电镀废水处理及回用工艺

———电镀废水处理及回用工艺在生产制造业，时常有电镀废水产生和排出，若未能有效处理电镀废水，将对环境造成严峻污染和破坏。传统处理工艺已经无法满意现实要求，亟须进行新工艺设计，在保证处理效果的同时，实现回用。

1、工艺设计

假如将生产制造铜质散热器作为核心，实际的生产制造时，许多黄铜件都要经过化学除油与酸洗，而且还有许多钢铁件需实施电镀加工，加工时会产生肯定量电镀废水，废水中，往往含有许多有毒有害物质，如铁离子、锌离子、六价铬和铜离子等。若未能有效处理这些废水而直接排放，将造成极其严峻的污染，甚至危害到水域四周居民身体健康。为有效消退这一污染，削减有害物质，需要分析并制定合理可行的处理流程及参数。电镀废水处理基本流程如图1所示。

1.1废水水质

以某电镀车间产生的废水为例，其水质状况为：

(1)六价铬离子含量在1.0~7.0mg/L范围内，不符合国家标准(不超过0.5mg/L);

(2)总铬含量在2.0~14.0mg/L范围内，不符合国家标准(不超过1.5mg/L);

(3)铜离子含量在9.0~950.0mg/L范围内，不符合国家标准(不超过1.0mg/L);

(4)锌离子含量在16.0~1800.0mg/L范围内，不符合国家标准(不超过5.0mg/L);

(5)pH值在2~12范围内。

1.2六价铬还原

对于化学沉淀法，其基本原理为先在弱酸环境下将六价铬还原成三价铬，再将pH值调整至7以上，促使三价铬形成沉淀物。还原时，pH值应掌握在1.5~2.5范围内，不同金属离子的沉淀pH值有所不同，详细为：

(1)当pH值为5.5时，三价铬离子开头沉淀，当pH值在6.3~6.5范围内时，三价铬离子大量沉淀，当pH值为9.2时，三价铬离子重新溶解;

(2)当pH值为5.8时，铜离子开头沉淀，当pH值为7.5时，铜离子大量沉淀;

(3)当pH值为7.6时，锌离子开头沉淀，当pH值为8.3时，锌离子大量沉淀，当pH值超过11时，锌离子开头溶解;

(4)当pH值为2.8时，三价铁离子开头沉淀，当pH值为3.5时，三价铁离子大量沉淀。

依据以上pH值范围，先添加酸将pH值调整至1.5~2.5开头对六价铬实施还原，再添加碱促使生成的三价铬开头生成沉淀。此时需要耗费大量酸、碱，提高成本，并且还会产生大量的污泥。对此，将硫酸亚铁作为还原剂，能有效解决这一问题，这是由于该还原剂基本不会受到pH值作用影响，充分利用此特点在当pH值小于或等于6.5时，无须对pH值进行调整，即可完成六价铬还原。二价铁氧化生成三价铁以后，和其他金属离子共同存在的实际状况下，沉淀产生pH值将有所降低。氢氧化铁能实现絮凝，为后续絮凝沉淀奠定良好基础。充分借助硫酸亚铁与三价铁各自优势，可将发生絮凝沉淀时的pH值调整至6~8，这即为从排水口中流出的废水pH值。

依据以上原理，对废水实施还原处理，结果为：

(1)1#水样：pH值为6.0，经处理后，铬含量变为0.002mg/L;

(2)2#水样：pH值为6.5，经处理后，铬含量变为0.004mg/L;

(3)3#水样：pH值为7.0，经处理后，铬含量变为0.016mg/L;

(4)4#水样：pH值为7.5，经处理后，铬含量变为0.006mg/L;

(5)5#水样：pH值为8.0，经处理后，铬含量变为0.005mg/L;

(6)6#水样：pH值为9.0，经处理后，铬含量变为0.007mg/L。

可见，将硫酸亚铁作为还原反应的还原剂，能克服pH值造成的影响和干扰，同时削减运行过程中的成本。

1.3铜离子、锌离子与铬离子沉淀

如前所述，这三种金属离子开头大量产生沉淀的pH值在6~9范围内，当三价铁离子和其他金属离子一同存在时，通常6~9的pH值范围即可符合国家标准。

相关试验结果为：

(1)1#水样，pH值为6.0，铜、锌、三价铬和总铬含量分别为0.60、0.025、0.020和0.032mg/L;

