摘要:在分析我國電鍍廢水處理現狀的基礎上，結合國家相關政（zhèng）策法規，比較了電鍍廢水處（chù）理的各（gè）種工（gōng）藝流程（chéng），並對未來電鍍廢水處理的發展進行展望，為電鍍行業實現“清潔生產、節能減排”提供（gòng）參（cān）考。

    1·電（diàn）鍍廢水現狀

    隨著國民（mín）經濟的快速發展，我國工業廢水排放量大量增加（jiā），用於處理工業廢水的資金投入也隨之逐年（nián）攀升。2006年我國工業廢水總排放量已（yǐ）接近250億噸，約占總廢水排放量的45%，同時該年我國（guó）用於處理工業廢水的（de）總投資額已近（jìn）150億元人民幣，接近該年全（quán）國總工（gōng）業汙染處理投資額的1/3，這（zhè）給企業和國家帶來（lái）沉重的經濟負擔和環保壓力。因此響（xiǎng）應國家“清潔生（shēng）產（chǎn），節能減排”號召，發展更為先進（jìn）、高效的工業廢水處理技（jì）術（shù）對實現（xiàn）國民經濟的可持續發展（zhǎn）意義重（chóng）大。

    據統計（jì），2006年我國約有電鍍廠15000個，年均電鍍廢水排放量高達（dá）40億t，占總工業廢水排放量的1/6，但其中約有50%的電鍍廢水（shuǐ）未達到國家排放標準。長期以來，我國電鍍企業以大量消耗資源的粗放型經營為特點，與國外相比，我國電鍍行業存（cún）在明顯（xiǎn）差距，據報道國（guó）外電鍍1m2的鍍件（jiàn）平均用水量（liàng）僅為0．08t，而我國的平均用水量為0．82t，是國外的10倍多（duō），每年我（wǒ）國單對含重金屬（shǔ）電鍍廢水的處理費用就高達4億元以上。電鍍廢水水質複雜，涉及到各種重金屬離子和氰化物（wù），有些（xiē）還（hái）含致（zhì）癌、致畸、致（zhì）突變的劇毒物質，對人類危害極大。這些電鍍廢水若未達到排放標準直接進入環境，必定會對生態（tài）環境及人類（lèi）產生（shēng）廣泛而嚴重的危害。另外（wài），回收電鍍廢水中的重（chóng）金屬可以徹底全麵利用資源，極具經濟價（jià）值（zhí）。因此電鍍廢水的治理是（shì）工業廢水治理的重中之重的問題。

    2·國家相關政策

    對於電鍍廢水處（chù）理，國家也（yě）在相（xiàng）關政策、法規上予（yǔ）以支持與鼓勵。《中（zhōng）華人民共和國國（guó）民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》第六篇二十四章第三節提出要加強重金屬汙染治理的決心。電鍍廢水中因含有大量重金屬，所（suǒ）以電（diàn）鍍廢水處理被列為國家十一五規劃的一個重點項目。《中華人民共和國清潔生產促進法》自2003年（nián）1月1日起（qǐ）施行，該法（fǎ）第十九條規（guī）定“企業在進行技術改（gǎi）造過程中，應當對生產過程中產生的廢物、廢水和餘熱等進行（háng）綜合利用（yòng）或者循環（huán）使用（yòng）;並采用能夠達（dá）到國家或者地（dì）方規定的汙染物排放標（biāo）準和汙染物排放總量控製指標的汙染防治技術”，可見，對電鍍廢水的處理和綜合利用也是一（yī）種企業清潔生產的一種體（tǐ）現（xiàn）。另外《中華人民共和國清潔生產促進法》法第三十五（wǔ）條規定“對利用廢物生產產品的和（hé）從廢物中（zhōng）回收原（yuán）料的，稅務機關按照國家有關規定，減征或者免征增值稅”，可見電鍍廢水的處理是國家獎勵扶持的項目，若能提出一種有效地處理電鍍廢水的（de）工藝，必然會得到國家的大力支持及廣（guǎng）泛推廣。

    國家發改委和（hé）國（guó）家環保總局於2005年5月編（biān）製《電鍍行業清潔生產評價指（zhǐ）標體係》，該法規定企（qǐ）業用指標體係檢查衡量本（běn）身清潔生產（chǎn）水平，使從事相關管理活動的部門依（yī）據本指標體係審核企業的清潔生產。當前電鍍行業的主要（yào）環境問題是水汙染，指標（biāo）體係中廢水處理占據（jù）很大比重，因此對電鍍（dù）廢水進行處理和綜（zōng）合利用，是一種（zhǒng）非常必（bì）要的執法（fǎ）活（huó）動。國（guó）家環境保護總局科技標準司於2005年7月開始著手編製電鍍行（háng）業汙染物排放標準（zhǔn），並規定2008年起使用國標GB21900－2008對電鍍行業廢水（shuǐ）排（pái）放進行標準限值。

