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電鍍廢水處理

一、電鍍廢水的來源

  電鍍廢水的來源一般為：
  （1）鍍件的清洗水；
  （2）廢電鍍液；
  （3）其他廢水，包括沖刷車間地面、刷洗極板的沖洗水，通風(fēng)設(shè)備冷凝水，以及由于鍍槽滲漏或操作管理不當(dāng)造成的“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象的各種槽液和排水；
  （4）設(shè)備冷卻水，冷卻水在使用過程中除溫度升高以外，未受到污染。

二、電鍍廢水的性質(zhì)

  電鍍廢水的水質(zhì)、水量與電鍍生產(chǎn)的工藝條件、生產(chǎn)負(fù)荷、操作管理與用水方式等因素有關(guān)。電鍍廢水的水質(zhì)復(fù)雜，成分不易控制，其中含有的鉻、鎘、鎳、銅、鋅、金、銀等重金屬離子和氰化物等毒性較大，有些屬于致癌、致畸、致突變的劇毒物質(zhì)。另一方面，廢水中許多成分又是寶貴的工業(yè)原料。因此，對于電鍍廢水必須認(rèn)真進(jìn)行回收處理。
電鍍廢水的種類、來源和污染水平

序號	廢水種類	廢水來源	廢水中主要污染物水平	處理系統(tǒng)設(shè)備
1	含氰廢水	鍍鋅、鍍銅、鍍鎘、鍍金、鍍銀、鍍合金等氰化鍍槽	氰的絡(luò)合金屬離子、游離氰、氫氧化鈉、碳酸鈉等鹽類，以及部分添加劑、光亮劑等；一般廢水中氰濃度在50mg/L以下，pH值為8～11	一般分質(zhì)單獨(dú)成為一個(gè)含氰廢水系統(tǒng)進(jìn)行廢水處理；金、銀等貴重金屬預(yù)先回收。
2	含鉻廢水	鍍鉻、鈍化、化學(xué)鍍鉻、陽極化處理等	六價(jià)鉻、三價(jià)鉻、銅、鐵等金屬離子和硫酸等；鈍化、陽極化處理等廢水還含有被鈍化的金屬離子和鹽酸、硝酸以及部分添加劑、光亮劑等；一般廢水中含六價(jià)鉻濃度在200mg/L以下，pH值為4～6	一般分質(zhì)單獨(dú)成為一個(gè)含鉻廢水系統(tǒng)進(jìn)行廢水處理；處理后水能循環(huán)使用，并能回收部分鉻酸；廢水量不大時(shí)，也可進(jìn)入電鍍混合廢水系統(tǒng)進(jìn)行處理。
3	含鎳廢水	鍍鎳	硫酸鎳、氯化鎳、硼酸、硫酸鈉等鹽類，以及部分添加劑、光亮劑等；一般廢水中含鎳濃度在100mg/L以下，pH值在6左右	一般分質(zhì)單獨(dú)成為一個(gè)含鎳廢水系統(tǒng)進(jìn)行廢水處理；處理后水能循環(huán)使用，并能回收部分硫酸鎳或氯化鎳
4	含銅廢水	酸性鍍銅	硫酸銅、硫酸和部分光亮劑；一般廢水含銅濃度在100mg/L以下，pH為2～3	一般排入電鍍混合廢水系統(tǒng)處理；但也可分質(zhì)單獨(dú)成為一個(gè)含銅廢水系統(tǒng)進(jìn)行處理；處理后水能循環(huán)使用，并能回收部分硫酸銅或焦磷酸銅等
4	含銅廢水	焦磷酸鍍銅	焦磷酸銅、焦磷酸鉀、檸檬酸鉀等以及部分添加劑、光亮劑等；一般廢水含銅濃度在50mg/L以下，pH值在7左右
5	含鋅廢水	堿性鋅酸	氧化鋅、氫氧化鈉和部分添加劑、光亮劑等；一般廢水含鋅濃度在50mg/L以下，pH值在9以上	一般排入電鍍混合廢水系統(tǒng)處理；但絡(luò)鹽鍍鋅廢水，一般先單獨(dú)處理，破除絡(luò)合鋅后，再排入電鍍混合廢水系統(tǒng)進(jìn)行處理；也可分質(zhì)單獨(dú)成為一個(gè)含鋅廢水系統(tǒng)進(jìn)行處理；處理后水回用，并回收部分鋅鹽
		鉀鹽鍍鋅	氯化鋅、氯化鉀、硼酸和部分光亮劑等；一般廢水含鋅濃度在100mg/L以下，pH值在6左右
		硫酸鋅鍍鋅	硫酸鋅、硫脲和部分光亮劑，一般廢水含鋅濃度在100mg/L以下，pH值為6～8
		銨鹽鍍鋅	氯化鋅、氧化鋅、鋅的絡(luò)合物等和部分添加劑、光亮劑等；一般廢水含鋅濃度在100mg/L以下，pH值為6～9
6	磷化廢水	磷化處理	磷酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鈉、鋅鹽等；一般廢水含磷濃度在100mg/L以下，pH值在7左右	一般分質(zhì)單獨(dú)處理后排入電鍍混合廢水系統(tǒng)再進(jìn)行處理，或直接排入電鍍混合廢水系統(tǒng)處理
7	酸、堿廢水	鍍前處理中的去油、腐蝕和浸酸、出光等中間工藝，以及沖洗地面等的廢水	硫酸、鹽酸、硝酸等各種酸類和氫氧化鈉、碳酸鈉等各種堿類，以及各種鹽類、表面活性劑、洗滌劑等，同時(shí)還含有鐵、銅、鋁等金屬離子及油類、氧化鐵皮、砂土等雜質(zhì)；一般酸堿廢水混合后偏酸性	一般排入電鍍混合廢水系統(tǒng)處理，或分質(zhì)單獨(dú)成為酸、堿系統(tǒng)廢水進(jìn)行中和處理
8	電鍍混合廢水	除含氰廢水系統(tǒng)外，將電鍍車間排出廢水在一起的廢水；除各種分質(zhì)系統(tǒng)廢水，將電鍍車間排出廢水混在一起的廢水	其成分根據(jù)電鍍混合廢水所包括的鍍種而定	一般電鍍混合廢水系統(tǒng)處理后水能回用50%以上

