电镀废水处理回收系统及方法概述.docx
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电镀废水处理回收系统及方法概述
电镀废水处理回收系统及方法概述
电镀废水处理回收系统及方法概述
兰州中水回用水处理系统，兰州电镀工业废水处理设备，嘉峪关游泳池循环水处理系统
电镀废水处理工艺
我公司可根据客户的不同要求采用不同的处理方法，设计出最合理的处理工艺。
1.电镀废水的处理方法：
（1）•含氰废水的处理
包括碱性氯化法、电解法、离子交换法、吸附法等处理方法。
含氰废水的处理
概述
氰化物是剧毒物质，氰化物可在生物体内产生氰化氢，使细胞呼吸受到麻痹引起窒息死
亡。
氰化
氢、氢氰酸的分子结构是甲酸腈。
一般把腈称为有机氰化物。
一般人一次口服0.1克左右
的氰化钠（
钾）就会致死。
CN-对鱼类有很大的毒性，比如鲫鱼最小致死量是0.2（ppm），世界卫生
组织规定鱼
的中毒限量为游离氰0.03mg/l。
自然环境中普遍存在微量氰化物，主要来自肥料及有机质。
但高浓度
的氰化物来自含氰工业污水，主要有电镀污水、焦炉和高炉的煤气洗涤废水及冷却水、一些
化工污水
和选矿污水等，其浓度可在1-180mg/l以上。
电镀工业是氰化物的主要来源之一，电镀操
作使用高浓
度氰化物电镀液以使镉、铜和锌等溶解在溶液中，含有氰离子以及金属氰化物络合离子的电镀液随镀
件带出时会污染漂洗水。
长期大量排放低浓度含氰污水，也可造成大面积地下水污染，而严
重威胁供
水水源。
氰化物是剧毒物质，特别是当处于酸性PH值范围内时，它变成剧毒的氢氰酸。
含
氰废水必需
先经处理，才可排入下水道或溪河中。
由于氰化物有剧毒，处理后指标必须绝对达标，若排
入水体将
造成严重污染，而且氰络合物影响废水的进一步处理，因此首先要去除废水中的氰化物，处
理后水质
测定达标后才能进行下一步处理。
含氰废水通常的处理方法有碱性氯化法、电解法、离子交
换法、活
性炭法。
而碱性氯化法以其运行成本低、处理效果稳定等优点广泛在工程中采用。
工程中一
般米用碱
性氯化法，即向含氰废水中投加氯系氧化剂，将氰化物部分氧化成毒性较低的氰酸盐；也可
一步完全
氧化成二氧化碳和氮。
工程中多采用一步法除氰，既简化了操作、方便了管理，又节省了
处理成本
。
1.药剂选择
多种氧化剂除氰反应原理都是溶于水水解生成HCIO，再利用HCIO的强氧化性破氰，
有关反应式
如下：
CN-+HCIOtCNCI+OH-
CNCI+2OH-tCNO-+CI-+H2O
CIO2一步法除氰的反应式为：
2CN-+2CIO2==2CO2f+N2t+2CI
CI2一步法除氰的反应式为：
2CN—+3CI2+2H2OtCO2t+N2I—1+4+6C
米用各种药剂所需的药剂量见表1-1:
表1-1氧化剂投加量
氧化
剂
有效氯
含量
完全氧化（理论
值）
完全氧化100kg
CN—
CIO
2
263%
CN—:
CIO2
=1:
2.60
312
Cl2
100%
CN—:
CI2
=1:
4.09
680
NaCI
O
95.3%
CN—:
NaCIO
=1:
7.15
1072.5
漂粉
精
60%
---
1473.3
多种氧化剂除氰特点比较见表1-2:
表1-2氧化剂除氰特点比较表
设
处
备
理
耗
危
维
产
去
