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电镀废水

上海应用技术学院

研究生课程（论文类）试卷

20/20学年第学期

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课程（论文）评分依据（必填）：

1.论文结构规范，检索的文献资料经认真的综合分析整理，选材精简得当，条理清晰，语言流畅，版面整洁美观。

得分为90-100分。

2.论文结构较规范，检索的文献资料经分析整理，材料组织得当，条理清晰，语言流畅。

得分为80-89分。

3.论文结构基本规范，内容有小问题，检索的文献资料经一般性分类整理，条理较清晰，得分为70-79分。

4.论文结构基本规范，内容未经认真整理，一般性罗列所检索的文献资料。

得分为60-69分。

5.达不到上述第4点要求的论文，得分为0-59分。

任课教师签字：

日期：

年月日

论文题目：

电镀废水处理一般方法简述

内容：

摘要：

镀是利用化学和电化学方法在金属或在其它材料表面镀上各种金属。

电镀技术广泛应用于机器制造、轻工、电子等行业。

电镀废水的成分非常复杂，除含氰（CN-）废水和酸碱废水外，重金属废水是电镀业潜在危害性极大的废水类别。

根据重金属废水中所含重金属元素进行分类，一般可以分为含铬（Cr）废水、含镍（Ni）废水、含镉（Cd）废水、含铜（Cu）废水、含锌（Zn）废水、含金（Au）废水、含银（Ag）废水等。

电镀废水的治理在国内外普遍受到重视，研制出多种治理技术，通过将有毒治理为无毒、有害转化为无害、回收贵重金属、水循环使用等措施消除和减少重金属的排放量。

本文着重从运行成本和效率问题出发，采用生化法+破络合法处理电镀废水，日处理量2000m3/d，出水水质达到国家污水综合排放一级标准，即GB8978—1996。

关键词：

电镀废水、治理、一级标准、生化法+破络合法

一、电镀废水污染现状

电镀废水的成分非常复杂，除含氰（CN—）废水和酸碱废水外，重金属废水是电镀业潜在危害性极大的废水类别。

根据重金属废水中所含重金属元素进行分类，一般可以分为含铬（Cr）废水、含镍（Ni）废水、含镉（Cd）废水、含铜（Cu）废水、含锌（Zn）废水、含金（Au）废水、含银（Ag）废水等。

电镀废水的治理在国内外普遍受到重视，研制出多种治理技术，通过将有毒治理为无毒、有害转化为无害、回收贵重金属、水循环使用等措施消除和减少重金属的排放量。

随着电镀工业的快速发展和环保要求的日益提高，目前，电镀废水治理已开始进入清洁生产工艺、总量控制和循环经济整合阶段，资源回收利用和闭路循环是发展的主流方

　国内电镀废水的治理工作在起步阶段，普遍存在电镀厂点多而分散、布局不合理、生产技术落后等现象，且处理废水仅限于铬、氰两种，废水处理率极低。

随着电镀工艺的不断改革和废水治理技术的不断发展，八十年代以来，废水治理的镀种有所增加，处理方法也从单项治理技术向综合治理技术发展，电镀废水治理向社会化、设备化、系列化发展越来越成为人们的共识和努力的方向。

但由于种种因素所限，国内目前依然主要遵循谁污染谁治理的原则，与国际上一些技术发达国家各种形式的社会化、专业化治理相比还有一定差距。

　　随着改革开放的不断深入，以及国内外信息交流的不断加强，业内人士充分注意技术发展的动态，开阔思路，增进共识，天津经济技术开发区电镀废水处理中心正是在这种形势下应运而生，开发区从电镀厂点的规划和布局着手，结合自身条件和国内外技术优势，不惜财力物力建此项目，以达到控制和治理污染的目的，并满足开发区经济可持续发展的需要。

目前，电镀废水处理中心已完成设备调试和清水试运行，并受到区内相关企业的广泛关注。

对于有电镀生产工艺的企业，按照国家有关规定，必须对其产生的废水进行污染治理，且电镀废水处理技术及管理专业性较强，各企业都必须为此投入人力物力进行可靠的专项治理，在一定程度上给企业带来了业主产品以外的生产负担，而且分散于各企业的废水处理设备由于投资高，开机率不足等原因，也造成社会资源的严重浪费，特别是处理工艺技术水平的参差不齐及运行管理人员的素质差异，也给相关部门造成管理方面的难度，将电镀废水集中处理，可以克服上述弊端，变分散处理为集中处理，并由此产生了新的社会服务类型，成为今后环保或污染治理发展的新趋势。

