电镀废水处理技术状况及未来展望

电镀废水处理技术的研究现实状况及展望

摘要：简介了电镀废水的来源、构成及危害，分析总结了目前某些常用的电镀废

水处理技术，及多种技术日勺优缺陷，提出了二种处理电镀废水的新技术，并结合

国家2023年颁布日勺新日勺排放原则对电镀废水处理技术日勺发展进行了展望。

关键字：电镀废水；研究现实状况；展望

1.引言

伴随我国经济技术口勺高速发展及庞大的劳动力市场，中国已经成为世界的制

造业王国，享有世界加工工厂口勺称号，但制造业口勺发展却带来了大量口勺污染。在

多种污染源中，电镀废水以其毒性大，排放量大，难治理尤其值得关注。据不完

全记录，全国既有1.5万家电镀生产厂，每年排苗的电镀废水约40亿n?,其中

约有5()%未到达国家排放原则⑴。长期以来，我国电镀企业以大量消耗资源的

粗放型经营为特点，与国外相比，我国电镀行业存在明显差距，据报道国外电镀

1m?日勺镀件平均用水量仅为0.08t,而我国日勺平均用水量为0.82t,是国外的I

10倍多，每年我国单对含重金属电镀废水的处理费用就高达4亿元以上。电镀

废水水质复杂，波及到多种重金属离子、有机化合物及无机化合物等诸多有害物

质，有些还含致癌、致畸、致突变H勺剧毒物质，对人类危害极大。这些物质假如

不经处理进入环境，必然会对生态环境及人类产生广泛而严重口勺危害⑵丸此外,

回收电镀废水中的重金属可以彻底全面运用资源，极具经济价值。因此电镀废水

的治理是工业废水治理的重中之重的问题。

2.电镀废水的来源及构成

一般的电镀生产工艺都由前处理、电镀和后处理工艺三部分构成，每个工艺

一定程度上均有废水产生，其中，电镀生产过程中日勺镀件漂洗废水是电镀废水的I

重要来源之一，约占车间废水排放量的80%以上，废水中大部分日勺污染物质是由

镀件表面的附着液在漂洗时带入日勺；镀液过滤废水是指在镀液过滤过程中，滴漏

的镀液以及在过滤前后冲洗过滤机、过滤介质或镀槽等H勺排放水；废镀液包括清

理镀槽时排出的残液、老化报废的镀液、退镀液和受污染严重的废弃槽液等。这

部分废液的浓度很高，假如直接排放，则环境污染更为严重。因管理不善产生的

电镀车间“跑、冒、滴、漏”废水一般与冲刷设备、地坪等冲洗废水一并考虑处

理；此外，化验用水重要包括电镀工艺分析和废水、废气检测等化验分析用水，

其水量不大，但成分较复杂，一般排入电镀混合废水系统进行统一处理后排放⑶。

电镀废水构成复杂，除含氟废水和酸碱废水外，还具有铭、银、镉等多种重

金属，同步，废水中还具有相称数量的添加剂、光亮剂等有机化合物，例如多种

类型的表面活性剂、EDTA、柠檬酸、酒石酸、乙醇胺、乙二醇、硫胭、苯磺酸、

香豆素及丁快二醇等。

3.电镀废水的危害

电镀废水中的污染物较为复杂，水质成分不易控制，但总的来讲，可分为重

金属离子废水、酸碱废水及含油脂类废水等，体现的成分却常常是同步具有多种

污染物。其中有毒有害的物质有镉、铅、铭、银、锡、锌、酸、碱、悬浮物、石

油类物质、含氮化合物、表而活性剂及磷酸盐等⑸。此外，目前采用锐化电被工

艺日勺厂家，其电镀废水中具有大量日勺氟化物。电镀废水未经处理排放，会污染饮

用水和工业用水，对生态环境产生严重危害；酸碱废水会破坏水中微生物的生存

环境，影响正常水源的酸碱度；含鼠废水毒性很大，微量就能致人死亡；重金属

离子属于致癌、致畸或致突变H勺剧毒物质，假如大量具有重金属离子的电镀废水

