摘要:在分析我國電鍍廢水處理現狀的基礎上，結合國家相關政策法規，比較了電（diàn）鍍廢水處理的各種工藝流程，並對未來（lái）電鍍廢水處理的發展進行展望，為電鍍行業實現“清（qīng）潔生產、節能減排”提供參考。
1·電鍍廢水現狀
隨著國民經濟的快速發展，我國工業廢水排放量大量增加，用（yòng）於處理工業廢水的資金投入也隨之逐（zhú）年攀升。2006年我國工（gōng）業廢水總排放量已接近250億噸（dūn），約占（zhàn）總廢水排放量的45%，同時（shí）該年我國用於處（chù）理（lǐ）工業廢水的總投資額（é）已近150億元人民幣，接近該年全國總（zǒng）工業汙染處理投（tóu）資額的1/3，這給企業和國家帶來沉重的經濟負擔和環保壓力（lì）。因此響應國家“清潔生產，節能減排”號召（zhào），發（fā）展更為先進、高效（xiào）的工業（yè）廢（fèi）水處理技術對實現國民經濟的可持續（xù）發展意義重大。
據統計，2006年我國約有電鍍廠15000個（gè），年均（jun1）電鍍廢水排放（fàng）量高達40億t，占總工業廢水排放量的1/6，但其中約有50%的電鍍廢水未達到國家排放標準。長期以（yǐ）來，我（wǒ）國電鍍企業以大量消耗資源的粗放型經（jīng）營為特點，與國外相（xiàng）比，我國電鍍行業存在明顯差距，據報道國（guó）外電鍍1m2的鍍件平均用水量僅為0．08t，而我國（guó）的平均用水量（liàng）為0．82t，是國外（wài）的10倍多，每年我國（guó）單對含重金屬電鍍廢水的處理費用就高達4億（yì）元以上。電鍍廢水水質複（fù）雜，涉及到各種重金屬離子和氰化（huà）物，有些還含致癌、致畸、致突變的劇（jù）毒物（wù）質，對人類危害極大。這些電鍍廢（fèi）水若（ruò）未達到排（pái）放標準直接進入（rù）環境，必定會對生態環境及人類產生廣泛而嚴重的（de）危害。另（lìng）外，回收電鍍廢水中的重金屬（shǔ）可（kě）以徹底全麵利用（yòng）資源，極具經濟價值。因此電鍍廢水的治理是工業廢水治理的重（chóng）中之重的問題。
2·國家相關政（zhèng）策
對於電鍍（dù）廢水處理，國家也在相關政策、法（fǎ）規上予以（yǐ）支持與鼓勵。《中華人民共和國國民經（jīng）濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》第六篇二（èr）十四章第三節提出要加強重金屬（shǔ）汙染治理的決心。電鍍廢水中因含（hán）有大量重金屬，所以電鍍廢水處理被列為國家（jiā）十一五規劃的一個重點項目。《中華人民共和國清潔生產促進法》自2003年1月1日起施行，該法第十九條（tiáo）規定（dìng）“企（qǐ）業在進行技術改造過程中，應當對生產過程中產生的廢物、廢水和餘（yú）熱等進行綜合利用或者循環使用;並采用能（néng）夠達到國家或者地方規定的汙染物排放標準和汙染物排放總量控製指標的汙（wū）染防（fáng）治技術”，可見，對電鍍廢水的處理和綜（zōng）合（hé）利用也是（shì）一種企業（yè）清潔生產的一種體現。另外（wài）《中（zhōng）華人民共（gòng）和國清潔生產促進法》法第三十五條（tiáo）規定“對利用廢（fèi）物生產產品的和從廢物中回收原料的，稅務機關按照國家有關規定，減征或者免征增值稅”，可見（jiàn）電鍍廢（fèi）水的處理（lǐ）是國家獎勵扶持的項目，若能提出一（yī）種有效地處（chù）理電鍍廢水的工藝，必（bì）然會得到國家的大力支持及廣泛推廣。
國家發改委和國家環保總局（jú）於2005年（nián）5月編製《電鍍行業清潔生產評價指標體係》，該法規（guī）定（dìng）企業用指標體係檢查衡量本身清潔生產水平，使從事相關管理活動的部門依據（jù）本指標體係審核企業的清潔生產。當前電（diàn）鍍行業的主要環境問題（tí）是水汙染，指標體係中廢水處理占據很大比重，因此對電鍍廢水進行處理和綜合利用，是一種非常必要的執法活動。國家環境保護總（zǒng）局科技標（biāo）準司於2005年7月開始著手（shǒu）編製電鍍行業汙染物排放標準，並規定2008年起使（shǐ）用國標GB21900－2008對電鍍行業廢水排放進（jìn）行標準（zhǔn）限值（zhí）。