特点
价
成
电量
险性
修量
渣量
氰能力
氧化剂
格
本
二氧化氯
中
中
中
低
低
低
高
液氯
高
低
中
高
中
低
中
臭氧
高
高
高
中
高
低
高
次氯酸钠
中
高
高
高
中
高
低
漂粉精
-
高
-
中
高
高
低
兰州中水回用水处理系统，兰州电镀工业废水处理设备，嘉峪关游泳池循环水处理系统
通过以上的比较不难得出：
液氯虽然成本低点，但易引起安全事故；臭氧虽然去氰能力高、
产渣量低
但它所需的其它费用都较高；漂白粉有效氯含量低，渣量大；漂粉精有效氯含量为60%，
产渣量大，
清渣麻烦；次氯酸钠有效氯含量为95.3%，产渣量也较大。
由我所工程总承包，于1999
年12月18日建
成的成都某（集团）有限责任公司含镉废水处理站，在运行过程中，氰化物虽能完全达到排放
标准，但
除氰工艺上先采用漂粉精，产渣量大，去渣很麻烦，后改为次氯酸钠除氰，渣量相对少一些，但次氯
酸钠成品药剂易失效，有效期为10-15天，不宜贮存。
而用二氧化氯除氰就可以避免这些
不足，所以
，现目前采用二氧化氯除氰是较为理想的处理工艺。
2•二氧化氯处理含氰废水的原理
二氧化氯是一种强氧化剂，与氯气相比，它具有氧化性更强，操作安全简便，受PH值
的影响较
小的特点。
氯气对氰化物的氧化通常只将CN-氧化成毒性较小的氰酸盐（NaCNO），并
要求很高的PH
值，见反应式
（1），而二氧化氯对氰化物的氧化却能将CN-氧化成N2和CO2，见反应
式⑵，彻底
消除氰化的的毒性：
CN-+CI2+2OH-==CNO-+2CI-+H2O
（1）
2CN-+2CIO2==2CO2T+N2t（2«）2CI
}
卜
3.影响二氧化氯除氰反应的因素
原水含氰浓度和PH值对氧化反应的影响很大。
二氧化氯在PH值为11.5以上，CIO2/CN-=2.28-4.92时，对含CN-浓度为104.8-
302.08mg/L废水，去除率最高可达99.6%，平均去除率95%以上。
并且原水中氰化
物浓度越高，
相应的二氧化氯需要的量越低。
在调试中发现，反应罐中PH值的高低对氰化物的去除率
具有明显的
影响。
一般资料中认为二氧化氯要在低PH值的条件下对氰化物进行氧化去除，在实验室
中进行试验
得出：
PH值对二氧化氯的除氰的效率具有明显的影响，当PH为酸性的情况下，接触时
间的加长对
去除率并没有明显的改进，CN-的去除率不到20%，这说明二氧化氯在酸性条件下，
对氰化物的
氧化作用极低的。
当PH为弱碱性条件时，随着接触时间的加长，去除率都可达到80%以
上，当PH
达到12.4时，接触2h去除率就可达到96.3%。
这说明，二氧化氯对氰化物的氧化作用可以在弱
碱性条件下进行。
如果需要在短时间内完成，则保持较高的反应PH值。
二氧化氯可以直接将氰化物氧化成二氧化碳和氮，即：
2CN-+2CIO2==2CO2f+N2f-+2CI
4•二氧化氯除氰运行费用计算
二氧化氯可以直接将氰化物氧化成二氧化碳和氮，即：
2CN-+2CI02==2C02f+N2f+2CI
氰化物以氰化钾计算：
CIO2TKCN
67.565
1.041
所以除1g氰化物需二氧化氯量为：
1.04g
制取二氧化氯的反应式为：
2NaCIO3+4HCI=2CIO2f+CI2f+2NaCI+2H20
106.57367.5
1.641.121.04
