作者：尚会来、张 雷、张静蓉
引言：电镀是工业上通用性强，使用面广的工业行业之一，几乎所有工业部门都有电镀厂／电镀车间。由于镀件功能要求各异，镀种、镀液组分、操作方式及工艺条件等种类繁多，相应带入电镀废水中的污染物也就变得较为复杂，常见电镀废水中重金属离子有铬、铜、镍、锌、锡、铅、镉及铁等，因此电镀被列为当今全球三大污染工业之一。我国约有电镀厂一万多家，每年排放废水达４０亿ｔ左右。为了构建环境友好型社会，严格控制电镀废水的污染，环境保护部于２００８年颁布并实施了新的《电镀污染物排放标准》（ＧＢ ２１９００—２００８），新标准的制定和实施是我国经济发展的需要，更是电镀行业自身发展的需要。本文对各种处理技术进行了分析，并结合新标准对电镀废水处理技术的发展趋势进行了展望。
◆ 化学法
化学法是通过氧化还原、中和沉淀将有毒有害物分解为无害的物质或将重金属经沉淀和气浮法从废水中除去。化学法处理电镀废水是目前国内外应用最广泛的电镀废水处理方法，技术上较为成熟。化学法主要包括化学还原法和化学沉淀法，这里重点介绍一下化学沉淀法。
化学沉淀法是指向废水中投加某些化学药剂，使之与废水中溶解态的污染物直接发生化学
反应，形成难溶的固体生成物，然后进行固液分离，从而去除水中污染物的一种方法。一般最常用的为氢氧化物沉淀法和硫化物沉淀法。氢氧化物沉淀法的特点是反应简单、速度快，但存在混合废液ｐＨ的不兼容问题，从表１可以看出，一些常见金属氢氧化物沉淀析出最佳的ｐＨ存在不兼容性，如Ｚｎ２＋沉淀的ｐＨ 为９～１０，而Ｃｒ３＋ 的加碱溶解ｐＨ 为＞９，所以当溶液中同时存在Ｚｎ２＋ 和Ｃｒ３＋ 时，很难同时满足最佳沉淀ｐＨ 范围，因此通过经验总结ｐＨ与残留重金属浓度的关系曲线，确定废水ｐＨ 与中和剂投加量关系［４］。对于硫化物沉淀法处理重金属的特点是沉淀效果好，大部分金属硫化物的溶度积比氢氧化物的溶度积（ｋｓｐ）小几个数量级（Ｃａ２＋、Ｂａ２＋不生成硫化物沉淀），甚至小于无氰配合物的稳定常数（见表２），因而残留金属离子含量低、易于达标。不同手册上硫化物及氢氧化物的ｋｓｐ有些差异，表２取自文献［５］。但过量Ｓ２－的存在，当ｐＨ 降低时可产生Ｈ２Ｓ气体，引起二次污染。除此之外溶液中残存的Ｓ２－会造成重铬酸钾法测定的ＣＯＤ增大。
综上所述，化学沉淀法是一种传统并广泛应用的处理电镀废水方法，具有投资少、处理成本低、操作容易等特点，抗冲击负荷能力较好，可适用与各类电镀废水的处理，但也存在着自身发展的局限性，尤其是电镀污泥的二次污染问题。
◆ 物理法
物理方法是利用物理作用分离废水中的污染物，在处理过程中不改变物质的化学性质，如电镀废水中的除油、蒸发浓缩回用水等。目前应用于电镀废水治理的物理方法主要有蒸发浓缩和膜分离。
⑴蒸发浓缩法
蒸发浓缩的原理是通过蒸发手段减少镀液中的水分，进而达到浓缩镀液的目的。该方法的特点是：一般不单独使用，而是作为组合处理中的一个单元使用，并且该方法主要应用于高浓度废液的回收再利用。蒸发过程需要消耗大量的能量，需要选用高效的蒸发器。蒸发浓缩法处理电镀重金属废水，工艺成熟简单，不需化学试剂，无二次污染，具有良好的环境效益和经济效益；但因能耗大，操作费用高仅作为一种辅助处理手段。
⑵反渗透法
膜分离技术包括液膜分离法和固膜分离的反渗透法。２０世纪７０年代，国内首次将反渗透法用于镀镍漂洗水的回收处理，目前又扩展到镀铬及含镉废水的治理。反渗透法是一种采用半透膜进行高压过滤的浓缩分离技术。对于此法处理重金属废水的研究很多，进展较快。在电镀废水处理中，特别用于处理镀镍、镀锌、镀铜及镀镉废水。其特点是：采用反渗透法处理电镀废水可以实现闭路循环，在运转中产生一部分浓缩液可回用，上清液可回用于漂洗，此外并无其他废物产生。该法的关键是选择具有选择性和透水性好的半透膜，同时，反渗透膜的强度和寿命有待提高，由于膜对金属离子的去除率不同，长期运行在漂洗槽会产生杂质累积问题。
⑶物理化学法
物理化学法是通过物理和化学的综合作用使废水得到净化的方法，主要包括吸附法、膜分离法、离子交换法或电解法等。
⑷活性炭吸附法
活性炭吸附法主要用于废水中难降解的有机物，目前国内活性炭已用于处理电镀含铬、含氰废水。其特点是：不需要投加其他试剂，不产生二次污染，处理效果较好，操作简单。但活性炭对金属离子的吸附是有选择性的，活性炭对铬吸附较好，且易还原，但对镍的吸附较差。该方法的不足是活性炭再生复杂和再生液无法回收利用以及吸附容量小，不适于处理浓度高的电镀废水。
⑸离子交换