3·電鍍廢水（shuǐ）處理方法
目（mù）前，我（wǒ）國（guó）處理電鍍廢水常用的方（fāng）法有:化學法、生物法、物化法和電化學法四種。其中化學法包括:沉澱法、氧化法、還原法、中和法和（hé）氣浮（fú）法;生物（wù）法包括:生物絮凝法、生物吸附法和生物化（huà）學（xué）法;物化法包（bāo）括離子交換法、膜分離法、吸附法（fǎ）和蒸發濃縮法;電化學法包（bāo）括原電池法、電滲析法、電凝聚氣浮法、電化（huà）學氧化法和（hé）電化學還原法。本文對這些處理電鍍廢水的方法（fǎ）進行總結，並對它們進行分析比較。
3．1 化（huà）學（xué）法
化學法是依（yī）靠氧化還原反應或中和沉澱反應將有毒有害（hài）的物質分解為無毒無害的物質，或者直接將重金屬經沉澱或氣浮從廢水中除去。
(1)沉澱法。向電鍍廢水（shuǐ）中投加沉澱劑，使之與廢（fèi）水中欲去除的汙染（rǎn）物發生直接的化學反應，形成難溶的固體物而（ér）分離去除，一般化學沉澱法處理廢水的缺點是達不到（dào）深度處理的效果，須配合使（shǐ）用其它（tā）各種高分子絮凝劑等（děng）。
(2)氧化法。通過投加氧化劑（jì），將（jiāng）電（diàn）鍍（dù）廢水中有毒（dú）物質氧化為無毒或低毒物，主要用於處理廢水中的CN－、S2－、Fe2+、Mn2+等低價態離子及造成色（sè）度、味、嗅、的（de）各種有機物以（yǐ）及致（zhì）病微生物。
(3)還原法。通過投加還原劑，將（jiāng）電（diàn）鍍（dù）廢水中有毒物質還原為無毒或低毒（dú）物，主（zhǔ）要（yào）用於處理（lǐ）廢水中Cr6+和Hg2+等（děng）高價態重金屬離子。
(4)中和（hé）法。通過酸堿中和（hé）反應，調節（jiē）電鍍（dù）廢水的酸堿度，使其呈中（zhōng）性或（huò）接近中性或適宜下步處（chù）理的酸堿（jiǎn）度範圍，主要用來處理電鍍廠的酸洗廢水。另外用電石渣作為中（zhōng）和（hé）劑處理酸（suān）廢水有較好的效果，可以達（dá）到“以廢治（zhì）廢”的目的。
(5)氣浮法。氣浮法的原理是利用壓力容器工作水驟然減壓釋放的（de）大（dà）量微氣泡，與電鍍廢（fèi）水初步處（chù）理產生的凝聚狀物黏附在（zài）一起，使其比重小於（yú）水而浮到水麵上（shàng）成為浮渣排除，從（cóng）而使廢（fèi）水得到（dào）淨化。化學法的優點是:投資少、處理裝置簡單、處理成本較低、安裝維修及操作容易。但其缺點（diǎn）是處理效（xiào）率低、出水水質差、處（chù）理深度淺、不能回收利用重金屬以及產生（shēng）汙泥量大。
3．2 生物（wù）法
利用微生物處理電鍍廢水的研究源於20世紀80年代。生物法處理的（de）機理在（zài）於互生共（gòng）生的關係，有（yǒu）著化學、物（wù）理和遺傳等三個層次的相互協（xié）作機製。一（yī）些微生物（wù）代謝產物能（néng）使廢水中的重金屬離子改變價態，同時微生物（wù）菌群本身還有較強的生物絮凝、靜電（diàn）吸附作用，能夠（gòu）吸附金屬離（lí）子，使重金屬經（jīng）固液分離後進入菌泥餅，從而使得廢水達標排放或回用。
(1)生物絮凝法。利（lì）用微生物或（huò）微（wēi）生物產生的代謝物進行絮凝沉澱。目前，對（duì）重金屬有絮凝（níng）作用的生物絮凝劑約有十（shí）幾個品種，生物（wù）絮凝劑中的氨基和羥基可與Cu2+、Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬離子形成穩定的鼇合（hé）物而沉澱下來。
(2)生物吸附（fù）法。利用生物體的化學結構（gòu）及成分特性來吸附（fù）溶於水中的重金（jīn）屬離子，再通過固液分離而去除金（jīn）屬離子的方法。
