1 國內(nèi)電鍍工業(yè)園區(qū)廢水治理的現(xiàn)狀

電鍍行業(yè)的飛速發(fā)展在給我們生活帶來各種便利的同時(shí)，也給環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞。據(jù)估計(jì)，在電鍍行業(yè)每年排放的大量污染物中，包括4億噸含重金屬廢水、5萬噸固體廢物和3000萬m3酸性氣體。目前國內(nèi)電鍍工業(yè)的分布和發(fā)展缺少總體、完整的規(guī)劃。由于電鍍廠多且規(guī)模小、專業(yè)化程度不高，造成生產(chǎn)效率低，經(jīng)濟(jì)效益差，環(huán)境破壞嚴(yán)重。

國內(nèi)的電鍍行業(yè)大多是小型企業(yè)，分散在各個(gè)工業(yè)系統(tǒng)。如果不論規(guī)模大小各廠點(diǎn)都單獨(dú)建設(shè)電鍍廢水處理設(shè)施，其投資費(fèi)用是相當(dāng)大的，而且處理設(shè)施的投資并不隨廢水量的減少而減少，因此對(duì)小型企業(yè)無疑是個(gè)沉重的壓力。電鍍廠點(diǎn)的分散，構(gòu)成工業(yè)布局上的不合理。許多廠點(diǎn)設(shè)在居民區(qū)，環(huán)境污染嚴(yán)重，造成與居民的關(guān)系緊張。特別是如上海、廣州、中山等大城市，由于歷史原因，這種布局不合理的狀況更為突出。

鑒于上述原因，國內(nèi)外采用電鍍行業(yè)區(qū)域集中或建設(shè)電鍍中心的辦法，調(diào)整電鍍廠點(diǎn)的布局，以妥善控制電鍍污染。近幾年，長江三角洲和珠江三角洲的電鍍工業(yè)園區(qū)建設(shè)發(fā)展很快。

2 電鍍工業(yè)園區(qū)廢水治理模式比較

電鍍工業(yè)園區(qū)廢水治理的模式主要為分散治理模式和集中治理模式。

（1）分散治理模式

即每個(gè)企業(yè)都各自建設(shè)自己的廢水處理系統(tǒng)，廢水由企業(yè)自行處理，各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)都合格后，經(jīng)地方環(huán)保中山市高平電鍍廢水處理中心（效果圖）部門監(jiān)測(cè)達(dá)標(biāo)才允許排放。這種管理模式雖然達(dá)到了分散事故危險(xiǎn)和責(zé)任分擔(dān)的目的，但存在下列缺點(diǎn)：1）廢水處理設(shè)施總占地面積大，資源利用率較低；2）人力資源、設(shè)備浪費(fèi)嚴(yán)重，重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象較多，企業(yè)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)重；3）環(huán)保系統(tǒng)監(jiān)管難度大，不利于專業(yè)化運(yùn)行操作，效果保證度沒有集中治理模式好。

（2）集中治理模式

按照化學(xué)法處理工藝的基本要求，將各廠點(diǎn)的電鍍廢水規(guī)劃細(xì)分為五類，分別用管道排放到園區(qū)的集中廢水處理廠處理。其優(yōu)點(diǎn)是：1）廢水處理設(shè)備、土地和人力資源共享，節(jié)省企業(yè)的廢水處理費(fèi)用；2）解除了園區(qū)內(nèi)各業(yè)主對(duì)污染物排放的后顧之憂，可使企業(yè)集中精力投入生產(chǎn)經(jīng)營；3）降低了環(huán)保管理部門對(duì)分散企業(yè)監(jiān)督管理的難度；4）廢水中心站可引進(jìn)專業(yè)環(huán)保公司的技術(shù)和運(yùn)營管理經(jīng)驗(yàn)，保證廢水達(dá)標(biāo)排放。

