摘要：廢水處理是電鍍集中區建設成功的關鍵。提出了搞好電鍍集中區中電鍍廢水處理的一些前提與方法：首先要按清潔生產的要求對入駐集中區的企業進行審核，同時要認真剖析集中區內電鍍廢水的特點，運用循環經濟的理念對不同電鍍廢水進行分類收集，采用最佳的廢水處理技術，并根據“集散控制模式”進行處理，以達到回用廢水及回收廢水中有價值的重金屬的理想效果。對各種先進的處理技術（包括化學法、膜分離技術、螯合沉淀法、HR型除鉻機、生化法和高壓脈沖電凝加硅藻土整合技術）進行了對比。推薦采用國外某公司的重金屬捕捉劑。
關鍵詞：電鍍集中區；廢水處理技術；回用；循環經濟
1 前言
電鍍是金屬表面處理的“美容師”，可在各種基材上獲得功能性、裝飾性和防護性良好的金屬膜層，其產品無處不有。因此，電鍍在國民經濟建設中有著舉足輕重的地位，是絕大多數行業在生產過程中不可缺少的重要組成部分，也是其它工藝無法取代的。但是電鍍又以嚴重污染環境而受到關注。電鍍企業既是污染大戶，也是用水大戶。尤其是近幾年，我國東南沿海各省和內地一些大城市中，電鍍產業發展隨著當地經濟建設和招商引資步伐的加快而加快，電鍍加工的范圍也在不斷擴大。正因如此，電鍍對環境造成的污染引起了各級政府的高度重視。許多省、市的經委、經貿委和環保局都提出了，要嚴格控制重金屬對環境的污染，結合產業結構調整電鍍行業，進行電鍍集中區建設。其目的就是要對電鍍行業進行整治，把分散在各地的電鍍廠、點，有條件、有計劃地集中到一起，實行生產與治污分離，對廢水進行分類收集、分質處理，把電鍍集中區打造成技術領先、設備先進、鍍種齊全、環保一流的電鍍服務加工休系。這是電鍍行業搞好清潔生產、進一步走好“節能、降耗、減污、增效”的可持續發展之路，是經濟在招手、環境在呼喚的必然結果。
電鍍企業集中后，電鍍廢水、廢氣及危險固廢究竟該怎樣處理的問題，尤其是如何處理電鍍廢水的問題，是電鍍行業在產業升級中，事關電鍍集中區建設成敗的關鍵。若處理不善，電鍍集中區將成為望而生畏的“污染集中的隔離區”。以下筆者的一些看法僅供有關領導、部門和同行參考。
2 搞好電鍍集中區內電鍍廢水處理的前提與方法
2.1認真分析電鍍集中區內電鍍廢水的特點
電鍍集中區有以下特點：一是鍍種（包括化學鍍）齊全，表面處理內容多，除了鍍鋅、鍍銅、鍍鎳、鍍鉻四大常規鍍種外，還有應用較廣泛的鋅–鎳、鋅–鈷、鋅–鐵合金電鍍，銅–鋅、銅–錫、銅–鋅–錫仿金電鍍，鎳–鋅、鎳–錫黑色鍍層電鍍，以及為滿足部分IT產業、電子行業廠家生產某些產品的特殊需要而進行的鍍金、鍍銀、鍍錫乃至少量的稀貴金屬（如釕、銠、鈀）電鍍等，同時也會有金屬的氧化、磷化、鈍化等表面處理加工企業進入電鍍集中區；二是各種電鍍液的配方會因電鍍企業、產品用途、質量要求的不同而更加多樣化，不可能完全一樣，尤其是各種添加劑和配位化合物，讓人眼花繚亂，而且目前還有少數鍍種在期內淘汰不了氰化物，因此含氰電鍍在某些特殊產品的電鍍中仍（過渡性地）存在；三是各種化學藥品的種類和數量會因電鍍和表面處理加工在電鍍集中區的集聚而劇增，尤其是各種鍍前表面處理及退鍍時所需酸堿用量會增加；四是整個電鍍集中區的廢水產生量會因新鮮用水量的增加而增大。因此，電鍍集中區電鍍廢水集中后會有一個明顯的特點，即廢水量特別大，成份特別復雜，是“一鍋大雜燴”，處理較為困難。這將增加整個廢水處理的難度和成本，同時也會給重金屬的回收帶來困難，難以實現電鍍集中區內電鍍廢水的穩定達標排放和回用。
2.2對進入電鍍集中區的企業進行清潔生產審核和實施準入制