　　电镀废水的社会化治理已逐渐成为社会共识，是提高治理效益、降低投资和运行耗费的重要潜在因素。

组建电镀废水处理中心，与各企业分散建立电镀废水处理车间、就地处理电镀废水相比，可以减少治理总投资30-50%，提高废水处理设备利用率，便于能源和资源的有效回收，变单纯污染治理为综合利用，使投资发挥最大效益，处理后的废水部分回用，既有利于节约用水，又可极大减轻对开发区污水处理厂出水进一步深度处理及污泥综合利用的压力和对环境的污染。

二、电镀工艺、废水来源及水质

电镀工艺是将金属通过电解方法镀到制品表面的过程，常用的镀种有镀镍、镀铜、镀铬、镀锌、镀镉、镀铅、镀银、镀锡、镀金。

废水主要来源：

1、镀件清洗水。

占80%左右。

2、镀液过滤冲洗水和废镀液。

3、电镀车间“跑、冒、滴、漏”排放的废液。

电镀废水的危害：

    电镀废水就其总量来说，比如造纸、印染、化工、等行业的水量小，污染面窄，但由于电镀厂点分布广，废水中所含高毒物质的种类多，其危害性是很大的。

未经处理达标的电镀废水排入河道、池塘，渗入地下，不但会危害环境，而且会污染饮用水和工业用水。

电镀废水中含有铬锌、铜、镉，铅、镍等重金属离子以及酸、碱氰化物等具有很大毒性的杂物。

有的还属于致癌和致畸变的剧毒物质．因此必须认真地加以处理．以免对人们造成危害。

三、电镀废水工艺选择

1．化学法

目前应用电镀废水处理多为化学法，其技术成熟，材料易得。

但化学法分水要求高，运行成本高，出水电导率高，污泥量多，络合态重金属去除能力低等缺陷。

一旦分水不清，电镀工艺复杂，络合态重金属含量较高时即会运行超标，同时化学法处理电镀废水后电导率很高，无法用一般耐污染RO膜回用（用太多石灰降低电导率将造成膜结石）。

2.生化法

生化法处理电镀废水是具有分水要求低，运行成本低，出水电导率低，污泥少等特点，但对络合态重金属去除率不高。

3.破络合法

是为治理络合态重金属开发的新技术，已广泛应用于线路板络合态重金属废水治理，但单独应用于电镀废水治理存在交换量太大，破络合填料消耗太快，去除率有限，容易堵塞等问题。

4.铁氧体法

铁氧体技术是根据生产铁氧体的原理发展起来的。

在含Cr废水中加入过量的FeSO4，使Cr6+还原成Cr3+,Fe2+氧化成Fe3+，调节pH值至8左右，使Fe离子和Cr离子产生氢氧化物沉淀。

通入空气搅拌并加入氢氧化物不断反应，形成铬铁氧体。

其典型工艺有间歇式和连续式。

铁氧体法形成的污泥化学稳定性高，易于固液分离和脱水。

铁氧体法除能处理含Cr废水外，特别适用于含重金属离子的电镀混合废水。

我国应用铁氧体法已经有几十年历史，处理后的废水能达到排放标准，在国内电镀工业中应用较多。

铁氧体法具有设备简单、投资少、操作简便、不产生二次污染等优点。

但在形成铁氧体过程中需要加热（约70摄氏度），能耗较高，处理后盐度高，而且有不能处理含Hg和络合物废水的缺点。

5、电解法

电解法处理含Cr废水在我国已经有二十多年的历史，具有去除率高、无二次污染所沉淀的重金属可回收利用等优点。

大约有30多种废水溶液中的金属离子可进行电沉积。

电解法是一种比较成熟的处理技术，能减少污泥的生成量，且能回收Cu、Ag、Cd等金属，已应用于废水的治理。

不过电解法成本比较高，一般经浓缩后再电解经济效益较好。

近年来，电解法迅速发展，并对铁屑内电解进行了深入研究，利用铁屑内电解原理研制的动态废水处理装置对重金属离子有很好的去除效果。

另外，高压脉冲电凝系统（HighVoltageElectrocagulationSystem）为当今世界新一代电化学水处理装备，对表面处理、涂装废水以及电镀混合废水中的Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、CN-等污染物有显著的治理效果。

高压脉冲电凝法比传统电解法电流效率提高20%—30%；电解时间缩短30%—40%；节省电能达到30%—40%；污泥产生量少；对重金属去除率可达96%一99%[3]。

