林凱城，李永蓮，鄭銳東，陳彥彬，黃佳旭，林燕雄，鐘小寅

(1.揭陽職業(yè)技術(shù)學院，廣東 揭陽 522000；2.廣東輕工職業(yè)技術(shù)學院，廣東 廣州 510300)

電鍍[1]是利用化學、電化學的方法對金屬或非金屬表面進行防護、裝飾以及獲取某種新特性的工藝過程，是金屬表面的美容師。在工業(yè)上，電鍍工藝通用性強、使用范圍廣，幾乎所有工業(yè)部門都有電鍍廠或車間[2]。廢水污染是電鍍工業(yè)不可避免的環(huán)境問題，當今最嚴重的環(huán)境污染問題之一[3]。因此，對電鍍廢水進行綜合處理和回收利用，是工業(yè)廢水治理重中之重的問題[4]。目前，無害化是電鍍廢水治理必須牢牢把握的基本原則[5]。但是，如何實現(xiàn)電鍍廢水的資源化，有用資源的回收利用，是電鍍廢水處理工藝研究的重中之重。本文重點分析各種電鍍廢水的處理技術(shù)及其優(yōu)缺點，并結(jié)合新的廢水排放標準，對廢水處理工藝在未來的發(fā)展趨勢進行展望。

1 電鍍廢水的主要來源

一般的電鍍工藝[6]包括電鍍前的表面預處理、電鍍過程及電鍍后鍍層裝飾工藝三個階段。每個階段根據(jù)鍍層金屬種類和工藝不同，在一定程度上都會大量產(chǎn)生廢水。其主要來源包括：(1)電鍍過程中的鍍件漂洗，其產(chǎn)生的廢水是電鍍廢水的主要來源之一，是整個車間廢水排放量的80%以上；(2)廢鍍液排放[7]。主要是倒槽工藝、過濾鍍液后剩下的廢棄液、過期的電鍍液等；(3)電鍍過程中由于管理不善產(chǎn)生的"跑、冒、滴、漏"廢水；(4)化驗用水。包括廢水，電鍍工藝分析等化驗分析用水。

2 電鍍廢水的水質(zhì)特性及危害

電鍍廢水的組成物質(zhì)非常多且復雜，其特性主要由電鍍液和化學清洗液的性質(zhì)決定。有害成分主要包括：(1)含酸堿和含氰(CN-)的廢水；(2)含Cr6+、Cu2+、Hg2+等重金屬離子[8]的廢水；(3)含有相當數(shù)量的添加劑、光亮劑、顏料等有機化合物[9]，例如各種表面活性劑、香豆素、苯磺酸、EDTA、乙醇胺及硫脲等。電鍍廢水未經(jīng)處理直接排放，會對飲用水及工業(yè)用水造成污染，廢水中含有的重金屬如果進入人體內(nèi)，將會導致人體皮膚及各大器官的病變、功能衰退，甚至引起致畸、致突變或癌變[10]。震驚世界的骨痛病和水俁病就分別是由鎘和重金屬汞引起的。有機物氨氮、磷酸鹽等會引起水體富營養(yǎng)化，導致水生動植物死亡。國家規(guī)定劇毒物質(zhì)--氰化物的最高允許排放濃度是0.3mg /L，若發(fā)生氰化物中毒，即使治愈后，還可能產(chǎn)生神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥。因此，如何更有效的治理電鍍工業(yè)廢水，是電鍍工業(yè)中倍受關(guān)注的一個重大問題。

3 電鍍廢水的處理工藝

3.1 國內(nèi)外治理電鍍廢水的現(xiàn)狀

在國外，一直都比較注重從源頭上治理電鍍廢水，一些重污染技術(shù)也被淘汰了。在傳統(tǒng)的化學處理方式上使用藥效更高的藥劑，力爭達到少渣甚至無渣狀態(tài)；而一些先進的技術(shù)諸如生物技術(shù)，近年得到較快發(fā)展，培育、馴化并逐漸普及使用各類菌種。在國內(nèi)，電鍍企業(yè)以粗放型經(jīng)營為主，大量消耗資源，技術(shù)明顯落后于國外電鍍行業(yè)。

3.2 處理工藝

電鍍廢水中含氰(CN-)、酸堿、重金屬離子和有機物等污染物，通常采用單一的處理工藝很難將所有的污染物除去，必須通過多個處理工藝的組合系統(tǒng)處理。按照處理方式的不同，可以將處理工藝分為物理方法、化學方法、物理化學方法和生物方法。

3.2.1 物理方法

物理方法是利用物理作用原理將廢水中呈懸浮狀態(tài)的污染物分離，并且不改變物質(zhì)化學性質(zhì)的處理方式，如蒸發(fā)濃縮法、反滲透法等。反滲透法是一種在高壓狀態(tài)下通過半透膜進行過濾的濃縮分離技術(shù)。該法的特點是在處理過程中產(chǎn)生部分濃縮液可回用、稀液可回用于漂洗，沒有其它廢棄物產(chǎn)生。關(guān)鍵是要選擇透水性和選擇性好的半透膜。膜的強度、壽命以及膜對金屬離子的去除率不同導致的漂洗槽累積雜質(zhì)離子的問題有待進一步提高[11]。