不经处理直接排放，会通过食物链，在人体内富集而导致严重的健康问题，其中

格、镉和铜可导致肺癌；Cr(N)的毒性较镉次之，但人体若大量摄入则能引起

急性中毒，长期摄入也能引起慢性中毒；银和铅在人体内有蓄积作用，长期摄入

会引起慢性中毒。镉、格、铅及铝四种物质均为国家一类有害物质，铜、锌毒性

相对较小，是国家二类有害物质。日本震惊世界的水俣病和骨痛病就分别是由重

金属汞和镉引起的⑹;有机物(氨氮、磷酸盐等)进入水体会引起富营养化，导

致水中生物大量死亡。氟化物是剧毒物质，最高容许排放质量浓度为().3mg/L⑺,

氯化物中毒治愈后，还也许发生神经系统后遗症。

4.电镀废水的处理技术

4.1.化学法

化学法就是向废水中投加化学药剂，通过化学反应变化废水中污染物的化学

性质，使其转变成无害或易于与水分离H勺物质从废水中除去H勺处理工艺。化学法

处理电镀废水是一种历史悠久和应用广泛的措施，从近几十年的国内外电镀废水

处理技术发展趋势来看，电镀废水有80%采用化学法处理网，化学法处理电镀

废水，是目前国内外应用最广泛的电镀废水处理技术，技术上较为成熟。该法具

有投资少、处理成本低、操作轻易掌握等特点，能承受大水量和高浓度负荷冲击,

法、二氧化硫法、亚铁盐法、硫化碱法等。其中亚硫酸盐法处理量大，综合运用

以便,在国内外应用最广。如：六价格质量浓度为140mg/L的某种电镀废水用亚

硫酸氢钠进行处理，出NC产质量浓度可降为0.7〜l.Omg/LP。］。另采用二氧化硫

作还原剂处理高浓度大流量的含铭废水，国内也已经有工程实例⑵L亚铁盐还原

沉淀法也是治理含格电镀废水H勺经典措施，被许多厂家采用。如某五金厂电镀废

水：六价格质量浓度为100mg/L,Ni2+50mg/L,pH=4〜6,经该法处理后出水达排放

原则12%目前英、美等国应用水合脱对镀铭漂洗水进行槽内还原，反应速度快，处

理效果也比很好

此外值得一提口勺是铁屑法。铁屑处理废水最初就是从治理电镀废水开始的。

国内外许多文献报导了生产规模FI勺铁屑处理电镀废水的状况。铁屑法整个装置易

于定型化及设备制造工业化，我国某些大型电镀企业乃至乡镇企业都使用了铁屑

处理电镀废水124）。

氧化-还原法对某些类型的电镀废水是行之有效的，不过其出水水质差，不能

回用，处理混合废水时，易导致二次污染,并且通用氧化剂尚有供货和毒性的问题

也有待处理。

4.1.3.铁氧体法

铁氧体技术是电镀废水处理中日勺另一项工艺，是根据生产铁氧体的原剪发展

起来的处理措施。该法形成H勺污泥有较高的化学稳定性，轻易进行固液分离和脱

水处理。铁氧体法处理重金属废水，能一次脱除多种金属离子，尤其合用于重金属

混合电镀废水的一次处理。我国大连、沈阳、上海H勺某些电镀厂已应用铁氧体法

数十年，处理后日勺废水、镉、铜、锌均可到达国家污水综合排放原则中日勺一级原

则［20,25.26］。铁氧体法处理含铭废水是硫酸亚铁还原法的演变和发展,在工程上已比

较成熟I252Z2%其经典工艺有间歇式和持续式,在我国工业中均应用较多。

总之，铁氧体法具有设备简朴、操作以便、不产生二次污染之长处，可收到化

害为利、变废为宝的效益。不过该法能耗高，污泥量大，处理后出水盐度高，不能处

理含汞和络合物等的废水。此外,铁氧体的回用也还存在问题，影响推广。

42物理法

物理措施是运用物理作用分离废水中呈悬浮状态口勺污染物质，在处理过程中