六、CZB矿物法处理电镀废水

3.1CZB矿物法的概念

　CZB矿物法是采用以纯天然矿物为原料，经过一定特殊工艺该性加工生产而成的专利产品NMSTA天然矿物污水治理和矿粉CC，在再辅加某些助剂对电镀废水进行混合处理的一种方法。

3.2CZB矿物法的主要作用机理

由于该方法主要采用的是纯天然的矿物为主体原料，其所具有的特性有离子交换性、吸附性、化学转化性、催化性等。

　3.3CZB矿物法的主要优势

　　1、彻底改变长期以来分流处理的传统工艺，把鉻水、氰水、综合水等混合起来进行处理，纠正了分流处理所存在的某些严重错误，弥补了传统工艺所存在的弊端。

2、经一段处理即可完全解决问题，改变了传统的两段处理模式。

3、由于上述两点，污水处理的工程装置大大简化，基建投资和工程建设时间大幅度减少。

4、传统的处理方法，从理论上分析是不可能达标的，大量的实践也证明了该工艺的确不能达到排放标准。

若用矿物法处理电镀废水，从原理和实用上都表明了可以稳定地达标排放。

5、传统工艺处理电镀废水的药剂费用，主要被用于烧碱中和酸水，一般情况处理一吨

　3.4.流程示意图

四、传统电镀废水处理方法的弊端

　目前电镀废水的处理方法一般采用物化法之分流—综合两段处理。

前段处理多分三支水：

铬水、氰水和综合水（铜镍锌水）。

铬水用还原剂使之变价还原，氰水用两级氧化破氰，铜镍锌水直接与前两股水汇合而成为综合水。

后段处理综合水，基本上是用碱（烧碱或石灰）、聚合氯化铝（PAC）和有机絮凝剂（PAM），具体操作是：

把综合水的pH值提到10~13，碱浓度大而迫使碱与重金属的反应向生成氢氧化物的方向进行。

由于pH>9,排放口又得用酸中和使pH值降到9以下。

上述乃传统的处理工艺，存在许多严重的理论与实践上的错误：

1、前处理三支污水的划分，不符合生产实际，因为不论那支水中都是你中有我、我中有你，只不过是铬水以铬为主、氰水以氰为主、铜镍锌三合水以3元素居多。

这些实际情况，我们是在废水处理的实践中发现的，几乎所有企业的电镀废水都是如此。

我们询问过电镀厂的有关人员，其实他们能把这一现象的成因说得非常清楚，奇怪的是污水管理部门竟把分流—综合两段处理作为不能违反的规范性模式。

由于第二段处理的污水中各种污染物都存在，怎么可能用简单的处理药剂和方法就可使终端水达标排放呢？

2、许多专门论述中都会提到，氰水要分开处理是因为氰在酸液中会生成毒性极强的HCN（氰酸），它的挥发势必造成人的中毒。

这在理论上是成立的，确实要十分注意。

不过，我们发现多数氰水本身就是pH<6的液体,如果要挥发就可能在车间,而不会流到污水池再挥发。

再说氰酸本身是液体，只不过是挥发温度低（26℃），那么外界温度<26℃时就不存在挥发问题了

3、人工强制以超碱使重金属生成氢氧化物沉淀在污泥中，这有不科学之处：

（1）从化学反应原理上说，勿论在什么样的酸碱度条件下，都有个反应平衡，也就是说永远都不可达到水中不存在一定数量的重金属。

（2）不同的重金属形成氢氧化物的最佳酸碱度（pH值）不尽相同，对某种重金属最适合的pH值范围，对另一些金属可能已是重新溶解的pH值条件。

（3）由于二段处理是超碱除重金，最后的排放水也必然超碱，这就势必要在排放口向水中加酸，以求pH值达到排放标准。

加酸的结果，那些尚未沉淀的微细的氢氧化物迅速发生分解，重金属又回到水中。

4、由于分流—汇合两道污水处理，工程装置自然就比较复杂，从而造成工程建设投资大、时间长。

五、电镀废水生化法+破络法处理工艺简介

从运行成本的节约和处理效果的好坏方面考虑,选择了生化法+破络合法，生化法加破络合法处理后的电镀废水重金属去除率极高，又有吸附及去除部分盐分的能力，降低了COD及电导率.采用分水方式大大的节约了成本,并且能够很好的去除电镀废水中的重金属离子.