NaCIO3（99%）价格为4.2元/kg,费用为0.0069元。
HCI（36%）价格为0.5元/kg,费用为0.0015元。
所以每除1g氰所需的药剂费用为0.0084元。
说明：
反应产生的CI2也有氧化除氰的能力，此处只是进行理论计算，这部分能力可
视为工程
中的安全系数。
5•部分产品及特点介绍
近年来我国的CIO2发生技术、设备及应用技术得到了长足的发展，其中以山东工业大
学研制
的华特908二氧化氯发生器及华特99高效复合二氧化氯发生器（深圳欧泰华）和南京理
工大学研制
的华浦牌化学法二氧化氯发生器较为出名。
这些产品采用化学法负压曝气工艺，以氯酸钠
和盐酸为
原料制备二氧化氯和氯气的混合消毒液，可广泛用于饮用水、游泳池水、医院污水的消毒；
工业循环
冷却水杀菌灭藻；工业废水脱色、出臭或去除还原性污染成分；电镀废水的除氰。
其采用
真空搅拌
是结构来生产二氧化氯消毒液的专用设备；具有二氧化氯吸收率高（其占消毒液总有效氯成
份的
60%-80%）、安装简单、操作方便、运行规则易于掌握；两种原料自动抽吸、加料省时
省力；设备采
用PVC材料、耐酸碱耐腐蚀；全封闭设计、无噪音和漏气污染；运行安全可靠、基本不用维修、原
料转化率高、运行费用低、设计合理、使用寿命长等特点。
6.结语
作为一种新型、高效、安全的消毒方法，CIO2及C102发生器已在我国的环保、给
排水领
域的应用中崭露头角，由于其先进性与安全性，尤其由于工业的发达导致的环境、水体污染，与传统
的水处理方法相比，CIO2消毒方法就更显示出强大的优势与生命力，并大有取代传统的
液、漂白粉
、次氯酸钠等消毒方法之趋势。
二氧化氯在当今的水处理工程中扮演着越来越重要的角色，其在氧化除氰处理方面也表
现表现非
凡。
表现在：
（1）.二氧化氯氧化法是一种有效的去除水中高浓度氰化物的处理工艺。
（2）.原水中氰化物浓度越高，达到同一去除率进所需的CIO2/CN-越低。
（3）.PH值对二氧化氯氧化除氰的去除率具有明显的影响，酸性条件下，二氧化氯对氰化
物无去除
作用，弱碱性条件下，氧化速率较慢需延长接触时间才能取得较高的去除率，当在PH>
11的强碱性
条件下，30min的接触时间去除率即可达95%以上。
（4）.二氧化氯破氰处理系统工艺简单，操作安全方便，自动化程度高。
（2）.含铬废水的处理：
包括电解法、离子交换法、化学法等处理方法。
电镀工业含铬废水的处理最常用的方法有还原法、电解法，工艺成熟，运行效果好。
近来也
有很多其
他的新方法被研究出来。
本文综合比较这些方法，说明各自的优缺点。
通过查资料，电镀工业含铬废水的处理最常用的方法有还原法、电解法，工艺成熟，运行效
果好。
但
是近来又有很多其他的方法被研究出来，综合比较会发现这些方法也各有优缺点。
作为新方
法，他们
自有借鉴之处。
现将所查到的资料综合总结如下：
一、还原沉淀法
化学还原法是利用硫酸亚铁、亚硫酸盐、二氧化硫等还原剂将废水中六价铬还原成三价
铬离子，
加碱调整pH值，使三价铬形成氢氧化铬沉淀除去。
这种方法设备投资和运行费用低，主要
用于间歇处
理。
常用处理工艺为在第一反应池中先将废水用硫酸调pH值至2〜3，再加入还原剂，在
下一个反应池
中用NaOH或Ca（OH）2调pH值至7〜8，生成Cr（OH）3沉淀，再加混凝剂，使Cr
（OH）3沉淀除去。