電鍍集中區的電鍍廢水要實現長期穩定并以遠低于國家污水排放標準和廢水回用的效果，最重要的前提就是：一定要對準備進入電鍍集中區的企業先進行清潔生產審核，對已達到國家環保總局于2002年4月發布的《電鍍行業清潔生產技術要求（報批稿）》、并通過了審核或承諾在短期內可通過整改實現清潔生產的企業才予入內。具體而言，凡準備進入電鍍集中區的電鍍企業，其清潔生產標準不得低于國內清潔生產的基本水平。因為電鍍清潔生產是從源頭上削減污染，所以在電鍍生產過程中應使用清潔能源，選取低毒、低濃度、常溫和高電流效率的工藝，采用先進的技術與裝備、科學的水洗方式、一流的管理，實現高的綜合利用。其中，對低毒的電鍍工藝取向應明確：含氰電鍍（國家發改委允許暫緩淘汰的除外）、含鉛電鍍、含鎘電鍍、含六價鉻電鍍和用六價鉻鈍化的工藝不得進入電鍍集中區。這些措施會在最大程度上減少新鮮水的用量，廢水、廢液的排放量和廢水中主要污染物[總氰化物（以CN–計）、總鋅、總銅、總鎳、總鉻]的產生量，從而可進一步優化廢水品質，降低電鍍廢水處理的難度和運行成本以及減輕回用設施負荷。
對達不到清潔生產要求的電鍍企業，政府部門要采取“關、停、并、轉”的措施，進行產業結構調整。對其中有經濟實力的單位，應幫助他們進行技術改造，積極引進國內外新技術、新工藝、新設備，盡快實現電鍍的清潔生產，為第二批進入電鍍集中區做好準備；而對沒有經濟實力的單位，應責令其限期對“三廢”進行達標治理，凡在限期內達不到環保要求的，應堅決給予取締，而對可達到治理要求的則需進一步敦促其按照《電鍍行業清潔生產技術要求（報批稿）》搞好企業的清潔生產，為第三批進入電鍍集中區做好準備。只有這樣，電鍍集中區建設才能做到起點高、基礎好，有利于進一步規范和健康發展。
2.3對電鍍廢水進行“集散控制”處理
在電鍍集中區內，由于鍍種多，因此電鍍廢水中的污染物總類也多。除酸堿廢水、含油廢水、有機廢水外，還有令人關注的含氰廢水以及大量有毒的、難降解的重金屬廢水。如果不進行科學的分類收集和分質處理，只是簡單地、粗放地將這些廢水混集在廢水處理站的綜合池內，那么綜合池中的廢水肯定是“一鍋大雜燴”，最終將影響整個電鍍廢水集中處理后的效果。為此，電鍍廢水集中處理前一定要根據國家《GB8978-1996污水綜合排放標準》先分類。對于第一類污染物的重金屬廢水，必須先在車間或車間處理設施排放口達標排放。另外，對電鍍集中區內電鍍廢水的處理還需遵循“生產與治污分離”的原則。因此，電鍍集中區內凡含有鉻、含鎳、含銀等的廢水應先分類收集到各自的廢水貯存池中，經處理達標后方可進入集中區的廢水處理站。對含氰廢水，則要根據廢水的性質，先單獨收集并經破氰分質處理后，方可進入集中區的廢水處理站。最后是對進入集中區廢水處理站的廢水進行綜合處理。只有經過上述的“集散控制”處理后，才能使整個電鍍集中區的電鍍廢水實現穩定達標排放，并有可能將廢水進行深化處理后實現回用。
2.4運用循環經濟理念，拓寬電鍍廢水的處理思路
循環經濟理念可運用到國民經濟建設的每個細小環節中，在電鍍行業更是大有可為。一是水的循環使用，二是廢水中各種有價金屬的回收。為此，必須進一步解放思想，轉變觀念，拓寬電鍍廢水處理的思路。電鍍廢水不再是過去一錢不值的污水，而是一種可再生利用的資源。對電鍍廢水的處理不能只局限在達標排放上，而要盡可能做到電鍍廢水95%以上的回用，實現電鍍廢水的“零排放”，同時設法回收電鍍廢水中的有價金屬（如金、銀、銅、鎳、鉻、釕、銠、鈀等）。基于上述理念，對電鍍集中區的電鍍廢水處理必須有更高的要求，必須進一步拓寬電鍍廢水的處理思路。