(3)生物化學法。通（tōng）過微生物處理含（hán）重金屬廢水，通（tōng）過微生物與金（jīn）屬離子之間發生直接的化學反應（yīng），將（jiāng）可（kě）溶性離子轉化（huà）為不溶性化合物而去除。生物（wù）法的優點是:選擇性（xìng）強、吸附（fù）容量大、不（bú）使用（yòng）化學藥劑;處（chù）理技（jì）術比較簡單、運行（háng）費用低，功能菌（jun1）對金屬離子的富集程度（dù）高。另外生物法生成汙（wū）泥量少，汙泥中金屬濃（nóng）度高，二次汙染明顯減少，而且汙泥中重金屬易回收（shōu），回（huí）收率（lǜ）高。但其缺點是功（gōng）能菌和廢水中金屬離子的反（fǎn）應（yīng）效率並不高，且（qiě）培養（yǎng）菌種的培養基消耗（hào）量較大，造成處理成（chéng）本仍然較高，另外由於生物菌的過量投加，水中的殘餘生物還能繁殖可能還會造成二次水汙染。
3．3 物化法
物化（huà）法是利用離（lí）子交換或膜分離或吸附劑等（děng）方法去除電鍍廢水所含的（de）雜質，其在工業上應用廣泛，通常與其它方法配合使用。
(1)離子交換法。利用離（lí）子交換劑分離廢水中有害物質的（de）方法，含重金屬廢水通過離子交換劑時，交換器上的（de）離（lí）子同水中的金屬離子進行交換，達到去除水中（zhōng）金屬離子的目的。在電鍍（dù）工業上使用最普遍的是（shì）樹脂法，離子交換樹脂處理（lǐ）貴金屬廢水的經濟效益最（zuì）為顯著。
(2)膜分離法。利用高分子所具有的選擇性進行物質分離（lí）的（de）技術，包括電滲析、反滲透、膜萃（cuì）取等。
(3)吸附法。利用吸附（fù）劑的（de）獨特（tè）結（jié）構去除重金屬離子的一種方法。傳統吸附劑有活性（xìng）炭、腐植酸、聚糖樹脂、碴（chá）藻土等。
(4)蒸發濃縮法。對電鍍廢水進行蒸發，使重金屬廢水得以濃縮（suō），並加以（yǐ）回收利用的一種處理方法，一般適用於處理含鉻、銅（tóng）、銀、鎳等含重金屬電鍍廢水。目前，一般將之作為其它方法的輔助處理手段（duàn）。物化法的優點是:管理方便、易於實現自（zì）動化、分（fèn）離效率高、深度處理效果好、出水可以回用，在廢（fèi）水治理中應（yīng）用廣泛。但（dàn）物化法在不（bú）同（tóng）程度（dù）都存在著工藝複雜、能耗大、成本高、占地麵（miàn）積大、運轉費用（yòng）高、有二次汙染等弊端。
3．4 電化學法
電化學法處理廢水應用起始於20世紀40年代，但直到60年代，隨著電力工業的發展，電化學法才被真正地用於廢水（shuǐ）處（chù）理過程。電化學方法被稱為（wéi）電鍍廢水處理的“環境友好”工藝。隨著電極材料的開發、反應器的研製以及對傳統電化學工藝的改進，電化學方法（fǎ）在電鍍廢水治理（lǐ）領域裏的應用（yòng）越來越廣闊。
(1)原電（diàn）池法。以顆粒（lì）炭、煤渣（zhā）或（huò）其他導電惰性物（wù）質（zhì）為陰極，鐵屑為陽（yáng）極（jí），廢水中導電電解質起導電作用構成原電池，通過原電池反（fǎn）應來達（dá）到處（chù）理廢水目的。
(2)電滲析法。電滲析技術是膜（mó）分離技術的一種，它是將陰、陽離子交換膜交替地排列於正負電極之間，並用特製的隔板將其隔開，在電場作用下以電位差為推動力，利用離子交換膜的選擇透過性，把電解質從溶液中分離出來（lái），從而實現電鍍廢水的濃（nóng）縮、淡（dàn）化、精製和（hé）提純。
(3)電凝聚氣浮（fú）法。采用可溶性陽極(Fe、Al等)材料，生成（chéng）Fe2+、Fe3+、Al3+等大量陽離子，通過絮凝生（shēng）成Fe(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3等沉澱物，以去除（chú）水中的汙染物。同時，陰極上產生大量的H2微氣泡，陽極上產生大量的O2微氣泡，以這些氣（qì）泡作為氣（qì）浮載體，與絮凝汙物一起上浮。大量絮體在豐富的微氣泡攜帶下迅速上浮（fú），達（dá）到淨化水質的目的。
(4)電化學氧化法（fǎ）。利用陽極的高電位和有催化（huà）活性的陽極電極反（fǎn）應產生的具有強氧化能力的活（huó）性（xìng）自由基來氧化降解電鍍廢水中有機物的一種氧化方法。