改
良的工艺为在第一反应池中直接投加硫酸亚铁，用NaOH或Ca（OH）2调pH值至7〜8,
生成Cr（OH）3沉
淀，再加混凝剂，使Cr（OH）3沉淀除去。
使用该技术后，含铬废水日处理量为1000M3,废水中铬含
量为10mg/l.该技术适用于含铬工业废水处理。
在一些报道中也有提到利用聚合氯化铝铁处理电镀含铬废水。
聚合氯化铝铁兼有传统絮
凝剂PAC
PFC的优点，形成的絮凝体大而重，沉降速度快。
其出水色度比聚合氯化铁好，除浊效
果和絮凝体
沉降性能又优于聚合氯化铝。
具体报道内容附于文后。
二、电解法沉淀过滤
1.工艺流程概况
均衡水量水质,
电镀含铬废水首先经过格栅去除较大颗粒的悬浮物后自流至调节池,
然后由泵
提升至电解槽电解，在电解过程中阳极铁板溶解成亚铁离子，在酸性条件下亚铁离子将六价
铬离子还
原成三价铬离子，同时由于阴极板上析出氢气，使废水pH值逐步上升，最后呈中性。
此
时Cr3+、
Fe3+都以氢氧化物沉淀析出，电解后的出水首先经过初沉池，然后连续通过（废水自上而
下）两级
沉淀过滤池。
一级过滤池内有填料：
木炭、焦炭、炉渣；二级过滤池内有填料：
无烟煤、石英砂。
污
水中沉淀物由过滤池填料过滤、吸附，出水流入排水检查井。
而后通过泵进入循环水池作为
冷却用水
。
过滤用的木炭、焦炭、无烟煤、炉渣定期收集在锅炉房掺烧。
2•主要设备
调节池1座；初沉池1座、沉淀过滤池2座；循环水池1座；电源控制柜、电解槽、电解电源、电
解电压1套；水泵5台。
3.结果与分析
某电镀厂电镀废水处理设备在正常工况条件下，间隔不同的时间多次取样，。
电镀含铬废水采用电解法沉淀过滤工艺处理后全部回用，过滤池内填料定期集中于锅炉
房掺烧，
达到了综合治理电镀含铬废水的目的。
该处理技术虽然运行可靠，操作简单，但应注意几个方面：
a）需要定期更换极板；
b）在一定的酸性介质中，氢氧化铬有被重新溶解的可能；
c）沉淀过滤池内的填料必须定期处理，焚烧彻底，否则会引起二次污染。
由此可见，对处理设
施加强管理非常重要。
4.结论
1）该处理工艺对电镀含铬废水治理彻底，过滤池内填料定期统一处理，不会引起二次污染；处
理后清水全部回用，可节省水资源，具有明显的经济效益。
2）该工艺投资较小，技术成熟，运行稳定可靠，操作方便，易于管理，适应于不同规模的电镀
生产企业。
三、其他国内外含铬废水处理方法的研究进展
1.1生物法
生物法治理含铬废水，国内外都是近年来开始的。
生物法是治理电镀废水的高新生物技术，适用
于大、中、小型电镀厂的废水处理，具有重大的实用价值，易于推广。
国内外对SRB菌（硫
酸盐还原
菌）［1］、SR系列复合功能菌［2］、SR复合能菌［3］、脱硫孤菌［4］、脱色杆菌
（Bac.Dechromaticans）
、生枝动胶菌（Zoolocaramigera）⑸、酵母菌⑹、含糊假单胞菌、荧光假单胞菌［7］、
乳链球菌
、阴沟肠杆菌、铬酸盐还原菌［8］等进行研究，从过去的单一菌种到现在多菌种的联合使用，使废水
的处理从此走向清洁、无污染的处理道路。
将电镀废水与其它工业废弃物及人类粪便一起混合，用石
灰作为凝结剂，然后进行化学一凝结一沉积处理。
研究表明，与活性的淤泥混合的生物处
理方法，能
除去Cr6+和Cr3+，NO3氧化成N03-.已用于埃及轻型车辆公司的含铬废水的处理［9］.