3 電鍍工業(yè)園區(qū)廢水集中處理存在的問題

（1）分水不徹底

大部分電鍍工業(yè)園區(qū)電鍍廢水只分為含氰、含鉻、酸堿三類廢水；而鍍件的前處理含油廢水和混排廢水未被分出；廠家無法完全避免混排問題。

（2）廢水收集輸送

不同廠家的同一類水集中于一條管道收集，混排責(zé)任分不清；大多工業(yè)園區(qū)的輸送管道埋地，一旦泄漏，查找困難，易造成嚴(yán)重污染。

（3）廢水水質(zhì)監(jiān)控不到位

沒有配置必要的高技術(shù)檢測(cè)設(shè)備，廢水混排查找不及時(shí)，也難以查找；沒有有效的手段監(jiān)控各種廢水，無法約束各廠家的亂排亂放，不能用經(jīng)濟(jì)手段促使各廠家進(jìn)行清潔生產(chǎn)。

（4）電鍍廢水處理中心站處理效果不穩(wěn)定

因各廠家的電鍍廢水只分三類水，無法有效去除廢水中的COD，不能有效地控制混排廢水，常常因混排原因造成出水的氰和鉻超標(biāo)；自動(dòng)化程度不高，耗藥量大，勞動(dòng)強(qiáng)度大，處理效果不穩(wěn)定；運(yùn)行費(fèi)用居高不下。

4 電鍍企業(yè)廢水集中治理解決方案

（1）從源頭進(jìn)行控制，淘汰落后電鍍工藝及規(guī)范車間規(guī)劃與排水

1）取消含氰電鍍工藝，建議企業(yè)使用鋅酸鹽鍍鋅、氯化物鍍鋅工藝；2）取消含氰退鍍工藝，建議電鍍企業(yè)采用電解退鍍工藝；3）禁止使用含氰除油劑，改用無氰高效除油劑；4）禁止使用茶籽粉除油工藝，用其他清潔工藝代替；5）車間內(nèi)的清洗設(shè)施必須使用專用的清洗缸，清洗缸的溢流口及排水底閥用硬PVC管相連，接入對(duì)應(yīng)的污水收集總管；6）滾鍍采用線上清洗方式；7）按污染物種類進(jìn)行生產(chǎn)線分區(qū)規(guī)劃；8）廢水要分為六類進(jìn)行收集（含氰廢水、含鉻廢水、前處理廢水、含鎳廢水、混排廢水、一般清洗水）。

（2）改進(jìn)電鍍廢水收集及輸送方式

1）每個(gè)電鍍廠根據(jù)其污染物的種類單獨(dú)設(shè)置收集池；2）每個(gè)廠家的每類廢水都單獨(dú)壓力輸送到集中廢水處理廠，杜絕混排，分清責(zé)任；3）采用壓力、地面輸送的方式輸送每一類廢水，一旦泄漏，便于查找原因，防止輸送過程中造成的污染。

（3）增加在線監(jiān)測(cè)，達(dá)到監(jiān)控目的

1）配置必要的在線檢測(cè)設(shè)備，及時(shí)查找廢水混排原因；2）通過自控監(jiān)控發(fā)現(xiàn)混排，立即進(jìn)行管道切換，杜絕混排現(xiàn)象發(fā)生；3）通過在線監(jiān)控系統(tǒng)有效監(jiān)控各種廢水的濃度，根據(jù)廢水濃度進(jìn)行收費(fèi)，約束各廠家的亂排亂放現(xiàn)象，用經(jīng)濟(jì)手段促使各廠家實(shí)施清潔生產(chǎn)。

（4）提高自動(dòng)化程度

提高廢水處理自動(dòng)化程度，確保廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，并有效地降低運(yùn)行費(fèi)用。

5 電鍍廢水集中處理中心示例

以高平工業(yè)區(qū)電鍍廢水集中處理中心為例。中山市三角鎮(zhèn)高平工業(yè)區(qū)由原高平化工區(qū)擴(kuò)大區(qū)域和發(fā)展配套項(xiàng)目演變而來，包含了化工園、輕工園和科技園三個(gè)規(guī)劃工業(yè)小區(qū)。高平化工園位于高平工業(yè)區(qū)西部，園內(nèi)規(guī)劃、已建或在建有表面處理產(chǎn)生的企業(yè)廢水中含有各種重金屬、有毒物質(zhì)，對(duì)環(huán)境影響較大。高平電鍍污水處理有限公司于2003年3月在一、二期建設(shè)的基礎(chǔ)上改擴(kuò)建第三期工程，承擔(dān)園內(nèi)規(guī)劃的25家表面處理企業(yè)的工業(yè)廢水集中處理任務(wù)，規(guī)劃處理能力1.2萬m3/d。電鍍廢水分為5類：含氰廢水、含鉻廢水、混排廢水、前處理廢水和酸堿綜合廢水。

