化学试剂，很大程度上减轻了对周边环境的影响，有助于生态环境的保护。但是，这种方式耗能较大，生产成本相对较高，一般作为辅助方法来进行废水处理工作。

3.2.2 反渗透法

反渗透法主要利用半透膜的选择性来进行废水处理。电镀废水中如果含有大量重金属离子，可以采用反渗透法进行重金属离子的去除工作。这种废水处理方式会有一定的浓缩液与稀液产生，并不会产生其他污染物，半透膜的选择性与透水性是影响重金属离子去除效果的重要因素。在电镀废水处理中采用反渗透法，必须要进行半透膜的定期更换，这就对其连续性生产带来了影响。

3.3 物理化学法

3.3.1 吸附法

吸附法主要利用一些具有较大表面积且有微孔结构的材料吸附电镀废水中的杂质，达到废水处理效果。活性炭、硅藻土腐殖酸等固体吸附剂是较为常用的吸附材料。吸附法处理电镀废水并不需要较高的成本投入，吸附材料易得，但这些材料在完成重金离子的吸附后很难再生，不能进行二次利用。经过大量研究发现，天然沸石也可以用来吸附重金属离子。

3.3.2 离子交换法

离子交换法将离子交换剂作为媒介，交换处理电镀废水中的重金属元素，让废水中的重金属含量得到有效降低。如可以利用一种合成的甲基丙烯酰二乙烯基苯螯合树脂吸附电镀废水中的镍元素。采用这种方法进行电镀废水处理有着很多优势，如处理量较大、消耗相对较少、可以循环用水等。但是，合成的离子交换树脂研究成本投入较多，且很容易被污染，树脂材料也属于较难再生的材料，操作复杂，所以，这种电镀废水处理方式对于一些中小型废水处理企业来说并不适用。

3.3.3 电解法

在电镀废水处理中，采用电解法进行废水处理，其原理是通过金属的电化学性质，利用直流电流将废水中的金属离子去除，有效净化高浓度电沉积金属废水，提高废水处理效率的同时还有助于回收。但电解法同样存在不足之处，如这种方法在低浓度的金属废水处理中并不适用，会导致其成本加大，获得的经济效益也不高。针对高浓度电镀废水，可以通过渗透来固结，再通过电解工艺完成后续处理工作，提高净化效率，有效减少资金成本。目前，废水处理设备中有一种新型处理系统，叫作高压脉冲电凝系统，它在处理废水与电镀混合废水等方面优势明显。

3.3.4 膜分离法

这种处理方法主要通过高分子选择性进行物质分离，主要分为反渗透、超滤以及纳滤等技术。在膜分离技术中，超滤将压力作为推动力，它可以在较低压力差下将水中的溶解性与胶状态物质进行去除。与以水合离子或低分子复合物状态存在的金属离子相比，超滤膜的孔径更大，这些离子可以很轻松地从超滤膜中穿过。相继出现的胶束增强超滤与聚合物增强超滤提高了重金属离子的去除效果。反渗透技术主要通过一个半透膜让正在纯化的流体经过，拒绝污染物经过。

针对水中溶解性物质的去除，可以采用反渗透技术，这种技术在化学与环境工程中的应用十分广泛。废水处理企业可以利用反渗透技术去除废水中的铜和镍离子，但这种方法会在泵送压力下产生较高能耗。纳滤技术对废水中的镍、铬、铜、砷等有着很好的去除效果，且操作简单，需要的能源消耗较小，污染物的处理效率较好。与反渗透技术相比，纳滤离子的截留率较小，但其操作压力小，具有很好的出水效率，且在耐酸碱性、耐压密性等方面有着很大的优势。因此，很多废水处理企业为了提高经济效益与环境效益，对纳滤技术更加关注与重视。

3.4 生物法

3.4.1 生物吸附法

在电镀废水处理中，生物吸附法是一种新兴的处理方法，根据不同的重金属离子脱除机理，进行生物吸附方法的合理选择。静电吸附、细胞转化以及细胞吸收等是主要的生物吸附方式。微生物类与农业废弃物类是生物吸附法的两种类型。微生物类主要包括一些藻类或菌类，农业废弃物则包括树皮、橘子皮等。通过对柑橘类果皮的研究发现，它们可以很好地吸附电镀废水中的镍、铅、锌等重金属元素，特别是吸附镍元素的效果最好。生物吸附法采用的材料便宜，且吸附效果很好，使用后的吸附剂能够回收再利用。

3.4.2 生物絮凝法

通过对微生物的代谢物的合理利用，凝结电镀废水中的一些污染元素，形成一些絮状物，沉淀或分离在水中，这就是生物絮凝法。与化学絮凝法相比，生物絮凝法更加环保，且废水处理效果更好。除了利用微生物的代谢物进行絮凝处理，还可以将微生物细胞壁作为絮凝剂，比如利用酵母菌、丝状真菌细胞壁上的多糖结构，进行吸附絮凝处理。但这些生物絮凝剂的长久保存十分困难，导致其应用不够广泛，再加上微生物的培养需要很高的成本，微生物菌种的筛选工作也十分不易，增加了其应用难度。

3.5 植物法

在电镀废水处理中，还可以利用植物的沉淀、吸收以及富集作用，让废水中的重金属含量下降，从而有效缓解污染问题，增强其环保效果。植物处理法应先通过金属积累植物，初步处理废水中的有毒物质，利用植物使有毒金属的活性降低，再将重金属从土壤或水中提取出来，并将其富集，逐渐运输到植物根部或枝叶部分。

3.6 组合处理法

电镀废水处理方式多种多样，不同的生产工艺也让废水具有不同的特征，单一的废水处理方式可能并不能达到很好的废水处理效果，也很难让其与经济效益保持一致。多种电镀废水处理方法的组合运用则可以很好地解决这些问题，充分发挥多种电镀废水技术的优势，相互作用，从而实现最佳废水处理效果，增加废水处理企业的经济效益与环境效益。在电镀废水处理过程中，物理化学法、生物法与膜法的组合处理方案最为常见，物化法可以很好地去除电镀废水中的重金属离子，生物法则能很好地将废水中的有机物去除，膜法则可以将其中的污染物截留下来。这三种电镀废水处理方式针对不同的污染物有着很好的去除效果，从而降低废水处理成本，也有助于再生率的提高。

4 结束语

随着社会科学经济的飞速发展，电镀废水排放量越来越大，如果不能很好地处理电镀废水，将会对环境带来严重影响，也会影响到人们的身体健康。因此，必须要对电镀废水处理更加重视，深入分析当前电镀废水处理中存在的问题，探索绿色无害的电镀废水处理方法，并根据实际情况选择合适的电镀废水处理方式，实现对电镀废水的有效处理，提高其处理效率与处理效果，促进电镀废水处理技术绿色化发展。