不变化物质的化学性质，如电镀废水中的除油、蒸发浓缩P1用水等。

4.2.1.蒸发浓缩法

蒸发浓缩回收，是一种对重金属电镀废水进行蒸发使之获得浓缩，并加以回

收和运用的处理措施，一般用于处理含铭、铜及银离子废水。蒸发浓缩法处理电

镀重金属废水，工艺成熟简朴，不需要化学试剂，无二次污染，可回收运用水和

重金属，有良好H勺环境和经济效益，但因能耗大，操作费用高，杂质干扰资源回

收问题还待研究，使应用受到限制。目前，一般将其作为其他措施日勺辅助处理手

段叫

4.2.2.反渗透法

反渗透法的I原理简朴，是一种采用半透膜进行高压过滤日勺浓缩分离技术。对

于此法处理重金属废水日勺研究诸多，进展较快。在电镀废水处理中，尤其用于处

理镀银、镀锌、镀铜及镀镉废水。它的特点是完全用物理操作，在运转中产生一

部分浓缩液或回用或综合运用，稀液回用于漂洗，此外并无其他废弃物。该法的

关键是应选择具有选择性和透水性好H勺半透膜，同步，反渗透膜H勺强度，寿命有

待提高，由于膜对金属离子H勺清除率不一样，长期运行在漂洗槽也许有杂质离子

累积的问题由1。

43吸附法

吸附法是运用吸附剂的独特构造清除重金属离子口勺一种措施。运用吸附法处

理电镀重金属废水的川及附剂重要有活性炭、腐植酸、粘土、聚糖树脂等。该法吸

附装备简朴，在废水治理中应用广泛，但吸附剂的再生效率低，处理水质很难到

达回用规定，一般只用于电镀废水的预处理。

4.3.1.活性炭吸附法

活性炭吸附法工艺简朴,装备制造廉价，因而获得了广泛的应用。目前已经应

用且比较成熟的方面是电镀工业上处理含格废水、含镉废水、含铜废水和铜鼠废

水等⑶活性炭合用范围广，能除去大多数重金属、有机物和生物分子。不过

活性炭再生效率低，使用寿命短，出水水质也很难满足目前口勺回用水规定。故目前

多用活性炭吸附法作为电镀废水处理的一种预处理手段。

4.3.2.腐植酸类吸附法

腐植酸(HA)类物质可用于处理工业重金属废水。用作吸附剂的腐植酸类物

质有两大类，一类是天然日勺富含腐植酸的风化煤、泥煤、褐煤、塘(沟)泥等，价格

低廉押于重金属废水日勺吸附处理具有一定实用价值冈~361,尤其是有关褐煤腐植

酸用于电镀重金属废水治理的应用研究已经有报导【37781；另一类是把富含腐植酸

的物质做成腐植酸系树脂，其在处理电镀工业废水方面已经有成功经验和设备，如

应用腐植酸树脂处理镀镉钝化废水⑵］、镀络废水网、镀银废水网等。

4.3.3.粘土吸附法

某些粘土矿物有良好口勺吸附能力，开发其在重金属废水处理中的应用,为重金

属废水口勺处理提供了一类新的措施⑷，4%斜发沸石对多种重金属离子都具有良好

仁川及附或互换性能.是处理低浓度、大水量日勺混合电镀废水很好的吸附剂。国内

运用斜发沸石吸附法处理重金属废水已经有成功的经验和定型的设备12"；膨润土

具有较大H勺离子互换容量和很好日勺吸附性能,已被应用在治理重金属日勺污染中，突

出日勺是将酸性膨润土处理电镀废水中的重金属离子，效果很好阳取1;陶土是一种有

前途的处理含锲废水的吸附剂，用陶土吸附处理电镀工业含锲废水,出水中Ni2+W

质量浓度为0.98mg/L,到达排放原则H51；海泡石也是一种很有前途的除锲吸附齐IJ,

可有效地用于镀银废水日勺处理函】。

我国粘土资源十分丰富，开发粘土在环境保护中的应用品有特殊H勺意义，对

于粘土在电镀废水处理中日勺应用及其作用机理H勺研究，国内外学者已作了些报道;