生物法处理电镀废水技术，是依靠人工培养的功能菌，它具有静电吸附作用、酶的催化
转化作用
、络合作用、絮凝作用、包藏共沉淀作用和对pH值的缓冲作用。
该法操作简单，设备安全
可靠，排放
水用于培菌及其它使用；并且污泥量少，污泥中金属回收利用；实现了清洁生产、无污水和
废渣排放
。
投资少，能耗低，运行费用少。
1.2膜分离法
膜分离法以选择性透过膜为分离介质，当膜两侧存在某种推动力（如压力差、浓度差、
电位差等
）时，原料侧组分选择性透过膜，以达到分离、除去有害组分的目的。
目前，工业上应用的较为成熟
的工艺为电渗析、反渗透、超滤、液膜。
别的方法如膜生物反应器、微滤等尚处于基础理论
研究阶段
，尚未进行工业应用。
电渗析法是在直流电场作用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜
的选择透
过性，从而使废水得到净化。
反渗透法是在一定的外加压力下，通过溶剂的扩散，从而实现
分离。
超
滤法也是在静压差推动下进行溶质分离的膜过程。
液膜包括无载体液膜、有载体液膜、含浸
型液膜等
。
液膜分散于电镀废水时，流动载体在膜外相界面有选择地络合重金属离子，然后在液膜内
扩散，在
膜内界面上解络，重金属离子进入膜内相得到富集，流动载体返回膜外相界面，如此过程不
断进行，
废水得到净化。
膜分离法的优点：
能量转化率高，装置简单，操作容易，易控制、分离效率
高。
但投
资大，运行费用高，薄膜的寿命短。
主要用于回收附加值高的物质，如金等。
电镀工业漂洗水的回收是电渗析在废液处理方面的主要应用，水和金属离子可达到全部
循环利用
，整个过程可在高温和更广的pH值条件下运行，且回收液浓度可大大提高，缺点为仅能用
于回收离子
组分。
液膜法处理含铬废水，离子载体为TBP（磷酸三丁酯），Span80为膜稳定剂，工艺
操作方便，
设备简单，原料价廉易得。
也有选用非离子载体，如中性胺，常用Alanmine336（三辛胺），
用2%
Span80作表面活性剂，选用六氯代1，3-丁二烯（19%）和聚丁二烯（74%）的混合物作溶剂，分离过
程分为：
萃取、反萃等步骤[10，11].近来，微滤也有用于处理含重金属废水，可去除金属
电镀等工
业废水中有毒的重金属如镉、铬等[12,13].
1.3黄原酸酯法
70年代，美国研制成新型不溶重金属离子去除剂ISX[14〜16]，使用方便，水处理费
用低。
ISX不
仅能脱除多种重金属离子，而且在酸性条件下能将Cr6+还原为Cr3+，但稳定性差。
不溶
性淀粉黄原酸
酯[17]脱除铬的效果好，脱除率>99%，残渣稳定，不会引起二次污染。
钟长庚[18,19]等
人用稻草代
替淀粉制成稻草黄原酸酯，处理含铬废水，铬的脱除率高，很容易达到排放标准。
研究者认
为稻草黄
原酸酯脱除铬是黄原酸铬盐、氢氧化铬通过沉淀、吸附几种过程共同起作用，但黄原酸铬盐起主要作
用。
此法成本低，反应迅速，操作简单，无二次污染。
1.4光催化法[20,21]
光催化法是近年来在处理水中污染物方面迅速发展起来的新方法，特别是利用半导体作
催化剂处
理水中有机污染物方面已有许多报道。
以半导体氧化物（ZnO/TiO2）为催化剂，利用太阳
光光源对电
镀含铬废水加以处理，经90min太阳光照（1182.5W/m2），使六价铬还原成三价铬，再
以氢氧化铬形
式除去三价铬，铬的去除率达99%以上。
1.5槽边循环化学漂洗
这一技术由美国ERG/Lancy公司和英国的EffluentTreatmentLancy公司开发，故也
叫Laney法。
它是在电镀生产线后设回收槽、化学循环漂洗槽及水循环漂洗槽各一个，处理槽设在车间外
面。
镀件
在化学循环漂洗槽中经低浓度的还原剂（亚硫酸氢钠或水合肼）漂洗，使90%的带出液被
还原，然后
镀件进入水漂洗槽，而化学漂洗后的溶液则连续流回处理槽，不断循环。
加碱沉淀系在处理
槽中进行
，它的排泥周期很长[22].广州电器科学研究所开发了分别适用于各种电镀废水的三大类体系的槽边
循环化学漂洗处理工艺，水回用率高达95%、具有投药少、污泥少且纯度高等优点。
有时,
用槽边循
环和车间循环相结合[23].