5.1工艺原理

生化法治理电镀废水的关键物质是微生物功能菌————BM菌。

BM菌是复合生物菌形成的菌胶团，在形成过程中由于菌体等电点的关系，使菌胶团表面带负电，可在菌胶团周围相当大的范围内形成负场，捕集重金属阳离子。

并因重金属离子性质的不同而发生不同的反应：

氧化还原反应：

4［BM］—+2Cu2+→2[BM]Cu↓+[BM—BM]

12［BM］-+Cr2O7+14H+→2[BM]3Cr↓+[BM—BM]3

BM菌可与Cu2+、Fe3+、Cr（VI）发生氧化还原反应，并与生成的Cu2+、Fe3+、Cr+生成溶解度低的螯合物。

螯合反应：

2[BM]_+Ni2+→2[BM]Ni

能进行螯合反应的离子有：

Zn2+、Ni2+、Cr3+、Fe2+、Cd2+、Pb2+等。

通过上述两中反应，将废水中的重金属离子富集于功能菌的表面。

由于功能菌良好的沉降性能，功能菌沉降与水分离，使电镀废水净化达标排放，重金属离子富集回收。

BM菌独特的生化反应形式及其固有的特殊性，使多种重金属离子的去除不存在相互干扰。

而在一般的化学方法中，Cr（OH）3与Ni（OH）2因沉淀与返溶的范围处在交叉而互相干扰，PH＞9时Ni才能沉淀，而此时Cr（OH）3又返溶于水中。

由于功能菌对PH的缓冲作用，使完全反应后电镀废水的PH值一般都保持在6—7之间，这是生化法治理电镀废水成本低的奥妙所在。

随着电镀技术的日新月异，越来越多的复杂助剂应用于电镀生产，以提高电镀件品质。

这些复杂物质（如柠檬酸等各式有机酸）与Cu2+、Ni2+等重金属络合能力强，化学法、生物法均不能达标去除。

另外企业在实际操作过程中难免混水，也影响达标率。

因此在镀种复杂，电镀生产线较多有复杂络合物出现或有混水的可能情况下，需采用破络合技术，去除生化反应不能去除的络合态重金属及少量的氰化物，以确保在低成本运行下稳定达标。

破络合法的核心是破络合材料，有数种难溶固态物组成。

它利用自身组分间的电位差提供电化学反应能源，不必外加电源，电化学反应照样进行。

在破络合填料形成的电场中，发生电沉积反应，金属离子在阴级被还原成金属而去除。

Cu2++2e→Cu↓Ni2++2e→Ni↓

Cr6++3e→Cr3+

5.2工艺特点

1）生化反应能在酸性环境（PH＜1—6）去除Cr（VI）、Cu2+等绝大多部分重金666属，进水PH＜1至PH=6（［CrO42+］在一定范围内）都可直接反应（酸度与Cr6+浓度成正比，反应后PH在6—7之间；

2）破络合法不耗电、不用药，是高效快速的破络合废水处理技术。

破络合法产生的污泥量小，仅为化学法污泥量的1/3—1/10；

3）分水要求低，由于生化法与化学法机理不同，产物不同，所以工艺控制的条件也不同。

可同时去除同时反应完成；

4）生化法中多种重金属离子，无相互干扰。

除了含氰废水需要先破氰以外，其他废水可混合进入处理系统，使废水中能相互反应的物质互相反应，以废治废，降低运行成本；

5）生化反应池内均能保持一定的功能菌浓度，继承了生化工艺耐冲击负荷的优点，对水量、进水浓度和PH的波动具有很强的适应能力；

6）由于有效降低了酸碱用量和药剂投加量，出水电导率大幅度下降，使运用安全廉价的回用工艺成为可能；

7）本方案创造性的将生化法与破络合法结合应用，避免了两者的不足，最大限度发挥了各自的优势。

当出现复杂情况时，能确保低成本运行下的达标运作；

8）操作维护管理方便，设备运行稳定，维护费用低。

5.3工艺流程说明

分水方式根据车间的分布现状，电镀废水的水质、水量情况，依据生化法处理电镀废水分水要求简单的特点，最大限度地降低污泥量和运行成本，设计只要求将含氰废水与不含氰废水分开处理，即只要求生产车间将含氰废水分开单独排放，其他各种电镀废水混合排放（注：