    3·電鍍廢水（shuǐ）處理方法

    目前，我國處理電鍍廢水常用的方法有:化學法、生物法、物化法和電化學法四種。其中化學法包括:沉澱法、氧化法、還原法、中和法和氣浮法;生物法包括:生物絮凝法、生物吸附法和生物化學法;物（wù）化法包括離子交換法、膜分離法（fǎ）、吸附（fù）法和蒸發（fā）濃縮法;電化學法包（bāo）括原電池法、電滲析法、電凝聚氣浮法、電化學氧化法和電化學還原法（fǎ）。本文對這些處理電鍍廢水的（de）方法進行總（zǒng）結，並對它們進行分析比較。

    3．1 化學法

    化學法是依靠氧化還原反應或中和沉澱反應將有毒有害的（de）物質分解為無毒無害的物質，或者直接將重金屬經沉澱或氣浮從廢水中除去（qù）。

    (1)沉澱法。向電鍍廢水中（zhōng）投加沉澱劑，使之與廢水中欲去除（chú）的汙（wū）染物發（fā）生直接的化學反應（yīng），形成難溶的固（gù）體（tǐ）物而分離去除，一（yī）般化學沉澱法處理廢水的缺點是（shì）達不到深度處理的（de）效果，須配合（hé）使用其它各種高分子絮凝劑等。

    (2)氧化法。通過投加氧化劑，將電鍍廢水中有毒物質氧化為無毒或低（dī）毒物，主要用於處理廢水中的（de）CN－、S2－、Fe2+、Mn2+等低價態（tài）離子及造成色（sè）度、味、嗅、的各種有機物以及致病微生物。

    (3)還（hái）原法。通過投加還原劑，將電鍍廢水中（zhōng）有（yǒu）毒物質還原為無毒或低毒物（wù），主要用於（yú）處理廢水（shuǐ）中Cr6+和Hg2+等高價態重（chóng）金屬離子。

    (4)中和法。通過酸堿中和反應，調節電（diàn）鍍廢水的酸堿（jiǎn）度，使其呈中性或接近中性或適（shì）宜下步處（chù）理的酸堿度（dù）範圍，主要用來處理電鍍（dù）廠的酸洗廢水。另外用電石渣作（zuò）為（wéi）中和劑處理酸廢水有較好的（de）效果，可以達到“以廢治廢”的目的。

    (5)氣浮法。氣浮法的（de）原理（lǐ）是利用壓力容器工作水驟然減壓釋放的大量微氣泡，與電鍍廢水初步（bù）處理產生的凝聚狀物黏附在一起，使其比重小於水而浮到水麵上成為浮渣排除，從而使廢水得到淨化（huà）。化學法（fǎ）的優點是:投資少、處理裝置簡單、處理成本較（jiào）低、安裝維修及（jí）操作容易。但其缺點是處理效（xiào）率低、出水水質差、處理深度淺、不能回收利用重金屬（shǔ）以及產生汙泥量大。

    3．2 生物法

    利用微生（shēng）物處理電鍍廢水的研究源於20世紀（jì）80年（nián）代。生物法處理的機理在於互生共生的關係，有著化學、物理和（hé）遺傳等（děng）三個層次的相互協作機製。一（yī）些（xiē）微生物代謝產物能使廢水中（zhōng）的重金屬離子改變（biàn）價態，同時微生物菌群本身還有較強的生物（wù）絮凝、靜電吸附作用，能夠（gòu）吸附金（jīn）屬離子，使重金屬經固液分離後進入（rù）菌泥（ní）餅，從而使得廢水達標排放（fàng）或回用。

    (1)生物絮凝法。利用微生物或微生物產生（shēng）的代謝物進行絮凝沉澱。目前，對重（chóng）金屬有（yǒu）絮（xù）凝作用的生物絮凝劑約有十幾個品種，生物絮凝（níng）劑中的氨基和羥基可與Cu2+、Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬離子形成穩定（dìng）的鼇合物而沉澱下來。