要拓寬思路，應重點考慮以下幾個方面：第一，盡可能細化電鍍廢水的分類收集，相同類型的生產線（包括退鍍）要相對集中，最好能安排在同一車間或同一廠區，以便對相同鍍種的廢水實行更好的集中處理和物料回收；第二，電鍍廢水處理中心的位置應設在電鍍集中區的中心地域；第三，必須把含銅廢水視作一類污染物來單獨收集，因為銅不僅是國內緊缺資源，而且如果排放廢水中銅離子的濃度過高，會影響所在地區的生態環境（其理由見2.5節中相關論述）；第四，要有新穎的、綜合性好的電鍍廢水處理技術，尤其是以多個廢水處理技術的整合作為支撐。只有這樣，電鍍廢水資源才能得到最大的利用，且達標后的電鍍廢水外排量也會減少到最低限度，甚至是“零”，或者是外排電鍍廢水中的主要重金屬污染物為“零”（即含量極少，超出檢測范圍）。
2.5對各種先進的、流行的電鍍廢水處理技術進行比較、選擇目前公認的、較好的電鍍廢水處理技術有以下幾種：
2.5.1化學法
尤以化學沉淀法應用最廣。盡管它傳統，但是簡單、可靠，尤其是對單一鍍種的電鍍廢水有很好的處理效果。但若藥劑選取不當，則會產生較多的污泥。目前，全球仍有80%的電鍍廢水處理使用化學法。
2.5.2膜分離技術
這是一種利用具有半透性的高分子合成膜，在外壓作用下實現廢水溶液中某些組分選擇性透過的分離技術，已成功應用于電鍍廢水處理中，不僅可回收電鍍廢水中的重金屬，而且因其具有脫除廢水中鹽類的功能，可使出水得到最好的回用[1]。這既符合循環經濟的理念，也實現了電鍍的清潔生產。因此，用膜分離技術處理電鍍廢水越來越受到人們的關注。但該技術的投資費用高，膜的使用壽命易因堵塞而縮短，這都在某種程度上影響了該技術的推廣。然而據專家分析，用膜分離技術處理電鍍廢水的成本較低，這是因為大部分廢水可回用，從而節省了水費和排污費，而且廢水中的有價重金屬得到了回收，其收益也很可觀，能在較短時間內收回全部投資費用。另外，膜易堵塞的問題也已得到了解決。因此，用膜分離技術處理電鍍廢水的企業數量在逐年增加，其前景日漸看好。
2.5.3螯合沉淀法
該技術的核心是使用高分子重金屬離子捕集沉淀劑（DTCR）。只要將DTCR投加到電鍍廢水中，DTCR就能在常溫下與廢水中的Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr3+、Pb2+、Mn2+等重金屬離子迅速反應，生成不溶于水的螯合鹽，然后加入少量的絮凝劑，即可去除電鍍廢水中的重金屬。該技術的最大優點是pH適用范圍寬，在3~11范圍內均有效。另外，該技術廢水中重金屬絡合物的去除效果也很好。但處理達標后的外排水，因含有鹽分而不宜直接回用到電鍍生產的關鍵環節中。最近的一次電鍍廢水處理研討會上，有專家介紹了使用美國納爾科（Nalco公司是全球最大的水處理及工藝處理解決方案供應商）的重金屬捕捉劑（Nalmet?）專利配方后的處理效果更好，不僅污泥量少，而且對環境危害程度也很小，非常適用于電鍍廢水的處理。
2.5.4 HR型（系列）除鉻機
該除鉻機實際上是一種新型的重金屬廢水處理設備，由沈陽市紅日環保新技術研究所生產，適用于電鍍廢水的處理。其最大的優點是除鉻靈藥劑在將Cr6+還原為Cr3+時，不受pH的控制。其次是該技術只需控制pH在8~9范圍內，即可將所有的重金屬離子轉化成氫氧化物沉淀而去除，而且外排廢水的pH也不會超標。
該設備處理重金屬廢水的效果特別好。經處理后，在鍍鉻廢水中的Cr6+和總Cr均檢測不出來（因此該設備稱為除鉻機，而所用藥劑稱為除鉻靈）。對于含銅、鎳、鋅的電鍍廢水，經處理后，廢水中Cu2+、Ni2+、Zn2+含量也均<10-2mg/L。因此，該設備制造商曾要求國家環保總局提高廢水中重金屬離子的外排標準。該技術也榮獲了“2004年度國家重點環境保護適用技術”稱號。該處理技術會有少量的含鉻污泥（屬危險固廢）產生，需妥善處置。對單一的鍍鉻污泥而言，可送至專門的單位處置，已便回收其中的鉻。不過，因不允許六價鉻電鍍進入電鍍集中區，該技術難以顯現其優越性。