1.6水泥基固化法处理中和废渣[24]
对于暂时无法处理的有毒废物，可以采用固化技术，将有害的危险物转变为非危险物的
最终处置
办法。
这样，可避免废渣的有毒离子在自然条件下再次进入水体或土壤中，造成二次污染。
当然，这
样处理后的水泥固化块中的六价铬的浸出率是很低的。
2、电镀含铬废液及污泥的综合利用
由于电镀含铬老化废液有害物质含量高，成分复杂，在综合利用之前应对各种废液进行
单独和分
类处理。
对于镀锌钝化液、铜钝化液及含磷酸的铝电解抛光液均用酸碱调节pH;对于阴离
子交换树脂
，只需将它变为Na2CrO4即可。
2.1利用铬污泥生产红矶钠[25]
在高温碱性条件介质Na2CrO4中三价铬可被空气氧化为Na2Cr2O7，同时污泥中所
含的铁、锌等转
化为相应的可溶盐NaFeO2、Na2ZnO2.用水浸取碱熔体时，大部分铁分解为Fe（OH）3
沉淀而除去。
（3）电镀含锌废水处理装置：
1中和反应及固液分离
2石灰乳制备及供给
3污泥处理
4盐酸活化清洗
兰州中水回用水处理系统，兰州电镀工业废水处理设备，嘉峪关游泳池循环水处理系统
电镀锌废水处理
1废水来源及水质
电镀锌机组生产工艺中，为提高产品质量，对生产工艺进行了改进，导致大量的Zn2+
随废水排出
，从而使酸碱废水处理系统中排放水Zn2+超标排放标准为wmg/L，平均为14.26-
9.71mg/L，造
成月缴排污费20〜30万元；另一方面造成了资源浪费。
引起排水锌含量超标的废水主要来
自机组中的
溶锌坑和废水坑，水质变化无规律，其成份详见表1。
表1冷轧含锌废水水质
内容
数值
含锌浓度/（mgL-1）
<800
pH
1〜5
SO42-/（mgL-1）
<23000
i
TFe/（mgL-1）
<50
游离酸/（mgL-1）
<450
因此有必要在加强工艺控制管理的同时，对冷轧含锌废水进行治理，同时设法对锌进行回收
利用。
2中和一薄膜过滤工艺的确定
某冷轧厂电镀含锌废水处理，受总图布置的局限，最大可利用面积为600m2，由于处
理水量较大
，若采用中和一沉淀法，占地面积需800m2以上。
经比较并考虑到宝钢实际生产过程中
现代化技术水
平、现场总图布置及技术经济指标选择采用了中和一过滤法，使占地面积降至400m2。
虽
然中和一过
滤法的单元技术是成熟的，但作为大型工业的整体废水处理系统，尚不多见。
设计方案中采
用先进的
膜分离技术即薄膜液体过滤器，国内尚无应用于处理电镀含锌废水的先例。
为慎重起见，先
进行了必
要的模拟试验，探索运行条件，如滤前废水的pH、滤脱精度、滤速，以确定合适的设计参
数。
2.1设计参数
废水处理量：
120〜150m3/h
废水水质：
详见表1
中和反应pH控制值：
8.5〜9.0
石灰乳制备能力：
20m3/h
石灰乳浓度：
8%〜10%Ca（0H）2
压缩空气用量：
35m3/min，压力为0.2MPa
薄膜过滤器过滤膜孔：
0.5卩
薄膜过滤器过滤压力：
0.1〜0.2MPa
过滤清液Zn2+浓度（或含量）：
Zn2+<4mg/L
2.2工艺流程
由冷轧电镀锌机组排出的高锌浓度废水进入中和反应池，以工业消石灰为中和剂中和，
废水pH由
1〜2提高到8.5〜9，然后经薄膜液体过滤器作固液分离，过滤后滤液达标排放，污泥送现
有酸碱废
水处理污泥系统。
工艺流程见图1。
整个处理工艺采用PLC控制，设备和阀门均设现场控制操作箱，同时在操作室内设中
央控制和人
机操作界面工作站。
系统工作状态根据设置的CRT画面进行动态显示，并可实现设备故障
统计、运行
状态显示以及历史记录查阅。
由图1可知，电镀含锌废水处理装置由四个单元组成：
1中和反应及固液分离单元。
这是整个水处理工艺的核心部分，充分反应有效控制pH
值以使
ZN2+形成Zn（0H）2沉淀析出，是确保废水合格排放的前提，而高效率的固液分离是保证合格排放的关
键。
本单元由3座中和反应池、3台薄膜液体过滤器以及空气搅拌装置和控制仪表等组成。
2石灰乳制备及供给单元。
该部分由石灰料仓、石灰乳制备及供应投加系统组成，包括
仓体、螺
旋给料机、混合
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