5.1 廢水處理工藝流程

（1）含氰廢水的預(yù)處理

氰化電鍍是常用的鍍法之一，主要用于鍍鋅、鍍鉛、鍍鎘、鍍銅、鍍銀、鍍金。鍍件的質(zhì)量優(yōu)于無氰電鍍，鍍液質(zhì)量較穩(wěn)定，操作管理也較為方便。根據(jù)各種氰化電鍍鍍液的配方，氰化電鍍過程中產(chǎn)生的含氰廢水中除含有劇毒的游離氰化物外，也有銅氰、鎘氰、銀氰、鋅氰等絡(luò)合離子存在，所以破氰后，重金屬離子也將進(jìn)入廢水中。因此，在處理含氰廢水時(shí)，也應(yīng)包括對(duì)重金屬離子的處理。

含氰廢水的處理方法很多，有電解氧化法、活性炭吸附法，離子交換法、臭氧法和硫酸亞鐵法等。目前國內(nèi)外多采用堿性氯化法，本系統(tǒng)就采用此種方法。即在堿性條件下，投入氧化劑將氰根離子通過兩級(jí)氧化反應(yīng)生成CO2和N2，從而達(dá)到去除氰根離子的目的。

堿性氯化法破氰分兩個(gè)階段：第一階段是將氰氧化成氰酸鹽，稱為“不完全化”，反應(yīng)式如下：

CN－+C1O－+H2O→CNC1+2OH－

CNC1+2OH－→CNO－+C1－+H2O

反應(yīng)條件：pH=10.0～11.0；ORP=350～400mV。

第二階段是將氰酸鹽進(jìn)一步氧化分解成二氧化碳和氮?dú)猓�稱為“完全氧化”。反應(yīng)式如下：

2CNO－+3C1O－+H2O→2CO2↑+N2↑+3C1－+2OH－

反應(yīng)條件：pH=7.5～8.0；ORP=600～650mV。

經(jīng)過破氰預(yù)處理后的含氰廢水（CN－< 0.5mg/L）再排入綜合廢水調(diào)節(jié)池中，與其它預(yù)處理后的出水混合一起處理，在堿性條件下進(jìn)一步去除廢水中的重金屬離子。

（2）含鉻廢水的預(yù)處理

含鉻電鍍廢水來源于鍍鉻、鈍化、鋁陽極氧化等鍍件的清洗水，該廢水中主要含Cr6+，以CrO42-、Cr2O72-形式存在。一般的鍍鉻清洗水濃度為20～150mg/L；鈍化后的清洗水中G6+濃度高達(dá)200～300mg/L。此外，還含有三價(jià)鉻、銅、鐵、鎳、鋅等重金屬離子以及硫酸、硝酸、氧化物等。

含鉻廢水的處理方法有化學(xué)法、離子交換法、電解法、活性炭吸附法、蒸發(fā)濃縮法、表面活性劑法等，其中化學(xué)還原法最常用。化學(xué)還原法是利用硫酸亞鐵、亞硫酸鹽、二氧化硫等還原劑，將廢水中六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻離子，加堿調(diào)整pH值，使三價(jià)鉻形成氫氧化鉻沉淀去除。主要化學(xué)反應(yīng)：

Cr2O72-+3HSO-3+5H+→2Cr3++3SO42-+4H2O

反應(yīng)條件：pH=2.5～3.0；ORP=250～280mV。

經(jīng)上述還原預(yù)處理后的含鉻廢水（Cr6+<0.5mg/L）再排入綜合廢水調(diào)節(jié)池中，與其它預(yù)處理后的出水混合一起處理，在堿性條件下進(jìn)一步去除廢水中的Cr3+離子。