3.2.2 化學方法

化學方法是利用中和沉淀、氧化還原將重金屬沉淀或?qū)⒂泻?、有毒物質(zhì)分解為無害的物質(zhì)的處理方法。該法是目前國內(nèi)外應用最廣泛、技術(shù)上較為成熟的電鍍廢水處理方法，主要包括化學還原法和化學沉淀法?；瘜W沉淀法是指向廢水中投加化學劑，使需要去除的溶解物質(zhì)轉(zhuǎn)化為難溶物質(zhì)而析出的處理方法。SNHosseini等[12]采用石灰、氫氧化鈉等堿性試劑對含銅、鉻廢水進行處理，在pH值分別為8.7和12時，Cr3+和Cu2+分別完全沉淀，可達標排放廢水；HAAziz等[13]采用石灰石對含重金屬廢水進行處理，在pH 值為8.5時，去除率可達到90%以上。

3.2.3 物理化學方法

物理化學方法是利用離子交換、膜分離或吸附劑等除去電鍍廢水中雜質(zhì)的一種方法。該法主要包括離子交換法、膜分離法和吸附法。

(1)離子交換法：利用離子交換劑與廢水中的有害金屬離子進行交換以達到去除水中金屬離子的方法。樹脂法是電鍍工業(yè)上使用最普遍的方法，尤其是在處理貴金屬廢水的經(jīng)濟效益最為顯著。Rengaraj S等[14]研究了SKN1和IRN77樹脂對Cr(III)的去除效率。結(jié)果表明，樹脂能夠完全吸附濃度大于100 mg /L的金屬離子。THEom等[15]采用離子交換法，電鍍廢水中金屬的回收率高達97% 以上。

(2)膜分離法：利用具有選擇性的高分子進行物質(zhì)分離的技術(shù)，包括電滲析、膜萃取等。厲威等[16]開發(fā)了一種具有多折流多段的電滲析系統(tǒng)去除和回收Cr6+。

(3)吸附法：利用具有獨特結(jié)構(gòu)的吸附劑去除重金屬離子的一種方法。Nah等[17]采用氧化鐵修飾合成具有磁性的沸石，其在較寬的pH 值范圍(5～11)內(nèi)對Pb(II)具有高的吸附能力和化學阻抗作用。Aklil等[18]發(fā)現(xiàn)改性天然材料在pH值=5時具有很好的吸附效果。

3.2.4 生物方法

生物方法是指將人工培養(yǎng)和馴化的具有特定化學結(jié)構(gòu)及成分的菌株用于處理電鍍廢水中的重金屬離子的一種方法，主要包括生物絮凝法、生物吸附法、生物化學法等。生物絮凝法是利用微生物本身或其產(chǎn)生的代謝物對重金屬進行絮凝沉淀的方法。生物絮凝劑含有的羥基和氨基通過與Hg2+、Au2+、Ag+等形成穩(wěn)定的鰲合物而使重金屬沉淀。生物吸附法是利用生物體本身特定的化學結(jié)構(gòu)及成分來吸附廢水中的重金屬離子的方法。生物化學法是通過微生物與金屬離子之間發(fā)生直接的化學反應形成不溶性化合物而除去金屬離子的方法。

4 結(jié)論及展望

當前，電鍍行業(yè)廢水處理的關(guān)鍵問題是治理水平低、機械化水平低、專業(yè)化水平低、有效治理率低、廢水回用率低和治理成本高等。因此，深入開展電鍍廢水處理技術(shù)的有關(guān)研究，不斷革新技術(shù)就顯得特別重要。未來電鍍廢水的治理可以從以下幾個方面開展：

(1)運用多元組合技術(shù)。如果單一使用一種廢水處理方法，由于行業(yè)和工藝的差異，很難達到理想的效果。只有依據(jù)電鍍廢水的組成成分，根據(jù)系統(tǒng)工程原則，應用多元組合技術(shù)，合理安排好各個處理技術(shù)之間的銜接，才能達到最佳的處理效果。因此，在未來重金屬廢水處理中，多元組合技術(shù)將是一個熱點。

(2)發(fā)展閉路循環(huán)?？梢哉f電鍍廢水是放錯位置的資源，推行全程控制的清潔生產(chǎn)，從源頭上綜合治理，實施循環(huán)經(jīng)濟，提高轉(zhuǎn)化率和循環(huán)利用率、回用率，實現(xiàn)電鍍廢水的零排放。因此，在未來重金屬廢水處理中，零排放技術(shù)將是發(fā)展的主流方向。

(3)社會化治理。電鍍過程中產(chǎn)生的濃電鍍廢水較少并且分散，如果要求每個電鍍企業(yè)都建立廢水處理設施，這對于中小型電鍍企業(yè)來說將是沉重的經(jīng)濟負擔。為了既經(jīng)濟又環(huán)保的處理廢水，可以考慮選定一個城市或區(qū)域建立電鍍工業(yè)園集中回收處理廢水。因此，在未來電鍍行業(yè)發(fā)展中，電鍍工業(yè)園必將成為未來發(fā)展的趨勢。

(4)從源頭治理。研發(fā)和改進電鍍廢水處理技術(shù)，固然可以更有效的處理廢水，但是如果研發(fā)出一些能夠從源頭上遏制電鍍廢水產(chǎn)生的方法和技術(shù)，如：開發(fā)新型電鍍槽，改進和推廣應用各種少污染甚至無污染的電鍍工藝技術(shù)，必將能夠從根本上減少電鍍廢水的產(chǎn)生甚至不產(chǎn)生廢水。

總之，電鍍廢水的治理只有立足于治本，從清潔生產(chǎn)工藝入手，通過建立電鍍工業(yè)園，采用多元組合處理技術(shù)，才能更好的完善治理效果。相信結(jié)合自動控制的多元化組合處理技術(shù)、回收利用廢水及其貴重物質(zhì)在未來將成為電鍍廢水治理發(fā)展的新主流。