电镀废水处理(毕实验)

前言

据了解，我国的电镀工厂大约有一万多家，每年排放的电镀废水约40 亿m2.含Cr （VI）废水是电镀行业的主要废水来源之一。Cr（VI）具有强毒性，是国际抗癌眼睛中心和美国毒理学组织公布的致癌物，具有明显的致癌作用，Cr （VI）化合物在自然界不能被微生物分解，具渗透前移性较强，对人体有强烈的致敏作用。因此，对含Cr （VI）电镀废水的妥善处理，是电镀行业中一个必须解决的环境问题。

电镀行业是通用性强、使用面广、跨行业、跨部门的重要加工工业和工艺性生产技术。由于电镀行业使用了大量强酸、强碱、重金属溶液，甚至包括镉、氰化物、铬酐等有毒有害化学品，在工艺过程中排放了污染环境和危害人类健康的废水、废气和废渣，已成为一个重污染行业。

除了少部分国有大型企业、三资企业及新建的正规专门电镀厂拥有国际先进水平的工艺设施，大多数中小型企业仍然使用简陋而陈旧的设备，操作方式以手工操作为主。我国电镀行业存在的主要问题有：

（1）厂点多、规模小，专业化程度低。（2）装备水平低。表现在一方面缺少机械装备，以手工操作为主；另一方面是技术装备水平不高，自动化程度低，可靠性差，产品质量部稳定。（3）管理水平较低，经济效益较差。（4）电镀污染治理水平低，有效治理率低。（5）经营粗放，原材料利用率低。一大部分甚至绝大部分宝贵的原材料流失并变成了污染物。在清洁生产审计中调查的10 条电镀加工线中，平均用水量为

0.82t/m 2，是国外的10 倍。

鉴于铬污染的严重危害性，污水综合处理排放标准规定总铬与Cr（VI）的最高允许排放溶度分别为1.5mg/L 和0.5mg/L 。在控制排放溶度与总量的同时，发展高效、经济的水处理工艺成为研究的热点。

目前，国内外许多研究者对高盐废水作了许多研究，对于含Cr（VI）电镀

废水的处理主要采用化学还原法、电解法、微生物法、萃取法等。化学法是当前应用最广泛的一种方法，主要有化学还原法和化学沉淀法。但由于在实际运作中，投料量和PH 值较难控制，如果控制不当，可能造成处理效果不佳，如果投料过量，浪费资源，成本不但增加，而且出手COD 也会增加，还易形成[Cr2（OH）2SO3]2+络离子，加碱亦难沉淀；如果投料不足，则Cr（VI）还原不充分，出水Cr（VI）还原不充分，出水中Cr （VI）含量不达标。同时，化学法二

次污染较严重，管理操作复杂。这些因素严重影响了化学法在净化含铬（VI）

电镀废水的应用。

针对含铬废水的各种处理技术都有各自的优势和不足之处，将两种或两种以上工艺优化组合，形成协同互补，进一步提高处理效果、降低处理成本，是电镀废水治理技术研究和应用的重要发展趋势。随着科学技术的发展和世界范围内对环保的高度重视，许多治理电镀废水的新技术不断涌现。目前电镀废水治理已经进入情境生产工艺、总量控制和循环经济整合阶段。

本课题拟采用化学沉淀、混凝法对含Cr 电镀废水进行还原PH 、混凝剂、PH条件及药剂投加量的选择实验。通过氧化还原的原理将还原剂投入含C（r VI）的废水中，将Cr（VI）还原成Cr（III）并加入碱使其转化为难溶的Cr（OH）3，此时，再用混凝剂将该氢氧化物混凝沉淀，从而达到去除电镀废水中Cr （VI）

的目的。通过实验在不同还原PH 下测量Cr （VI）的还原率，筛选出电镀废水中Cr （VI）还原最有利的PH 条件，在最佳还原PH 条件下，对混凝剂和混凝PH 进行筛选，从而得到适合混凝的条件，使之更好的应用于生产。本实验还考察了该方法在生产中的经济效益，对物料进行合理配比，这样既节省了企业资金又做到了资源的循环利用，符合环保的要求，符合现在节约型社会的要求，有明显的经济和社会效益。

1 文献综述

1.1 含铬电镀废水带来的环境问题

电镀废水就其总量来说，比如造纸、印染、化工、等行业的水量小，污染面窄，但由于电镀厂点分布广，废水中所含高毒物质的种类多，其危害性是很大的。未经处理达标的电镀废水排入河道、池塘，渗入地下，不但会危害环境，而且会污染饮用水和工业用水。电镀废水中含有铬锌、铜、镉，铅、镍等重金属离子以及酸、碱氰化物等具有很大毒性的杂物。有的还属于致癌和致畸变的剧毒物质．因此必须认真地加以处理．以免对人们造成危害。

电镀工厂（或车间）排出的废水和废液，如镀件漂洗水、废槽液、设备冷却水和冲洗地面水等，其水质因生产工艺而异，有的含铬，有的含镍或含镉、含氰、含酸、含碱等。废水中的金属离子有的以简单的阳离子形态存在（如Cr6+、Ni2+、Cu2+等），有的以酸根阴离子形式存在,有的则以复杂的络合阴离子形式存在。一种废水中常含有一种以上的有害成分，如含铬电镀废水中既有铬又有铜。此外，一般镀液中常含有机添加剂。