    (2)生物（wù）吸附法。利用生物體的化學結構及成分特性來（lái）吸附溶於水中（zhōng）的重金屬離子，再通（tōng）過固液分離而去除金屬離子的方法。

    (3)生物化學法。通過微生（shēng）物處理含重金屬廢水，通過微生物與金屬離子（zǐ）之間發生直接的化學反應，將可溶性離子轉化為不溶性化合（hé）物而去除。生物（wù）法的優點是:選擇性強、吸附容量大、不使用化學藥劑（jì）;處理技術比較簡單、運行費用低，功能菌對金屬（shǔ）離子的富集程度高。另外生物法生成汙泥量少，汙泥中金屬濃度高，二次汙染明（míng）顯減少，而且汙泥（ní）中重金屬易回收，回收率高。但其（qí）缺點是功能菌和廢水中金屬離（lí）子（zǐ）的（de）反應效率並（bìng）不高，且培養菌種（zhǒng）的培養（yǎng）基消耗量較大，造成處理成（chéng）本仍然較高，另外由於生物菌的過量投加，水中的（de）殘餘生物還能繁殖可能還會造成二次水汙染。

    3．3 物化法

    物化法是利用離子交換（huàn）或膜（mó）分離或吸附劑（jì）等方法去除電鍍廢水所含的雜質，其在工業上應用廣泛，通常與其它方法配合使用（yòng）。

    (1)離子交換法。利用離子交換劑分離廢（fèi）水中（zhōng）有（yǒu）害物質的方法，含重金屬廢水通過離子交換劑時，交換器上的離子同水中的金屬離子進行交換，達到去除水中金（jīn）屬離子（zǐ）的目的（de）。在電鍍工業上使用最普遍的（de）是樹脂法，離子交換樹脂處理貴金屬廢水的經濟效益最為顯著。

    (2)膜（mó）分（fèn）離法。利用高分子（zǐ）所具有的（de）選擇性進行物質分離的技術，包括電滲析、反滲透、膜萃取等。

    (3)吸附法。利用吸附劑的獨（dú）特結構去除重金屬離子的一種方法。傳統（tǒng）吸附劑有活性炭、腐植酸、聚（jù）糖樹脂、碴藻土等。

    (4)蒸發濃縮法。對電（diàn）鍍廢水進行蒸發，使重（chóng）金屬廢水得以濃縮，並（bìng）加以回收利用（yòng）的一（yī）種處理方法，一（yī）般（bān）適用於處理（lǐ）含鉻、銅、銀、鎳等含重金屬電鍍廢水。目前，一般（bān）將之作為其它方法的輔助處理手段。物化（huà）法的優點是:管理方（fāng）便、易於實現自動化、分離效（xiào）率高、深度處理效果好、出水（shuǐ）可以回用，在（zài）廢水治理中應用廣（guǎng）泛。但物化法在不同程度都存在著工藝複雜、能耗大、成本高、占（zhàn）地麵積（jī）大、運轉費用高（gāo）、有二次汙染等弊端。

3．4 電化學法

    電化學法處（chù）理廢水應用（yòng）起始於20世紀40年代（dài），但直（zhí）到60年代，隨著電力工業的發（fā）展，電化學法才被真正地用於廢（fèi）水處理過程。電化學方法被稱為電鍍廢水處理的“環境友好”工藝。隨著電極材料的開（kāi）發、反應器的研製以及對傳統電化學（xué）工藝的（de）改進，電化學方法在（zài）電鍍廢水治理領域裏的（de）應用越來（lái）越廣闊。

    (1)原電（diàn）池法。以顆粒炭、煤（méi）渣或（huò）其他導（dǎo）電惰性物質為陰極，鐵（tiě）屑為陽極，廢水中導電電解質起導電（diàn）作（zuò）用構成原電（diàn）池，通過原電池反（fǎn）應來達到處理廢水目的（de）。

    (2)電滲析（xī）法。電滲析技術是膜分離技（jì）術的一種，它是將陰、陽離子交換膜交替（tì）地排列於正負電極之間，並用特製的（de）隔板將其隔開，在電場作用下以電位差為推動力，利用離子交換膜的選擇透過性，把電解（jiě）質從溶液中分離出來，從而實現（xiàn）電鍍廢水（shuǐ）的濃縮、淡化、精製和提純。

    (3)電凝聚氣浮法。采用可溶性陽極(Fe、Al等)材料，生（shēng）成Fe2+、Fe3+、Al3+等大量陽（yáng）離子，通（tōng）過絮凝生成Fe(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3等沉澱物，以去除水中（zhōng）的汙染物。同時，陰極上產生大量的H2微氣泡，陽極上產（chǎn）生大量的O2微氣泡，以這（zhè）些（xiē）氣泡作為氣浮載體，與絮凝汙物（wù）一起上（shàng）浮。大（dà）量（liàng）絮體在（zài）豐富的微（wēi）氣泡攜帶下迅速上（shàng）浮，達到淨化水質的目的。

    (4)電化學氧化法。利用陽極（jí）的高電位和有催化（huà）活性的陽極電（diàn）極（jí）反應產生的具有強氧化（huà）能（néng）力的活性自由基（jī）來氧化降解電鍍廢水中有機物的一種氧化方法。

