【关键词】：电镀废水；重金属；处理技术
引言
电镀作为全球三大污染工业之一，其生产过程产生的废水中可能含有铬、镍、铜、镉、锌等重金属，其对环境的危害较大。因此，电镀废水的处理迫在眉睫。
1、电镀废水危害环境问题的因素
电镀工业发展中极易产生各类含有害有毒的废水物质，这些物质的形成严重污染整个生态环境。当前在航空航天工业、电子电器工业以及汽车工业、建筑装饰等各个领域发展中电镀电技术得到了越来越为广泛的应用。可以说蓬勃发展的电镀行为祖国经济发展做出了巨大的贡献。然而其居高不下的废水排放问题也是不可忽视的问题，这己经成为全球最为严重的污染行业了。数据显示当前国内一共有1.5万家电镀工厂，年均排放40亿m3废水，其中至少有一半污水未达到国家排放标准。特别是其中的含铜、六价铬等塑料电镀Cu/Ni/Cr废水的毒性十分大，会给环境造成巨大的污染。假设未能有效去除电镀废水中的重金属，而是直接排放，那么这些污染物必然会随着土壤、水体、大气继而进入动植物，包括人类体内，将造成无法估计的危害。
2、电镀废水中重金属处理技术
2.1化学沉淀法
本操作方法的原理是转化重金属离子，使废水中出现不可溶于水的重金属化合物。其操作方法是将石灰、NaOH等药剂加入废水之中，通过这样的方式使碱氢氧根离子与金属离子形成化学反应，产生水的氢氧化物，之后通过分离水分、
氢氧化物，即可实现去除重金属离子。
2.2电催化氧化法
电催化氧化法是通过阳极或其产生的活性基团来氧化有机物，同时在阴极还原沉积废水中的重金属离子。电催化氧化中电极对处理效果具有极大的影响，因此电极的选择非常重要。电极材料主要有金属电极、碳素电极、金属氧化物电极和非金属化合物电极。专利201710288557.3公开了一种三维碳基金属氧化物电催化电极的制备方法，制备出的三维碳基金属氧化物电催化电极具有化学性质稳定、比表面积大、表面活性位点多的优点，能有效提高废水降解效率，同时大幅降低能耗。除了重金属污染以外，有机物污染也是限制电镀废水处理的重要原因。有学者对电催化氧化去除其中的有机物进行了研究。叶宽伟采用电催化氧化法对电镀废水中有机污染物进行了中试研究，研究发现，当原水pH值为中性，电流密度为100A/m2下，处理3h，对COD的去除效果最好，且在一定范围内随着电流密度和处理时间的增加而增加。
除了对电极材料进行研究以外，也有对反应器的结构优化以及与其他技术的联用进行了研究。南京神克隆科技有限公司研发了由双催化与双氧化组成的联合工艺SKL-三相催化氧化深度水处理技术，利用投加的各种催化剂电极，组成多维电源催化系统，液相传质效率高，大大提高了电流效率、污水处理效率和有机物降解效果，同时对高、低浓度的废水均有良好的适应性，具有氧化还原—催化氧化—催化缩合多功能作用。
2.3腐蚀电池法
在电镀废水中含有较为严重的铬离子、氰离子的情况下往往结合电化学的腐蚀原理，即腐蚀电池法进行处理。通过焦炭一铁屑法等铁屑处理电镀含铬废水，由于其中的阳极碳具有强大的吸附能力，催化作用，能够有效的将重金属离子变成易于沉降、密度大、颗粒粗的絮状产物，该法在实际操作中的处理效果佳。但是由于此法需要较长的处理时间，所以在处理过程中极易形成大量的铁屑，不利于形成较佳的处理效果。
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2.4反渗透法
反渗透法属于典型的浓缩分离技术，该技术是基于半透膜高压过滤的条件下进行的。当前己经形成了很多关于利用此法处理重金属废水的研究。在处理电镀废水中比如镀锌、镀镍、镀铜等均得到普遍性的应用。本法属于物理操作，在实际运用中会形成综合利用或部分浓缩液以及可用于漂洗的稀液。选择半透膜是进行该法操作的关键环节之所在。在选择半透膜时应注意选择透水性好、选择性佳的。另外有必要提高反渗透膜的强度、使用寿命，另外由于膜去除离子的效率存在差异性，所以漂洗槽在长期运行中极有可能累积大量杂质离子的情况。