离子交换在工业上主要用于回收有用金属。对于含铬等重金属离子的废水，可用阴离子交换树脂去除Ｃｒ６＋，用阳离子交换树脂去除Ｃｒ３＋、铁、铜等离子。该方法具有回收利用、化害为利、循环用水和处理费用低等优点。但技术要求较高，一次性投入较大，操作管理要求严格，在生产运行中往往会由于操作管理不善达不到预期效果，且在回收的铬酸中有余氯，影响回用，近年来较少用。
综上所述，物化法的优点是：管理方便、易于实现自动化、分离效率高、深度处理效果好、出水可以回用，在废水治理中应用广泛。但物化法在不同程度上都存在着工艺复杂、能耗大、成本高、占地面积大、运转费用高、会产生二次污染等弊端。
◆生物法
利用微生物处理电镀废水的研究源于２０世纪８０年代。生物法处理的机理在于互生共生的关系，有着化学、物理和遗传等三个层次的相互协作机制。一些微生物代谢产物能使废水中的重金属离子改变价态，同时微生物菌群还有较强的生物絮凝、静电吸附作用，能够吸附金属离子，经固液分离后进入泥饼，废水可达标排放或回用。
生物法处理重金属主要包括生物絮凝和生物吸附两种。生物絮凝指利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀。目前，对重金属有絮凝作用的生物絮凝剂约有十几个品种，生物絮凝剂中的氨基和羟基可与Ｃｕ２＋、Ｈｇ２＋、Ａｇ＋、Ａｕ２＋等重金属离子形成稳定的鳌合物而沉淀。生物吸附法指利用生物体的化学结构及成分特性吸附水中重金属离子，再通过固液分离去除。
生物法的优点是：选择性强、吸附容量大、不使用化学药剂；技术比较简单、运行费用低，功能菌对金属离子的富集程度高。另外生物法产泥量少，二次污染明显减少，而且污泥中重金属易回收，回收率高。但其缺点是功能菌和废水中金属离子的反应效率并不高，且培养菌种的培养基消耗量较大，造成处理成本仍然较高，另外由于生物菌的过量投加，会造成二次污染。随着微生物的研究进展，生物处理重金属日益受到人们的重视，采用生物技术处理电镀废水呈上升趋势。
◆ 新技术
⑴光催化法
光催化法利用光催化剂表面电子或空穴等活性物质通过还原或氧化反应去除重金属。目前，光催化法降解废水中的重金属大多还处于试验研究阶段。实验室最常用的光催化剂是二氧化钛（ＴｉＯ２）。
ＴｉＯ２光催化去除重金属离子有３种机理：①光电子直接还原金属离子；②间接还原，即由空穴先氧化被添加的有机物，然后由产生的中间体还原金属离子；③氧化去除金属离子。近年来，利用半导体ＴｉＯ２光催化法去除或回收废水中的Ｃｕ２＋、Ａｇ＋等重金属离子的研究备受关注，尤其对Ｃｒ６＋的研究最为广泛。光催化法能耗低、无毒性、选择性好、常温常压、快速高效，在重金属废水处理中前景广阔且日益受到重视，但从实际应用的角度光催化法还存在着许多问题，如重金属离子在光催化剂表面的吸附率低，光催化剂的吸光范围窄等。
⑵金属捕集器法
金属捕集器法的核心是利用高分子重金属捕集沉淀剂（ＤＴＣＲ），它能在常温下与废水中Ｈｇ２＋、Ｃｄ２＋、Ｃｕ２＋、Ｐｂ２＋、Ｍｎ２＋、Ｎｉ ２＋、Ｚｎ２＋及Ｃｒ３＋ 等重金属离子迅速反应，生成不溶于水的螯合物，再加入少量絮凝剂，形成絮状沉淀，从而达到捕集去除重金属的目的。方景礼比较了液态螯合树脂ＤＴＣＲ处理法与碱沉淀法的性能，研究表明，采用ＤＴＣＲ法处理Ｃｕ２＋４０ｍｇ／Ｌ、Ｎｉ ２＋２８ｍｇ／Ｌ和Ｚｎ２＋２６ｍｇ／Ｌ的混合电镀废水，出水重金属低于０．５ｍｇ／Ｌ，符合《污染物缩合排放标准》（ＧＢ ８９７８—１９９６）。ＤＴＣＲ系列药剂处理电镀废水的同时可去除水中多种重金属离子，不受共存盐类的影响，具有较好的发展前景。
展望：电镀废水的处理在世界范围内备受重视，各国不断研制出多种消除和减少排放物的技术，电镀企业只有实施清洁生产、节能减排才能实现企业的循环发展，其发展动向主要为：
⑴发展闭路循环。
电镀废水可以说是放错位置的资源，实施循环经济、推行清洁生产，提高转化率和循环利用率，从源头上控制，同时进行全过程控制，结合废水综合治理，使电镀废水处理后可循环回用，实现电镀废水的零排放。
⑵多元组合技术。
多元组合技术是未来电镀废水处理技术的热点。因企业和工艺的差异，仅使用一种废水处理方法往往有其局限性，达不到理想的效果。只有根据电镀废水的成分，应用多种处理技术的多元组合技术，才能达到理想效果，同时根据系统工程原则，合理安排好每种处理技术间的衔接。
⑶社会化治理。
目前我国的电镀企业点多、面广，年电镀量超过100万㎡的大型企业不足600家，电镀企业产生的浓电镀废水相对较少，但较为分散，若每个电镀厂都建立达标的废水处理设备，必将给中小型电镀厂带来沉重的经济负担。从经济和环保的角度来看，可以考虑一个城市或一个地区集中回收，建立区域性的电镀废水处理厂，以降低电镀废水处理的费用。【分享】电镀废水处理技术展望 2014-01-21 《给水排水》 中宜环科环保产业研究
