电镀废水中重金属离子的处理

电镀废水中重金属离子的处理
随着社会的进步，人们生活水平的日益提高，对物品的要求也越来越趋于精致美观，我们仔细观察就会发现身边随处可见经过电镀处理的日用品、工艺品和装饰品，电镀过的金属抗腐蚀性增强、硬度增加、而且能防止磨耗、提高导电性、光滑性、耐热性能，经过电镀处理后的工件不管是外观还是光泽度都让人看了赏心悦目，但是在电镀的过程会产生一定量的电镀废水，这种水水质复杂，而且成分不易控制，其中含有铬、镉、镍、铜、锌、金、银等重金属离子和CN等，有些物质还属于致癌、致畸、致突变的剧毒物质，因此必须进行处理后才能排放，但由于电镀工件种类的不同，其水量水质的波动性和复杂性较大，因此对处理工艺提出了较高的要求。
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据不完全统计，在我国大约有超过10000多家的电镀生产企业，这些企业所排放出来的生产废水每年大约有40亿立方。而除了一些国有企业、大型企业和一些新建的正规电镀企业配备了先进的电镀生产线，其余很多中小企业大部分设施都比较简陋、陈旧，有些甚至以人工操作为主。电镀线主要包括镀前处理、电镀以及镀后处理，会用到很多诸如脱脂剂、强酸、强碱以及重金属溶液，因此其排放的废水、废气、废渣对环境和人们的身体健康造成了一定的影响，特别是其中的重金属离子，如铬、镍、铜、锌等。由此可见，对电镀废水的处理也成了整个电镀行业的重中之重。
一、电镀废水（以镀镍为例）的主要来源和水质情况
1、电镀废水的主要来源
电镀的主要工艺是：工件→脱脂除油→水洗→抛光→活化→镀镍→水洗→预镀铜→镀铜→水洗→镀镍→水洗→烘干
从上面的电镀工艺流程可以看出，废水的产生环节主要有：1、脱脂除油部分产生的含油废水；2、抛光、活化部分使用强酸所产生的酸性废水；3、镀镍部分产生的含镍废水；4、预镀铜、镀铜部分产生的含铜废水；5、车间地面冲洗废水。
因为电镀槽原液价格比较贵，一般情况下生产厂家对于电镀槽液的更换频率非常低，因此一般情况下仅对水洗溢流水进行处理，只要在不更换镀件品种的前提下，水质一般比较稳定，波动性不大，进入处理系统的Ni2+一般小于30mg/l。
二、电镀废水中重金属离子的主要处理工艺说明
电镀废水的处理工艺一般有：物化沉淀法、离子交换法、膜处理工艺以及蒸发处理工艺。下面将对这些工艺进行一些简单介绍。
2.1物化沉淀法
物化沉淀法也叫化学沉淀法，整个处理工艺不需要复杂的设备。由于镀镍工艺产生的含镍废水可分为电镀镍和化学镍，因此在处理过程中须区别对待，
A、电镀镍废水可以直接加碱至11，加入PAC进行混凝反应，PAM进行絮凝反应，然后沉淀出水，镍一般可以做到0.5mg/l一下。如果含镍废水浓度较高，那么需要在加碱之后加入少量重捕剂进行螯合反应以保证出水镍的稳定达标。
B、化学镀镍废水，由于该废水中存在大量的络合剂，形成络合镍小分子，因此直接加碱、PAC、PAM不能使其沉淀达标，需要先加入破络剂破坏络合健的结构，然后通过加碱、重捕剂进行反应，再通过加入PAC、PAM进行混凝絮凝沉淀，把镍离子去除。
2.2离子交换法
该法主要是通过在树脂罐中加入阳离子交换树脂，使其与废水中的镍离子进行置换的过程，在离子交换过程中，水中的阳离子（如Ni2+、Na+、Ca2+、K+、Mg2+、Fe3+等）与阳离子交换树脂上的H+进行交换，水中阳离子被转移到树脂上，而树脂上的H+交换到水中。一般使用一段时间后需要对树脂进行再生。这种方法由于使用陈本比较高一般用在化学沉淀后面，吸收沉淀未能处理掉的部分Ni2+。
2.3膜处理工艺
是根据生物膜对物质选择性通透的原理所设计的一种分离方法。分离中使用的膜是根据需要设计合成的高分子聚合物，可以分离液体或气体的混合样，利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂，依据其孔径的不同，可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。现在由于废水处理出水要求的不断提高，膜处理技术也被越来越广泛地运用在处理重金属废水当中。
2.4蒸发处理工艺
主要由预热、蒸发、分离、冷凝、结晶等部分组成。预热向液体提供蒸发所需要的热量，促使液体沸腾汽化；蒸发室使气液两相完全分离。加热室中产生的蒸气带有大量液沫，到了较大空间的蒸发室后，这些液体借自身凝聚或除沫器等的作用得以与蒸气分离。冷凝后的水一般情况下含重金属离子很少，大部分的重金属离子被结晶后到残液中。蒸发器按操作压力分常压、加压和减压3种。
三、举例说明处理工艺及处理效果
以某电镀厂为例，由于其进水浓度Ni2+：30mg/l左右，而且是化学镍，该厂处于太湖流域，对重金属离子的排放要求相对较高，因此需要做到零排放的要求，我们采用了两级物化+离子交换+超滤+两级RO+蒸发的工艺。
经过两级物化沉淀后镍离子的去除率达到了95%以上，出水Ni2+≤1.5mg/l，再通过超滤以及两级RO的作用，淡水回用率80%以上，出水Ni2+≤0.15mg/l，RO产生的浓水进蒸发系统，经过蒸发后的冷凝水与前面的淡水一起回用到生产线，结晶液委托外面有资质单位处理。用此处理工艺97-98%的水经过处理后回用到了生产线，剩余部分随着蒸发残渣和压滤后的干污泥委外处理，基本达到了零排放的要求。
四、结语
由于镀件要求越来越高，电镀工艺也在飞速发展，产生的电镀废水种类也是越来越复杂，本文仅对电镀废水中的镍离子处理做了简要论述，其余还有很多诸如铜、锌、铬等重金属离子以及相应的前处理废水和酸碱废水的处理，这些都需要根据它们不同的特性以及要达到的标准去选择合适的处理工艺。而且鉴于电镀废水的污染性以及对人身体健康的危害，为了大家共同的家园以及身边的青山绿水，对其进行处理是必不可少的。