电镀废水多有毒，危害较大。如六价铬可引起肺癌、肠胃道疾病和贫血，并会在骨、脾和肝脏内蓄积。因此，电镀废水必须严格控制，妥善处理。六价铬为吞入性毒物/吸入性极毒物，皮肤接触可能导致敏感；更可能造成遗传性基因缺陷，吸入可能致癌，对环境有持久危险性。但这些是六价铬的特性，铬金属、三价或四价铬并不具有这些毒性。

六价铬是很容易被人体吸收的，它可通过消化、呼吸道、皮肤及粘膜侵入人体。有报道，通过呼吸空气中含有不同浓度的铬酸酐时有不同程度的沙哑、鼻粘膜萎缩，严重时还可使鼻中隔穿孔和支气管扩张等。经消化道侵入时可引起呕吐、腹疼。经皮肤侵入时会产生皮炎和湿疹。危害最大的是长期或短期接触或吸入时有致癌危险。

过量的（超过10ppm ）六价铬对水生物有致死作用。实验显示受污染饮用水中的六价铬可致癌。六价铬化合物常用于电镀、制革等动物喝下含有六价铬的水后，六价铬会被体内许多组织和器官的细胞吸收。

1.2 含铬电镀废水处理现状

1.2.1 含铬电镀废水处理概况

众所周知，几乎所有的电镀厂点都有镀铬生产，而且其它镀种的镀前、镀后处理还需要使用铬盐。电镀工业中含铬废水数量之大，可以预见。因此，电镀含铬废水治理技术

已引起人们极大之关注。我国对含铬废水的处理也经过了几个发展阶段。

60 年代，国内曾有少数电镀厂用硫酸亚铁——石灰法处理镀铬废水，该方法虽然能消除Cr6+ 的污染，但污泥量大而又没有出路，只好弃用。其后的BaCrO4 沉淀法，又因收集困难，不能回用，且所用钡盐会引起二次污染，而没有推广。铁氧体法及铬黄法，因制得产品化学成份难以稳定，产品制造过程复杂、产量太小和没有销路，应用这两种技术的厂不多。

70 年代初期，有人使用了活性炭吸附、电解还原等方法处理含铬废水。但是电解法产生含Fe 、Cr 的污泥，且有设备易受严重腐蚀、耗电量多、处理效果不稳定等缺点，即使已经投产的工厂也只得放弃不用。随后，有报导介绍以水合肼在镀铬后设槽直接还原的方法，以为还原后即可排放，但实际上，对三价铬及水合肼还需要处理，加上对水合肼降解规律的认识不够，以致使用不久即便停用。活性炭吸附法或以活性洗涤剂脱附的方法，均曾在行业内进行模拟试验，也因吸收效果不佳和脱附后的收集问题，没能推广。至于槽边电解回收法，虽有回收意义，但实效不大而且耗电量大，也不理想。

1973 年，我国第一次环境保护工作会议召开，有关部门参照了国外环保部门的一些法令，制订并颁布了试行的工业废水排放标准，促使电镀界对含铬废水的处理技术的认真研究、开发和推广应用。当时虽然知道发达国家以采用传统的化学法为治理含铬废水的主要手段，但鉴于我国60 年代的治理经验，即电镀污泥难于妥善处理，加上认为传统的化学法一般都不能回收资源，因此国内一些科研机构都极力探讨新方法，尤其着重研究既能回收化工原料又能使水循环利用的闭路循环治理技术。

1974 年，离子交换树脂处理镀铬废水方法研究成功，1976 年后在工业上大量推广应用。70 年代末期研究成功钛质薄膜蒸发器，用以浓缩回收镀铬等电镀废液。80 年代初，又发展了形形式式的逆流漂洗技术。此后，一些设计部门便为工厂设计了不少“逆流漂洗——蒸发浓缩——离子交换”组合治理技术的设备。有几家工厂还将洗脱液送镀槽回用，同时处理后的水可循环利用。当时被认为是电镀废水处理技术的一大突破，一下子压倒了传统的化学法和当时在中国比较盛行的电解还原法。据不完全统计，在1976 年～1981 年，仅上海市就有100 多家工厂采用了这种方法。

离子交换法1974 年研究成功，1976 年便开始大量推广应用，前后仅两年时间，显然来自生产单位的实践经验不多。经过几年的实践后，离子交换法暴露了不少弱点，例如投资大，需要一次性投资5～10 万元，操作管理要求严格等。最大的问题是回收的铬酸中含过多的CI- 及，大多数工厂都难以直接送电镀槽回用。即使以电解法清除CI- ，用钡盐法沉淀除去，仍然不能直接回用。后来也曾在行业中推广过如下的方法即采用离子交换法处理，以732 型阳离子交换树脂净化回收液中Cr3+ 、Fe3+等阳离子，加上膜蒸