三、電鍍廢水處理方法

  1、含鉻廢水處理
  （1）化學(xué)還原法
  化學(xué)還原法是目前應(yīng)用較為廣泛的含鉻廢水處理方法?；驹硎窃谒嵝詶l件下向廢水中加入還原劑，將Cr⁶⁺還原成Cr³⁺，然后再加入石灰或氫氧化鈉，使其在堿性條件下生成氫氧化鉻沉淀，從而去除鉻離子。通常還原形成三價(jià)鉻后，可與其他重金屬離子一起沉淀。常用的還原劑有：SO₂、FeSO₄、Na₂SO₃、Fe、焦亞硫酸鈉、水合肼等。
  化學(xué)還原法的優(yōu)點(diǎn)是原理簡單、操作方便、抗水量水質(zhì)沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)且投資運(yùn)行費(fèi)用低，缺點(diǎn)是產(chǎn)生的固體廢物量大，金屬不易回收利用。
  （2）電解法
  電解法處理含鉻廢水的原理是：鐵板陽極在電解過程中溶解成亞鐵離子，在酸性條件下亞鐵離子將Cr⁶⁺還原成Cr³⁺，同時(shí)陰極上析出氫氣，使廢水pH值逐漸升高。此時(shí)，Cr³⁺、Fe³⁺都以氫氧化物沉析出。電解法的優(yōu)點(diǎn)是：去除率較高、沉淀的重金屬可回收利用且減少污泥的生成量；缺點(diǎn)是極板損耗大、pH偏低時(shí)Cr(OH)₃會(huì)溶解。
  （3）膜分離法
  膜分離法是以選擇性透過膜為分離介質(zhì)，當(dāng)膜兩側(cè)存在壓力差、濃度差、電位差時(shí)，原料側(cè)組分選擇性透過膜，以達(dá)到分離、除去有害組合的目的。目前，工業(yè)上應(yīng)用較為成熟的工藝為電滲析、反滲透、超濾、液膜。含Cr⁶⁺廢水適宜用電滲析處理，反滲透法廣泛用于鍍鉻漂洗廢水處理。采用反滲透法處理電鍍廢水，處理水可以回用，實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)。
  （4）離子交換法
  離子交換法是借助于離子交換劑上的離子和水中的離子進(jìn)行交換反應(yīng)除去水中有害離子。對含鉻廢水先調(diào)pH值，沉淀一部分Cr³⁺后再行處理。將廢水通過
除上述方法外，處理電鍍含鉻廢水還可采用吸附法、離子交換法、生物法（生物絮凝、生物吸附、植物修復(fù)）等方法。

  2、含氰廢水處理

  （1）堿性氯化法
  堿性氯化法是目前比較成熟且采用較多的處理方法，是指廢水在堿性條件下，采用氯系氧化劑將氰化物破壞而除去。處理過程分為兩級：一級處理是將氰氧化為氰酸鹽，對氰破壞不徹底；二級處理是將氰酸鹽進(jìn)一步氧化分解成二氧化碳和水。具體工藝流程如圖1所示。

圖1 含氰廢水兩步法處理工藝流程

  一級氧化池：投加堿和氧化劑，堿宜選用NaOH，氧化劑宜選用NaClO。控制條件為：pH 10.5～11，ORP值300～400mV。反應(yīng)時(shí)間1～2h。
  二級氧化池：投加堿和氧化劑，堿宜選用NaOH，氧化劑宜選用NaClO?？刂茥l件為：pH 7～8，ORP值600～650mV。反應(yīng)時(shí)間1～2h。