(5)電化學還原法通過陰極（jí）發生（shēng）還原反應而去（qù）除汙染物的方法。可分為兩類，一類是直接還原，即汙染物直接（jiē）在陰極上得到電子而發生（shēng）還原;另一類是（shì）非直（zhí）接還原，是利用陰極的還原物來降解汙染物。電化學法的優點是:(1)不需要另外添加（jiā）氧（yǎng）化還原試劑，避免由於外加藥劑而引起（qǐ）的二次汙染（rǎn）;(2)反應速度快，產泥量少，出（chū）水水質穩定，易實（shí）現自動化操作;(3)處理時間短，設（shè）備容積（jī）小（xiǎo），占地麵積少;(4)可同時回收有價值金屬和去除（chú）有機物;
(5)兼具（jù）氣浮、絮凝、殺菌作用。缺點是:耗電量高（gāo）、電極板（bǎn）消耗大、處理成本高;低濃度時電（diàn）流效率低、電位窗口不夠寬;電極腐蝕、鈍化以及失（shī）活，易發生濃差極化而產生結垢;沉澱的氫（qīng）氧化物組成並不穩定，有重（chóng）被溶解的可能，可能會引起二次汙染。
4·展（zhǎn）望
麵對日益嚴重的環境汙染問題，作（zuò）為當今我國三大汙染工業之一的電鍍（dù）行業，企業（yè）隻（zhī）有實施（shī）清潔（jié）生產、節能減排，才能應對越來越大的環境壓力，從而實現企業的可持續發展。當前電鍍行業的主要環境（jìng）問題是電鍍廢水汙（wū）染（rǎn），所以隻有（yǒu）先（xiān）解決好電鍍廢水處理問題，電鍍企業才（cái）能提高自身市場競爭力，創造更多市場利潤（rùn），同時承擔企業應盡的社會責任。未來電鍍廢水處理的發展將著重以下四個方向:
(1)一體化技（jì）術是未來電鍍廢水處理技術的熱點。電鍍廢（fèi）水因企業和工藝的差異，僅使用一種廢水處理方法往（wǎng）往（wǎng）有其局限性，達不到理想的效果。隻有根據電鍍廢水的成分，應用（yòng）多種處理技術的一體（tǐ）化技術，才能達到理想效果（guǒ），同時（shí）根據係（xì）統工程原（yuán）則，合理安排好每種處理技術之間的銜接。
(2)零排放技術必將是未來（lái）電鍍廢水處理技術（shù）發展的方向。電鍍廢水是放錯位置的資源，實施循環經濟（jì）、推行清（qīng）潔生產（chǎn），提高電鍍物質、資源的轉化率和循環利用率，從源頭上實現綠色（sè）電鍍技術，同時進（jìn）行（háng）全（quán）過程控製，結合廢水綜（zōng）合治（zhì）理，使得電鍍廢水（shuǐ）經處理後循環到（dào）電鍍工（gōng）藝流程（chéng）中重新利用，從而不向周（zhōu）圍環境（jìng）排放電鍍廢水，最終實現電（diàn）鍍廢水零排（pái）放。
(3)集中化也是（shì）未（wèi）來電鍍廢水處理發展的一個趨勢。目前我國的電鍍企業（yè）點多麵廣（guǎng），年電鍍量（liàng）超過100萬m2的大型企業不足600家，電鍍企業產生（shēng）的濃（nóng）電鍍廢（fèi）水相對較少，而且較為分散，若每個電鍍廠都建立達標的廢水處理設備，必將給中小型（xíng）電鍍廠沉重的經（jīng）濟負（fù）擔。從經（jīng）濟和環保的角（jiǎo）度來看，可以考慮一個城市或一個地區集中回收，建立區域性（xìng）的電鍍廢（fèi）水的處理中心(類似城市（shì）汙水處理（lǐ）廠)，以降低電鍍廢水處（chù）理的單位費用。
(4)電化（huà）學法是未來電鍍廢（fèi）水處理技術中的主力（lì）軍，其最終發展的方向是價廉、高效、易操（cāo）作。未來（lái）對電化學法的發展將著重三個方麵的研究:①開發廉價、高效的（de）電極，如采用非稀貴金屬電（diàn）極材料並應用（yòng）圓柱形電極或立體電極刷;②設計新型的電解槽，如流化床或多級串（chuàn）聯電（diàn）極裝置（zhì）;③推廣脈衝電（diàn）源在電化學法中的應用，完善脈衝電解技術，從而突破（pò）傳統電化學法能耗較大的局限性，有效地降低（dī）能耗，大幅度（dù）提高電鍍廢水的處理效率。
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