2.5离子交换法
通过离子交换树脂及各类材料合成离子交换剂置换重金属离子，实现纯化处理。当前离子交换技术工业领域处理废水方面得到普遍性应用。成为一种最有效的回收金属离子、处理电镀废水的方法。离子交换设备具有利用树脂吸附电镀废水中的金属离子的作用，同时清洗电镀槽回收利用己经处理过的废水，继而实现重复使用的目的。
离子交换回收电镀废水主要包含如下关键性技术：
①离子交换树脂的选择，宜选择交换容量大、吸附选择性佳，同时可实现大容量交换的。
②应以符合生产需要回用水质；
③金属再生技术佳；
④易于操作，开发成本低；
⑤在处理废水的整个过程中均不会产生新的污染物。依托该技术只需要投入很少的成本即可实现较高的水回用率（70%），回收金属镍（90%）同时可相应的降低用水成本及处理废水的成本。如果废水中含有铬等金属物质，那么可分别使用阴离子交换树脂、阳离子交换树脂去除Cr（Ⅳ）、CP（Ⅲ）、Fe2+、Cu2+等离子。废水回用处理过程中不会引起新的污染物种类。
2.6电浮选法
电浮选是通过水电解产生的氢气和氧气等微小气泡对水体中的污染物进行粘附形成浮选体去除，在重金属的去除中有广泛的应用，但其浮选效率易受到浮选时间、pH值、电流密度、极板间距等因素的影响。Belkacem使用含铝电极的电浮选方法来处理重金属污水，其去除效果均达到了99%，并得到了铁、镍、铜、锌、铅和镉的最佳优化参数。魏杰等对电浮选法处理含100mg/L左右的Fe2+，Co2+，Ni2+的电镀废水进行了研究，发现可将Fe2+处理至0.04mg/L，将Co2+和Ni2+降至0.01mg/L。梁迎春等对电浮选方法处理含镍废水的机理进行了研究，认为电解产生的微小气泡不仅参与了浮选过程，将颗粒物带到水面，而且还参与了胶体颗粒形成的絮凝过程，增强了絮凝效果，使净化效果更佳，为重金属废水的净化提供了理论依据。
2.7电沉积法
电沉积是一个不存在残余物的“清洁”技术，通常用于回收废水中的重金属。Oztekin等发现在合适的条件下，电沉积是回收金属的一个有效方法，他们研究了从含有EDTA、柠檬酸和次氮基三乙酸的混合液中回收重金属，结果表明，可以回收90%的金属铜，其他金属则最低回收40%。苏赛赛等采用三维电沉积法处理含锌废水，并对电流、极板间距、碳水比、电解时间等影响因素进行了研究。发现以上各因素对三维电沉积处理含锌废水具有显著影响，并得到最优电沉积条件，即0.6A电流、40mm极板间距、1∶1的碳水比和60min电沉积时间。专利201410233711.3公开了一种从高浓度含铜含氰废液中同时回收铜和氰化物的处理方法，其特征在于采用电沉积方法，通过添加亚硫酸盐等抑制剂抑制氰化物在阳极的氧化分解，从而实现氰化物的回收；在阴极上则可获得铜及其合金，实现废水中铜、锌等有价元素的回收。处理后的废水可返回氰化浸出流程，对金、银的浸出无影响。
结语
国家对环保产业的要求越来越严，电镀企业必须重视环保生产，推出绿色节能技术，这就要求对电镀废水处理技术必须有更加深入的研究。
参考文献
[1]王天行，刘晓东，喻学敏.电镀废水处理技术研究现状及评述[J].电镀与涂饰，2017，36（9）：493-500.
[2]胡敬平楚鑫鹏，武龙胜，等.一种三维碳基金属氧化物电催化电极的制备方法：中国，201710288557.3[P].2017-04-27.
[3]陈君丽.铁板电絮凝联合活性炭吸附处理含铬电镀废水的研究[J].电镀与环保，2018，38（2）59-61.
论文作者:王建春,王雪华
论文发表刊物:《科学与技术》2019年17期
论文发表时间:2020/1/15
标签：废水论文; 重金属论文; 电极论文; 离子论文; 水中论文; 金属论文; 技术论文; 《科学与技术》2019年17期论文;