不过还都局限于试验室规模，且大多是处理水溶液。不过可以预言，天然H勺及改性

的粘土将是取代老式废水处理材料的理想选择。

44膜分离法

膜分离技术是运用高分子膜所具有的选择性来进行物质分离的一类分离技

术口勺总称，重要包括电渗析、扩散渗析、膜萃取、超过滤、扩散渗析、隔阂电解

等，其关键是根据分离条件选择合适的膜。对于酸性较强的I废液应选择在酸性环

境中具有很好稳定性日勺芳香族聚酰胺中空纤维膜和芳香聚酰胧膜,对镀镉废水及

含氟等碱性较强日勺废液应选用耐碱性很好日勺分离膜。对于具有较高氧化性的

Cr(VI)日勺清除则规定膜具有很好的抗氧化能力，一般Cr(VI州勺清除,选用聚苯并咪

理酮膜和聚碉酰胺膜。

虽然采用膜系统处理比老式处理日勺运行费用要高，不过膜系统处理能使漂洗

水和浓缩液得到回用，实现电镀废水零排放或微排放，节省了水费和原辅材料费。

并且，还可以减少废水老式处理费和污泥处置费，几年后即可回收废水处理设备

投资，具有很好的经济和环境效益。另首先，伴随膜组件国产化程度日勺提高，制

约膜技术发展日勺投资额及维修费用过高日勺问题将得到缓和，再加上水回用需求的

增长，在未来日勺电镀废水处理工程实践中,膜分离技术将越来越受到人们日勺重视。

4.4.1.电渗析

电渗析是研究开发最成熟的膜技术之一,目前重要用于电镀工业漂洗水回收

重金属【47】。用电渗析法处理电镀工业废水，处理后废水构成不变,有助于回槽使

用。含Cu2+、Ni2\Zn2+>C「6+等金属离子的废水都合合用电渗析处理，其中含银

废水处理技术最为成熟，己经有成套工业化妆置14%不过，采用电渗析法处理电镀

废水，废水预处理规定多，耗电量大，膜的质量也尚待提高，使其在工业上的应用受

到了限制。

4.4.2.液膜法

液膜分离是一种新型的类似溶剂萃取的分离技术，它包括制膜、分离、净化

及破乳过程，一般采用水包油包水双重乳液体系，液膜为煤油和表面活性剂或添

加剂，内水相为NaOH溶液，外水相为待处理的含氟或铝废水。液膜分离技术

处理重金属废水,工艺设备简朴，选择性好，具有广阔的应用前景。但作为一门新技

术,液膜法除处理含锌废水实现工业化口以外，其他的研究和应用仍停留在试脸室

研究阶段,要使液膜法实现工业化还需继续探索,推出成套设备,并要有符合工厂

使用日勺工艺过程的控制措施。此外，值得注意日勺尚有膜萃取技术。该项技术已在

金属萃取方面获得了很大进展【5。酒工许多研究成果表明膜萃取是一种高效、无二

次污染日勺分离技术。

4.5.离子互换法

离子互换法是运用离子互换剂分离废水中有害物质的措施。最常用日勺互换剂

是离子互换树脂，树脂饱和后可用酸碱再生后反复使用。离子互换是靠互换剂自

身所带口勺能自由移动的离子与被处理的溶液中的离子通过离子互换来实现。多数

状况卜离子是先被吸附，再被互换，具有吸附、互换双重作用。对十含铝等重金

属离子日勺废水，可用阴离子互换树脂清除Cr(VI),用阳离子互换树脂清除Cr(III)>

铁、铜等离子。此法具有回收运用、化害为利、循环用水和处理费用低等长处，

但它技术规定较高、一次性投资大，且在回收时锅酸中有余氯，影响回用，近年

用者趋少

4.6.电解法

电解法是运用金属的电化学性质，使废水中向有害物质通过电解在阳、刃两

极上分别发生氧化、还原反应转化成无害物质的措施。电解法在我国已经有二十

数年的历史，具有清除率高、无二次污染、所沉淀的I重金属可回收运用等长处。

但该法缺陷是不合用于处理含较低浓度的金属废水，并且电耗大，成本高，一般

经浓缩后再电解经济效益很好。

此外，可采用铁屑（铁粉）内电解法处理综合性电镀废水。铁屑内电解处理法

运用微电池原理所引起日勺电化学和化学反应及物理作用，包括催化、氧化、还原、

置换、絮凝、吸附、共沉淀等多种处理原理日勺综合作用，将废水中日勺重金属离子

除掉。铁屑内电解处理法具有操作简便，协同性强，综合效果好，投资少，运行

费用低等特点。伴随研究的深入，该技术应用于史理电镀废水将会有着广阔日勺发

展前景国巩

47生物法

运用微生物处理电镀废水的研究源于20世纪80年代，是一种新兴口勺研究领

域［55〜6“。生物法处理向机理在于互生共生的关系，有着化学、物理和遗传等三

个层次的互相协作机制。某些微生物代谢产物能使废水中向重金属离子变化价

态，同步微生物菌群自身尚有较强日勺生物絮凝、静电吸附作用，可以吸附金属离