    (5)電（diàn）化學還原（yuán）法通過陰極發生還原反應而去除汙染（rǎn）物的方（fāng）法。可分為兩類，一類是直接還原，即汙染物直接在（zài）陰極上得到電子而（ér）發生還原;另一類是非直接還原，是利用（yòng）陰極的還原（yuán）物來（lái）降解汙（wū）染（rǎn）物。電化學法的優點（diǎn）是:(1)不需要另外添加氧化（huà）還原試劑，避免由於外加藥劑而引起的二次汙染;(2)反應速度快，產泥量少，出水水質穩（wěn）定，易（yì）實現自（zì）動（dòng）化操作;(3)處理時間短，設備容積小，占地麵積少;(4)可同（tóng）時回收有價值金（jīn）屬（shǔ）和去除有機物;

    (5)兼具氣浮、絮凝、殺菌作用。缺點是:耗電量高、電極板消耗大、處理成本高;低濃度時電流效率低、電位窗口不夠寬;電（diàn）極（jí）腐蝕、鈍化以及失活，易發生濃差極化而產生結垢;沉澱（diàn）的氫（qīng）氧化物組成並不穩定，有重被溶解的可能，可能（néng）會引起二次汙（wū）染。

    4·展望

    麵對日益嚴重的（de）環境汙染問（wèn）題，作為（wéi）當今我國三大汙染工業（yè）之一的電鍍行業，企業（yè）隻有實施清潔生產、節能減排，才能應對越來越大的環（huán）境壓力，從而實現企業（yè）的可持續發展。當前電鍍行業的主要環境問題是電鍍廢水汙染，所（suǒ）以（yǐ）隻有先解決好電鍍廢水處理問題，電鍍企業才能提高自身市場競爭（zhēng）力，創造（zào）更多（duō）市場利潤，同時承擔企業應盡的社會責任。未來電鍍廢水處理的發展將著重以下四個方向:

    (1)一體化技術是（shì）未來電鍍廢水處理技術的熱點。電鍍廢水因企業和工藝的差異，僅使（shǐ）用一種廢水處（chù）理方法往往有（yǒu）其局限性，達（dá）不到（dào）理想的（de）效果。隻有根據電鍍（dù）廢水的成分，應（yīng）用多種處理技術的一體化技術，才能達到理想效果，同時根據係統工程原則，合理安排好每種處理（lǐ）技術之間（jiān）的銜接。

    (2)零排放技（jì）術必將是未來（lái）電鍍（dù）廢水處理技術發（fā）展的方向。電鍍廢水是放錯位置的資源，實施循環經濟、推行清潔生產，提高電鍍物質、資源的轉化率和循環利用率，從源頭上實現綠色電鍍技術，同時進行全過程控製，結合廢（fèi）水（shuǐ）綜（zōng）合治理，使得電（diàn）鍍廢水經（jīng）處理後循環到電鍍工藝流程中（zhōng）重（chóng）新（xīn）利用，從而不向周圍環（huán）境排放（fàng）電鍍廢水（shuǐ），最終實現電鍍廢水零排放。

    (3)集（jí）中化也是（shì）未來電鍍廢水處理發展（zhǎn）的一個趨勢。目前我國的電鍍企業點多（duō）麵廣，年電鍍量超過100萬m2的大型企業不足600家，電鍍企業產生的濃電鍍廢水相對（duì）較少，而且（qiě）較（jiào）為分散，若（ruò）每（měi）個電鍍廠都建立（lì）達標的廢水處理（lǐ）設備，必將給中小型電鍍廠沉重的經濟負擔。從經濟和環保的角度（dù）來看，可以考慮一個城市或一個地區集中（zhōng）回收，建立區域性的電鍍廢水的處理中（zhōng）心（xīn）(類似城（chéng）市汙水處（chù）理廠)，以降低電（diàn）鍍廢水（shuǐ）處理的單位費用。

    (4)電化學法是未來電鍍（dù）廢水處理技術中的主力軍，其最終發展的方（fāng）向是價廉、高效、易操作。未來對電化學法的發展將著重三個方麵的研（yán）究:①開發廉價、高效的（de）電極，如采用非（fēi）稀（xī）貴（guì）金屬電極材（cái）料並應（yīng）用圓柱形電極（jí）或（huò）立體（tǐ）電極刷;②設計新型的電解槽，如流化床或多級串（chuàn）聯電極裝置;③推廣脈衝電源在（zài）電化學法中的應用，完善脈衝電解技術（shù），從而突破傳統電化學法能耗較大的局限性，有效地降（jiàng）低能耗，大幅度提高電鍍廢水（shuǐ）的處理效率。

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