(2)2#水样，pH值为7.0，铜、锌、三价铬和总铬含量分别为0.89、0.200、0.004和0.087mg/L;

(3)3#水样，pH值为8.0，铜、锌、三价铬和总铬含量分别为0.36、0.025、0.004和0.022mg/L;

(4)4#水样，pH值为9.0，铜、锌、三价铬和总铬含量分别为0.30、0.025、0.002和0.025mg/L。

为加快沉淀速度，保证沉淀效率，需要选择相宜的絮凝剂。经对比试验可知，可采纳PAM与PAC混合而成的絮凝剂。以水质状况为依据，通过试验将PAC用量掌握在0.1~0.2g/L范围内，将PAM用量掌握在0.002~0.004g/L范围内。相比之下，PAM用量相对较小，生成沉淀的速度快，已经破坏的絮凝物可以二次絮凝，且具有良好的滤渣脱水性。其中，二次絮凝对本工程尤为重要，由于处理厂的反应池较低，而沉淀池很高，要采纳泵机把废水传输到沉淀池，提升时絮凝物必定遭到破坏，若没有这一特点，则无法再次生成沉淀。为保证沉淀效率，根据浅层沉淀基本理论，随池深的不断减小，沉淀效率将越来越高，通过对蜂窝斜管的设置能缩短沉淀的用时，使出水水质达到预期[3]。此外，为进一步保证回用水整体质量，需要对完成沉淀的水实施二次过滤，到满意回用要求为止。

1.4工艺流程

工艺流程如图2所示。

图2的工艺流程中：

①隔油池主要具备三种功能，分别为调整、隔油与储水;

②向反应池中添加的碱，均从车间生产的废碱产生，通过对这部分废碱的合理应用，除了能将车间生产时使用的水的pH值掌握在6.5以内，为直接的还原反应制造良好条件，还能削减新碱的实际用量，从而真正实现以废治废根本目标。

2、处理效果

因将硫酸亚铁作为还原反应的还原剂，所以能使六价铬离子发生还原反应的pH值调整至6.5及以下，此时无需再对pH值进行调整即可完成处理，并削减了酸和碱的使用量。此外，在还原剂反应生成氢氧化铁后，还可实现絮凝，削减絮凝剂实际用量，进一步降低成本，最终取得既满意处理质量又节约处理成本费用的良好效果。处理工艺参数如表1所示。

3、结语

该处理方法主要具有下列优势：削减环境破坏与污染，尤其是废水当中的重金属，使其能符合国家相关标准要求;实现废碱回用，在保证废水为弱酸性的同时，促进还原反应不断进行;仅需新建一座处理站，大幅节约了工程建设费用。

在生产制造业，时常有电镀废水产生和排出，若未能有效处理电镀废水，将对环境造成严峻污染和破坏。传统处理工艺已经无法满意现实要求，亟须进行新工艺设计，在保证处理效果的同时，实现回用。

1、工艺设计

假如将生产制造铜质散热器作为核心，实际的生产制造时，许多黄铜件都要经过化学除油与酸洗，而且还有许多钢铁件需实施电镀加工，加工时会产生肯定量电镀废水，废水中，往往含有许多有毒有害物质，如铁离子、锌离子、六价铬和铜离子等。若未能有效处理这些废水而直接排放，将造成极其严峻的污染，甚至危害到水域四周居民身体健康。为有效消退这一污染，削减有害物质，需要分析并制定合理可行的处理流程及参数。电镀废水处理基本流程如图1所示。

1.1废水水质

以某电镀车间产生的废水为例，其水质状况为：

(1)六价铬离子含量在1.0~7.0mg/L范围内，不符合国家标准(不超过0.5mg/L);

(2)总铬含量在2.0~14.0mg/L范围内，不符合国家标准(不超过1.5mg/L);

(3)铜离子含量在9.0~950.0mg/L范围内，不符合国家标准(不超过1.0mg/L);

(4)锌离子含量在16.0~1800.0mg/L范围内，不符合国家标准(不超过5.0mg/L);

(5)pH值在2~12范围内。

1.2六价铬还原

对于化学沉淀法，其基本原理为先在弱酸环境下将六价铬还原成三价铬，再将pH值调整至7以上，促使三价铬形成沉淀物。还原时，pH值应掌握在1.5~2.5范围内，不同金属离子的沉淀pH值有所不同，详细为：

(1)当pH值为5.5时，三价铬离子开头沉淀，当pH值在6.3~6.5范围内时，三价铬离子大量沉淀，当pH值为9.2时，三价铬离子重新溶解;

