电镀厂废水除重金属处理技术及工艺

  电镀废水是工业废水中的典型污染源，含有铬（Cr）、镍（Ni）、铜（Cu）、锌（Zn）等重金属离子，部分废水还含氰化物（CN⁻），具有毒性大、难降解、生物积累性强等特点。若直接排放，会严重污染水体、土壤及生态系统，威胁人体健康。因此，高效去除电镀废水中的重金属是环境治理的关键环节。以下从处理技术原理、工艺组合及实际应用角度展开分析。

  一、重金属去除的核心技术

  电镀废水处理以“分质处理、分类回收”为原则，结合物理化学法与生物法，核心目标是将重金属离子浓度降至《电镀污染物排放标准》（GB 21900-2008）限值以下（如总铬≤1.0mg/L、六价铬≤0.2mg/L、镍≤0.1mg/L）。常用技术如下：

  1. 化学沉淀法

  化学沉淀是最基础、应用最广泛的方法，通过调节废水pH值并加入沉淀剂，使重金属离子形成难溶氢氧化物或硫化物沉淀。

  氢氧化物沉淀：重金属离子（如Cr³⁺、Cu²⁺、Ni²⁺）在碱性条件下生成氢氧化物沉淀。例如，Cr³⁺在pH=8~9时形成Cr(OH)₃沉淀；Cu²⁺在pH=6~7时生成Cu(OH)₂。需注意，六价铬（Cr⁶⁺）需先还原为三价：加入亚硫酸钠（Na₂SO₃）或硫酸亚铁（FeSO₄），在酸性条件下将Cr⁶⁺还原为Cr³⁺，再调pH沉淀。

  硫化物沉淀：加入硫化钠（Na₂S）或可溶性硫化物，使重金属生成溶度积更小的硫化物沉淀（如CdS、PbS）。硫化物沉淀效率高，但需控制投加量（避免过量S²⁻残留），且硫化物易与酸反应生成H₂S气体（有毒），操作需谨慎。

  化学沉淀法操作简单、成本低，但存在污泥量大（含水率95%-99%）、沉淀不完全（共存离子干扰）、低浓度重金属去除率低（如<10mg/L）等缺点，常作为预处理或一级处理。

  2. 离子交换法

  离子交换利用树脂的活性基团与重金属离子发生交换反应，适用于低浓度（<50mg/L）废水的深度处理。常用树脂包括阳离子交换树脂（如D001、D113）和螯合树脂（如D401，对Cu²⁺、Ni²⁺选择性高）。树脂饱和后需用酸（如HCl）或盐（如NaCl）再生，再生液含高浓度重金属，需回收或二次处理。离子交换法出水水质好（重金属浓度可降至0.1mg/L以下），但树脂成本高、易受有机物污染，适合小规模或对水质要求高的场景。

  3. 吸附法

  吸附法通过多孔材料（活性炭、沸石、改性膨润土）或生物质（壳聚糖、农林废弃物）的表面吸附作用去除重金属。例如，活性炭对Cr⁶⁺吸附容量大；壳聚糖（含-NH₂）可与Cu²⁺、Ni²⁺形成配位键。吸附法操作简单、无二次污染，但吸附剂需定期更换或再生（如热解、酸洗），成本较高，多用于深度处理或应急处理。

  4. 膜分离技术

  膜分离（反渗透、纳滤、超滤）通过半透膜选择性截留重金属离子。反渗透（RO）对二价及以上离子截留率>95%，可直接将废水回用；纳滤（NF）对单价离子（如Na⁺）截留率低，适合分离多价重金属。膜分离效率高、出水稳定，但膜易受污染（如有机物、胶体堵塞）、运行成本高（能耗、膜更换），常作为终端处理工艺。

  5. 电化学法

  电化学法通过电极反应去除重金属：阳极氧化（如Cr³⁺被氧化为Cr₂O₇²⁻）或阴极还原（如Cr₆⁺被还原为Cr³⁺），同时金属离子在阴极沉积（如Cu²⁺还原为Cu单质）。该方法无需化学药剂、可回收金属，但能耗高（电耗0.5~2kWh/m³）、适合小规模高浓度废水（如>50mg/L）。

  6. 生物处理技术

  生物法利用微生物（细菌、真菌）或植物（浮萍、芦苇）的吸附、絮凝作用去除重金属。例如，某些芽孢杆菌可分泌胞外聚合物（EPS）与Cu²⁺、Ni²⁺结合；植物根系分泌有机酸可活化土壤中的重金属，促进植物吸收。生物法成本低、环境友好，但处理效率受pH、温度影响大，且重金属对微生物有毒性（需驯化），目前多用于低浓度废水或与其他工艺组合。

  二、典型处理工艺组合

  实际工程中，单一技术难以满足排放标准，常采用“预处理+一级处理+深度处理”的组合工艺：

  含氰废水：先“碱性氯化法”破氰（加NaClO，pH>10，将CN⁻氧化为CO₂和N₂），再与其他废水混合。

  含铬废水：单独收集，加硫酸亚铁还原Cr⁶⁺为Cr³⁺，调pH=8-9沉淀。

  综合废水：化学沉淀（去除大部分Cr、Cu、Ni）→ 离子交换/吸附（深度净化）→ 膜分离（回用或达标排放）。

  三、污泥处理与资源化

  化学沉淀产生的污泥含多种重金属（如Cr、Ni），属于危险废物，需稳定化处理：常用“固化/稳定化”技术（加入水泥、石灰、粉煤灰），将重金属固定在惰性基质中，降低浸出毒性；或通过“酸浸-萃取”回收有价金属（如Ni、Cu），实现资源循环。

  电镀废水处理需根据水质特性（重金属种类、浓度）选择工艺，兼顾处理效率、成本与环保要求。未来发展方向包括：开发高效吸附材料（如MOFs、生物炭）、优化膜组件抗污染性能、推广“零排放”技术（膜+蒸发结晶），最终实现废水回用与重金属资源化，推动电镀行业绿色转型。

  相关文章：--------------------液体聚合硫酸铁市场价格上涨货源紧张的原因