子，使重金属经固液分离后进入菌泥饼，从而使得废水达标排放或回用。

生物法处理电镀废水是一项很有发展前景口勺技术，国内已经有处理电镀废水

中铭、铜、锌、镉日勺工业化妆置［5662.631。生物法合用性强、选择性好、吸附容量

大、不使用化学药剂，处理技术比较简朴、运行费用低，功能菌对金属离子日勺富

集程度高。并且，生物法生成污泥量少，污泥中金属浓度高，二次污染明显减少，

污泥中H勺重金属也易回收，且回收率高。但其重要缺陷是功能菌和废水中金属离

子H勺反应效率并不高，且培养菌种H勺培养基消耗量较大，导致处理成本仍然较高,

此外由于生物菌的过量投加，水中的残存生物繁殖也许还会导致二次水污染。

5.新技术

5.1.天然植物材料处理电镀废水

国内外采用物理法、化学法、生物法治理电镀废水H勺研究诸多，但这些措施

或多或少存在耗量大、成本较高及再生会产生二次污染等缺陷。运用天然植物材

料通过吸附、降解、絮凝、沉降等物理或物化法能有效地清除电镀废水中的多种

金属离子。如改性花生壳、木屑、椰子壳等天然植物材料具有很大的比表面积,

可以有效地吸附废水中的悬浮物和有机物，絮凝、沉淀继而除去，且清除效果很

好处68］；湿地植物的根云口茎叶可以吸取、富集、降解电镀废水中的c「,Zn,Fe,Mn,Ni

和Cu等重金属，进而使电镀废水到达排放原则便类似天然植物材料尚有藻

类、改性膨润土、麦草、玉米轴穗、玉米茎杆、稻壳、大麦壳、碎木片、棕桐果

枝、锯屑、树皮、树叶、香蕉木髓、蔗渣木髓、水生植物等。这些天然植物材料

是生活、工业中的废弃物，大部分被当作燃料或废渣弃去，导致自然资源的极大挥

霍。回收运用不仅节能环境保护，并且具有操作简朴可靠、投资少、运行成本较

低等长处，还能到达以废治废口勺效果，是循环经济和清洁生产在环境保护产业中

的一种经典模式，应当加强其在环境保护各产业中的应用研究。不过，天然植物

材料直接用于电镀废水日勺处理还存在处理深度局限性日勺缺陷，应加强对天然植物

材料进行简朴、经济、有效的预处理，通过对天然植物材料的改性,使天然植物材

料口勺吸附性能、絮凝能力、机械强度等得到改善和加强，进而到达理想的处理效

果。因此，在深入探讨天然植物材料处理废水机理的基础上,寻求合适的天然植物

材料,采用经济有效的改性措施,寻求与之相适应的吸附工艺和配套水处理工艺将

是该技术的一种关键性环节。

5.2.NMSTA天然矿物污水处理剂

NMSTA天然矿物污水处理剂系列是泉州市碧蓝环境保护科技有限企业专利

技术17叫其特性在于在具有可溶性铁盐或铝盐及残酸的电镀金属废水中，加入

可以消除、转化废水中有害成分日勺物质，然后进行物化处理，在此过程中，有效

地运用废水中有益成分，制造多种水处理剂。该措施彻底回收了重金属，到达了

根治重金属废水H勺目的，变害为利，生产了水处理剂，止匕外，该处理剂在应用上

具有污水处理工艺流程和应用操作轻易掌握、污水处理装置简朴、处理污水成本

低廉等长处。

6.展望

目前电镀行业废水处理面临日勺重要问题可以归纳为专业化程度低，机械装备

水平低，污染治理水平低，有效治理率低，运行成本高及废水回用率低等，而伴

随新《电镀污染物排放原则》(GB21900-2023)的颁布实行，使得电镀行业污染

物排放原则口益严格，国内既有电镀废水处理技术部分已无法满足新排放原则规

定，因此，研究高效、经济、节能、环境保护日勺处理技术，系统开发不一样工艺

日勺有效组合，是电镀废水处理技术研究日勺重要内容和发展方向。不过，废水日勺末

端治理只是治标不治本，从工业整体发展趋势和效益来看，电镀行业水污染控制

的出路重要还在如下几种方面：

(1)实行循环经济，推行清洁生产。提高电镀物质、资源日勺转化率和循环运

用率，从源头上削减重金属污染物的产生，同步采用全过程分布式智能控制El、

结合废水综合治理、最终实现废水零排放。

(2)采用槽边循环与车间循环相结合日勺电镀废水处理措施.实践表明此措施

既能消除水污染，又能将处理后的水循环使用以节省水资源，具有投资少、效果

好、选用灵活的特点，可实现电镀废水循环复用不排放

(3)综合一体化技术是未来重金属废水处理技术的热点。多种重金属也因其

行业和工艺H勺差异，仅使用一种废水处理措施往往有其同限性达不到理想H勺效果

只有综合多种处理技术特点H勺一体化技术应用，才能到达理想效果。

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