(2)当pH值为5.8时，铜离子开头沉淀，当pH值为7.5时，铜离子大量沉淀;

(3)当pH值为7.6时，锌离子开头沉淀，当pH值为8.3时，锌离子大量沉淀，当pH值超过11时，锌离子开头溶解;

(4)当pH值为2.8时，三价铁离子开头沉淀，当pH值为3.5时，三价铁离子大量沉淀。

依据以上pH值范围，先添加酸将pH值调整至1.5~2.5开头对六价铬实施还原，再添加碱促使生成的三价铬开头生成沉淀。此时需要耗费大量酸、碱，提高成本，并且还会产生大量的污泥。对此，将硫酸亚铁作为还原剂，能有效解决这一问题，这是由于该还原剂基本不会受到pH值作用影响，充分利用此特点在当pH值小于或等于6.5时，无须对pH值进行调整，即可完成六价铬还原。二价铁氧化生成三价铁以后，和其他金属离子共同存在的实际状况下，沉淀产生pH值将有所降低。氢氧化铁能实现絮凝，为后续絮凝沉淀奠定良好基础。充分借助硫酸亚铁与三价铁各自优势，可将发生絮凝沉淀时的pH值调整至6~8，这即为从排水口中流出的废水pH值。

依据以上原理，对废水实施还原处理，结果为：

(1)1#水样：pH值为6.0，经处理后，铬含量变为0.002mg/L;

(2)2#水样：pH值为6.5，经处理后，铬含量变为0.004mg/L;

(3)3#水样：pH值为7.0，经处理后，铬含量变为0.016mg/L;

(4)4#水样：pH值为7.5，经处理后，铬含量变为0.006mg/L;

(5)5#水样：pH值为8.0，经处理后，铬含量变为0.005mg/L;

(6)6#水样：pH值为9.0，经处理后，铬含量变为0.007mg/L。

可见，将硫酸亚铁作为还原反应的还原剂，能克服pH值造成的影响和干扰，同时削减运行过程中的成本。

1.3铜离子、锌离子与铬离子沉淀

如前所述，这三种金属离子开头大量产生沉淀的pH值在6~9范围内，当三价铁离子和其他金属离子一同存在时，通常6~9的pH值范围即可符合国家标准。

相关试验结果为：

(1)1#水样，pH值为6.0，铜、锌、三价铬和总铬含量分别为0.60、0.025、0.020和0.032mg/L;

(2)2#水样，pH值为7.0，铜、锌、三价铬和总铬含量分别为0.89、0.200、0.004和0.087mg/L;

(3)3#水样，pH值为8.0，铜、锌、三价铬和总铬含量分别为0.36、0.025、0.004和0.022mg/L;

(4)4#水样，pH值为9.0，铜、锌、三价铬和总铬含量分别为0.30、0.025、0.002和0.025mg/L。

为加快沉淀速度，保证沉淀效率，需要选择相宜的絮凝剂。经对比试验可知，可采纳PAM与PAC混合而成的絮凝剂。以水质状况为依据，通过试验将PAC用量掌握在0.1~0.2g/L范围内，将PAM用量掌握在0.002~0.004g/L范围内。相比之下，PAM用量相对较小，生成沉淀的速度快，已经破坏的絮凝物可以二次絮凝，且具有良好的滤渣脱水性。其中，二次絮凝对本工程尤为重要，由于处理厂的反应池较低，而沉淀池很高，要采纳泵机把废水传输到沉淀池，提升时絮凝物必定遭到破坏，若没有这一特点，则无法再次生成沉淀。为保证沉淀效率，根据浅层沉淀基本理论，随池深的不断减小，沉淀效率将越来越高，通过对蜂窝斜管的设置能缩短沉淀的用时，使出水水质达到预期[3]。此外，为进一步保证回用水整体质量，需要对完成沉淀的水实施二次过滤，到满意回用要求为止。

1.4工艺流程

工艺流程如图2所示。

图2的工艺流程中：

①隔油池主要具备三种功能，分别为调整、隔油与储水;

②向反应池中添加的碱，均从车间生产的废碱产生，通过对这部分废碱的合理应用，除了能将车间生产时使用的水的pH值掌握在6.5以内，为直接的还原反应制造良好条件，还能削减新碱的实际用量，从而真正实现以废治废根本目标。

2、处理效果

因将硫酸亚铁作为还原反应的还原剂，所以能使六价铬离