电镀企业均为化工企业,电镀的每一个工艺流程都涉及化工原料和化学物品,在加工过程中产生的废水都是严重污染物。但是,电镀是制造业的基础工艺,是生活中不可缺少的一部分,和电子、五金、塑胶、机械、装饰、涂装、家具等行业的工艺息息相关,随着经济发展和社会进步,中国电镀行业的发展是飞速的,根据不完全统计,我国目前存在的电镀企业及车间达到了15000家,每年排放污染物超过8×108t含重金属的废水、5×104t固体废弃物、3×1011m3酸性废气。电镀在生活中的应用也越来越广泛,给社会带来较大的环境压力,如果这些污染得不到解决,就会给人类生活带来严重的危害。
1、电镀废水的危害
电镀的生产工艺流程包括前处理过程、电镀过程和后处理工艺三部分(图1),每个过程都有废水产生。我国电镀行业经营方式粗放,资源消耗巨大,但是废水的处理效果较差,导致不同程度的不达标废水排入河流水系,不仅对环境、水源造成污染,而且对人类健康会造成严重的危害。
由于电镀行业产生的废水种类多、污染物复杂,因此造成废水中污染物超标的原因有很多,主要包括:①生产车间生产工艺落后,资源浪费严重;②对废水分流作用认识不足,管道连接错误,地面混流等;③水量超过设施处理能力;④废水中污染物去除率低,剩余浓度过高;⑤由于电镀原料、工艺变更或者增加新镀种而产生新污物。
电镀废水中含有的主要污染物成分复杂,大致可以分为氰化物、重金属、酸碱废水及有机废水4类。
2、电镀废水的处理方法
电镀废水处理技术主要分为4类:化学法、物理法、物理化学法、生化法。目前化学法是主要的处理手段,国内外使用化学法处理电镀废水达到90%以上;我国电镀废水治理存在诸多问题,如电镀企业数量多而分散、生产布局不合理、处理技术相对落后等,导致废水达标处理率低下。针对这些问题,必须研究每种处理技术的优缺点,合理选择处理方式,提高废水处理达标率。电镀废水处理技术具体如下。
2.1 化学法
化学法是通过对废水中投加化学药剂,用化学反应改变污染物性质,使其转变成无毒无害或者易于分离的物质,从而方便去除,具体介绍如表2。
2.2 物理法
物理法是使用物理方法在处理过程中不改变物质的化学性质,通过物理作用分离废水中难溶污染物,如去除废水中油类物质等,具体介绍如表3。
2.3 物理化学法
物理化学法主要是结合了物理作用和化学反应的综合方法,目前常用的方法主要包括:电解、膜分离、离子交换、吸附法等,具体介绍如表4。
2.4 生物法
生物法是通过生物及其代谢产物与污染废水反应来净化废水,相对其他技术成本低、环境效益好,特别是对微生物处理重金属技术的进步,生物处理技术日益得到广泛的重视与应用,采用生物技术处理电镀金属废水是未来发展主流方向,具体技术介绍如表5。
3、研究方向展望
我国电镀废水治理水平普遍较低,使用的传统技术方法对不同性质的电镀废水进行粗放式处理,不能做到化治理,往往导致废水难以达标,并且无法实现水及其他资源的循环利用。另外一些新兴先进技术还缺少科学化和智能化管理系统支持,智能化水平和应用能力较低,无法发挥其应有效果,导致技术经济性差,在实际生产运行中无法大范围推广。从社会经济进步和电镀行业发展来看,对电镀废水控制处理技术的转变主要在以下几个方面:
①实施循环经济,推行清洁生产,提升电镀工艺水平,增强资源的转化率和循环利用率,从源头上削减污染物的产生。
②废水综合处理技术是解决电镀废水问题的一大研究方向。由于不同电镀行业和工艺的差异,电镀废水中含有的污染物和重金属成分复杂,仅使用单一的处理方法往往有其局限性,不能达到理想的效果。只有综合多种处理技术特点,取长避短,合理应用,才能将电镀废水处理到佳效果。
③对电镀废水处理系统应用智能监控运营系统,实现从废水源头、处理过程、排放浓度实时监控,严格控制废水污染物的排放过程,保障废水处理系统的稳定运行,提高系统的处理效率,同时,实现废水排放监管的智能化。