  （2）臭氧法
  臭氧在水溶液中可釋放出原子氧參加反應(yīng)，表現(xiàn)出很強(qiáng)的氧化性，能徹底氧化游離狀態(tài)的氰化物。在反應(yīng)過程中，銅離子對氰離子和氰酸根離子的氧化分解有催化作用，添加硫酸銅能促進(jìn)氰的分解反應(yīng)。
  臭氧法處理含氰廢水的優(yōu)點(diǎn)有：只需臭氧發(fā)生設(shè)備，無需藥劑購置和運(yùn)輸；工藝簡單、方便；處理廢液中不產(chǎn)生有害物質(zhì)，無二次污染。缺點(diǎn)是：單獨(dú)使用臭氧不能使絡(luò)合狀態(tài)存在的氰化物徹底氧化。
  臭氧法處理含氰廢水的工藝流程如圖2所示。

圖2   臭氧法處理含氰廢水工藝流程

  含氰廢水先流入調(diào)節(jié)內(nèi)，水質(zhì)、水量穩(wěn)定后，進(jìn)入臭氧反應(yīng)塔，臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧從臭氧反應(yīng)塔底部通入，CN^－在臭氧反應(yīng)塔內(nèi)和臭氧充分接觸后被催化氧化，處理后的廢水排入綜合池內(nèi)，生成的CO₂和N₂通過氣液分離器排放。

3、含銅廢水處理

  在重金屬中，銅屬于低毒性的物質(zhì)。在水溶液中的銅，多以[Cu(H₂O)₆]²⁺的形態(tài)存在，易與氨、氰產(chǎn)生絡(luò)合反應(yīng)，生成絡(luò)合離子。當(dāng)廢水中銅的濃度超過1.0mg/L時(shí)，對硝化反應(yīng)產(chǎn)生抑制作用。當(dāng)水體中銅的含量超過0.01mg/L時(shí)，就會(huì)對水體自凈產(chǎn)生抑制作用。對含銅廢水廣泛而有效的處理技術(shù)仍然是化學(xué)沉淀法。
  含硫酸銅、硝酸銅廢水處理
對含硫酸銅、硝酸銅廢水的處理可采用氫氧化物沉淀法。將pH提高到10以上，就能夠得到比較充分的處理，處理出水銅的含量可降至0.1mg/L以下。
  含氯化銅廢水處理
當(dāng)用王水（硝基鹽酸）對銅件進(jìn)行酸洗時(shí)，形成含Cl^－的氯化銅廢水。其中過剩的Cl^－與氯化銅結(jié)合形成絡(luò)合體。在這種情況下，應(yīng)提高pH，使OH^－的濃度增高，使廢水中的銅形成氫氧化銅而得到較充分的沉淀分離。
  有氨存在的含銅廢水處理
  用過硫酸銨中和銅件的腐蝕溶液時(shí)，廢水中的氨與銅形成絡(luò)鹽[Cu(NH₃)₄]²⁺，影響除銅效果。某種程度上，對有氨存在的含銅廢水能否采用中和沉淀處理方法，不取決于銅離子濃度，而取決于氨的濃度。
  當(dāng)pH為9～10時(shí)，將使可溶性銅氨絡(luò)鹽量增加，提高pH，使pH﹥11，則銅氨絡(luò)鹽溶解并將Cu析出，與OH-反應(yīng)形成Cu(OH)₂，通過沉淀除去。
  含焦磷酸銅廢水處理
含焦磷酸銅廢水呈弱堿性，能形成穩(wěn)定的銅焦磷酸絡(luò)合鹽。向廢水中投加Ca²⁺，首先使過剩的P₂O₇^4-以焦磷酸鈣的形態(tài)沉淀分離。進(jìn)而，與銅配位的P₂O₇^4-全部去除，釋放出處于離子狀態(tài)的Cu在堿性條件下與OH^－反應(yīng)形成Cu(OH)₂，沉淀去除?？梢杂肅aCl₂或Ca(OH)₂作為Ca²⁺源。
  氰化銅電鍍廢水處理
  由于銅與CN^－能夠形成穩(wěn)定的絡(luò)鹽，對氰化銅電鍍廢水的處理，需要采用分兩步進(jìn)行反應(yīng)的處理技術(shù)。首先用次氯酸將廢水中的CN^－氧化分解，去除CN^－。第二步則是銅形成氫氧化銅與廢水分離。

  4、含鋅廢水處理
  （1）化學(xué)沉淀法
  電鍍鋅作業(yè)中產(chǎn)生的廢水，混合后多為酸性廢水，采用化學(xué)沉淀法處理含鋅廢水時(shí)，主要通過對廢水pH值的控制，使鋅在pH在8～10的條件理，形成Zn(OH)₂沉淀。
  鋅為兩性金屬，在堿性條件下，根據(jù)pH的不同存在ZnO₂^2-和Zn(OH)₂兩種形式，只有在pH值在8～10時(shí)，才能形成Zn(OH)₂沉淀。若pH值控制不嚴(yán)，出水鋅含量可能超標(biāo)。
  （2）膜分離法
膜分離法是一個(gè)高效、環(huán)保的分離技術(shù)，具有高效、出水水質(zhì)穩(wěn)定性好、連續(xù)化操作、靈活性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
  采用微濾（MF）－納濾（NF）－反滲透（RO）聯(lián)合處理電鍍漂洗含鋅廢水的工藝，濃縮液的Zn²⁺含量能達(dá)到鍍液的回用要求，而淡水池出水可回用于鍍件清洗工序。

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