退镍用防染盐及滚镀用檫子脂粉需单独处理，电镀及退镀废液回收提炼重金属。

含氰废水：

红铜、青铜、碱铜水洗及有氰电镀手动生产线之地面冲洗废水。

综合废水：

含铬钝化水、镀铬水洗水、镀镍水洗水、化学镍水洗水、镀锌水洗水、

酸铜水洗水、焦铜水洗水、粗化水洗水、活化水洗水、酸碱废水等。

注：

分水是低成本运行达标的关键，如含氰废水中混入酸洗废水或含镍废水，因镍及铁络合能力强于铜十倍，破氰投药量也增加数倍，综合废水中混有太多氰也需要在反应过程中投入强螯合剂或加入破氰药剂，才能保证达标运行，这样将导致运行成本大副上升，增加处理费用。

工艺流程

含氰废水有车间自流到氰集水池均质均量后由泵（控制流量）打入一级氧化反应池，投加药剂漂白粉将CN-氧化为CNO-，进入二级氧化池。

在二级氧化池内加酸并投加漂白粉将CNO-进一步氧化为CO2和N2。

加药量的大小全部由PH/ORP仪表自动控制完成，二次破氰后混合液自流进入综合集水池。

水先由车间流到电镀废水池，在池中混合达到均质均量，在由泵提升到PH调节池，根据Cr6+浓度调整PH至相应酸度好在生化反应池内生物菌同含有重金属离子的废水混合后，通过其还原、吸附、絮凝、包藏、络合和螯合作用，将Cr6+还原成Cr3+形成相应沉淀物而去除，废水自流入破络塔停留60分钟，去除络合态重金属离子后自流入曝气池、快混池。

慢混池进一步混凝去除，最后进入斜管沉淀池进行泥水分离，沉淀池上清夜进入砂率池进一步去初微小悬浮物，砂率池上清夜达标排放。

来自斜管沉淀池的沉淀污泥通过静压排入污泥浓缩池。

污泥浓缩池的污泥经浓缩后上清夜回综合集水池从新处理，浓缩后的污泥打入板框压滤机进行脱水处理，干泥定期外运处置。

5.4优点

采用生化法加破络合法处理法处理该厂的电镀废水，从技术、经济上是可行的。

同传统的化学法、电解法和离子交换法相比，生化法处理电镀废水有十分明显的经济效益，环境效益和社会效益。

1.运行成本低

于功能菌生长易被控制，生产速度快，其生长使用的营养物质价格低廉，又可用处理后的废水培菌。

因此微生物功能菌成本低，破络合填料一般运行三个月至半年加补一次，补加量为总量的10—15%。

2.低成本实现废水回用

破络合法处理后的电镀废水重金属去除率极高，又有吸附及去除部分盐分的能力，降低了COD及电导率。

经砂滤+多介质过滤+超滤+反渗透后可实现60%—80%回用，节省大笔用水开支，减少今后企业排污费支出，节省了宝贵的水资源，为达到未来的环保法创造了条件。

目前设计建造的几套生化法加破络合法电镀废水处理及回用装置废水处理后电导率﹤2000s/cm,一级反渗透出水电导率50s/cm,左右，无杂质、细菌，病毒，水质优于自来水二级反渗透出水电导率﹤3s/cm，一次反渗透回用率60%，二次反渗透回用率80%，回用水全寿命运行成本﹤3元/m3,减去回用水价值为﹤1元/m3（水价以2元/m3计算），渣量少，无二次污染。

3、微生物功能菌将电镀废水中的重金属离子通过吸附、絮凝、包藏、鳌合和络合作用形成的粒状沉降物，其渣量只相当于化学法的1/3-1/10，处理后的污泥由于重金属离子含量高，有专门的公司高价收购，能将重金属回收成化工原料，经提取后的污染，其重金属的残存量均达到国家农用污染标准，从而避免二次污染。

4、设备寿命长，对受污染的外部环境有治理作用

5、由于功能菌对PH值的缓冲作用，其核心设备较长期运作在中性环境中，其设备寿命是化学长期在酸、碱环境中工作设备寿命的十几倍。

6、经生化法处理后达标的水中仍会残留一小部分功能菌（经国家检测表明BM功能菌无不利影响），对受污染的沟渠、河道中的重金属离子仍有吸附作用。

因此，从长远看来对受污染的环境将有治理改善作用。

7、本设备为模块化设计，易于设备的运输、安装和改造

8、由于破络塔中的电话学反应对COD也有去除作用，数十处电镀废水处理数据表明，COD值一般正常情况在50mg/L左右。

参考文献

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