2.5.5生化法
選用一種能富集廢水中重金屬離子的BM菌團，再經固液分離，可使電鍍廢水達標排放。盡管該技術有諸多優點，但在零攝氏度以下的隆冬季節，BM菌會無法生長和死去。另外，廢水中的銅離子（即使含量只有10 mg/L）會抑制菌類生長，甚至將其扼殺至死。例如：波爾多溶液（即硫酸銅溶液）是常用的果樹、林木產品殺蟲劑，對BM菌也一樣有害。再者，若企業管理不善，廢水中會殘留氰離子。這些均會影響廢水處理設施的正常運行。因此，用該技術處理電鍍廢水有一定的局限性，必須嚴格管理。但目前該處理技術已有很大的突破，前景仍然不錯。
2.5.6高壓脈沖電凝加硅藻精土整合技術
該技術的工作原理分2個部分：一是高壓脈沖電凝技術，二是硅藻精土吸附技術。它突破了傳統的低電壓、大電流的電解法，采用高電壓、小電流的高壓脈沖電凝，所使用的高壓脈沖電凝機（HWES）是基于電化學原理，借助外加高電壓將電能轉化為化學能，使廢水中的有機和無機污染物發生一系列的氧化–還原反應，并以絮凝、氣浮的方式將污染物從水體中分離，可有效去除廢水中的COD、色度、SS(suspendedsolids)、油、氰、磷和各種重金屬離子。硅藻精土是從硅藻土中精選出來的，其二氧化硅含量>90%。在精選過程中，去除了與硅藻共生的雜質之后，硅藻土表面的羥基基團就帶有了電負性，而且硅藻土本身具有孔洞多、粒度小、比表面積大、孔隙率高的特點，把硅藻精土加入pH為7.5左右（硅藻精土表面的羥基基團在中性條件下活性最好）的中性廢水中，經高速攪拌分散后，硅藻精土表面帶負電的羥基基團能快速地把原廢水中有可能因反溶而存在的各種重金屬離子進行電位中和，將其吸附到硅藻精土表面，并很快絮凝沉降，最后進行固液分離，即可使廢水達標排放。該技術特別適用于綜合性的電鍍廢水處理，但也有一個弊端，即污泥成分復雜，不利于重金屬的回收。其次，因未去除達標廢水中的鹽類，故廢水回用受到了影響，經處理后的廢水不宜全用在關鍵的電鍍工藝上。
3 結語
盡管電鍍廢水處理技術很多，但要為電鍍集中區擬定一個既技術先進又經濟可行的廢水回用處理方案還是比較困難的。雖然有北京、上海、蘇州、無錫、溫州、金華、寧波等地的電鍍集中區的經驗可借鑒，也有目前先進的、流行的電鍍廢水處理技術可選擇，但因地域條件、產業結構、電鍍要求、種類和經濟實力等各不相同，各地電鍍集中區的電鍍廢水處理方案也不可能完全相同。為此，要取其所長，在技術上應設法互補和整合。目前，處理電鍍廢水較好的辦法，一是整合化學法與膜分離技術，在電鍍廢水分類收集、分質處理的前提下，凡需要將收集的重金屬和廢水直接返回鍍槽的企業（如鍍金、鍍銀、鍍銅、鍍鎳、鍍鉻），可先用膜分離技術，再用化學法處理；而對于欲出售含單一重金屬污泥（如含鎳污泥、含銅污泥等）的企業，可先用化學法處理，再用膜分離技術進一步處理已達標的廢水，即可將絕大部分廢水回用到電鍍生產各工藝上，節約用水。二是采用美國納爾科（Nalco）公司的重金屬捕捉劑（Nalmet?）的專利配方及其使用方案，它集合了化學法、螯合沉淀法（實際上也是一種化學法）和膜分離技術的優點，不僅用藥量少，且自動化監控水平和廢水回用率均相當高，在國內乃至全球都有很多成功的案例。筆者認為，后一種方案比前一種方案更好。而在實際應用中，要根據廢水處理技術的先進性以及經濟可行性進行全面分析，綜合考慮后才能選擇合適的處理方法。
參考文獻：
[1]孟憲鋒,張延生.膜技術在電鍍廢水處理中的應用[J].山東表面工程,2006,88(1):17-18.來源：谷騰水網 作者: 張仲儀