（3）前處理廢水的預(yù)處理

前處理廢水主要來自于電鍍工藝的預(yù)處理階段，預(yù)處理階段主要是對(duì)鍍件進(jìn)行刨光、清洗和除油等處理。因此，前處理排出的廢水中主要含有油、酸、堿和部分表面活性劑等物質(zhì)，一般不含有重金屬。前處理廢液的處理主要是去除COD。

處理COD最有效最經(jīng)濟(jì)的方法就是生化法。但電鍍廢水中COD的主要成分為表面活性劑，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，直接進(jìn)行生化則較難降解，并且該廢液中會(huì)含有少部分重金屬，對(duì)微生物有毒害作用，因此在進(jìn)入生化系統(tǒng)前，必須先將其去除。微電解法是利用鐵-碳粒料在電解質(zhì)溶液中腐蝕形成的微電解過程來處理廢水的一種電化學(xué)技術(shù)。電極反應(yīng)過程不耗電，會(huì)產(chǎn)生氧化還原、電附聚等作用；電極反應(yīng)產(chǎn)生的新生態(tài)Fe2+是一種吸附、包容和絡(luò)合能力相當(dāng)強(qiáng)的混凝劑。故微電解法的特點(diǎn)是作用機(jī)制多、協(xié)同性強(qiáng)、綜合效果好、可提高廢水的可生化性，與二級(jí)生化處理工藝匹配性好、操作簡(jiǎn)便、運(yùn)行費(fèi)用低。其COD去除率可達(dá)20%～60%，脫色率在50%～96%。目前該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各種無機(jī)廢水處理和有機(jī)難降解廢水的預(yù)處理上，效果十分明顯。微電解反應(yīng)的原料為鑄鐵屑和焦炭，鑄鐵是鐵和碳的合金，當(dāng)其浸沒在酸性廢水（或電解質(zhì)溶液）中時(shí)鐵和炭之間存在著明顯的電勢(shì)差，這樣便在兩者之間形成了無數(shù)個(gè)微小原電池。在鐵屑中加入焦炭后，鑄鐵屑與焦炭粒接觸進(jìn)一步形成較大原電池，使鐵屑在受到微原電池腐蝕的基礎(chǔ)上，又受到大原電池的腐蝕，從而加快了電化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，同時(shí)存在空隙可以防止結(jié)塊堵塞，保持良好的水力條件，延長再生周期。反應(yīng)中鐵做陽極，炭做陰極，反應(yīng)過程如下：

陽極：Fe-2e→Fe2+ －0.44V；

陰極：H+＋2e→H2 0.00V；

O2＋4e＋4H＋→2H2O +1.23V（酸性有氧條件下）。

從上述反應(yīng)方程式可以得知，當(dāng)鐵炭微電解處于酸性有氧的電解質(zhì)環(huán)境時(shí)，炭和鐵構(gòu)成的電勢(shì)差最大，可以達(dá)到1.67V。這樣的氧化電位足以氧化大部分有機(jī)物。經(jīng)微電解后的前處理廢水經(jīng)過混凝沉淀去除重金屬后，進(jìn)入后續(xù)生化處理進(jìn)一步去除COD。

（4）混排廢水的預(yù)處理

混排廢水主要指鍍槽滲漏、操作或管理不善引起的“跑、冒、滴、漏”的各種槽液和排水；另外還有車間地面沖洗、刷洗極板水等。混排廢水成分復(fù)雜，不易控制，由于含氰廢水和含鉻廢水混在一起，故對(duì)這部分廢水的處理應(yīng)先破氰，將氰氧化，然后再還原除鉻。

（5）綜合廢水的處理

綜合廢水主要來自鍍件清洗水，呈酸性，水量大，是電鍍廢水的主要來源。與其它幾種預(yù)處理的出水混合成綜合廢水。廢水中主要含有Cu2+、Ni2+ 等重金屬離子，這些重金屬離子以游離態(tài)形式存在于廢水中。將廢水pH值調(diào)節(jié)為8.0～9.5，添加助凝劑和絮凝劑（PAC、PAM），使之形成氫氧化物沉淀，經(jīng)過沉淀固液分離可去除Cu2+、Ni2+等重金屬離子。此時(shí)，若出水中重金屬離子超標(biāo)，過濾出水升至砂濾塔、陽離子交換塔，從而去除廢水中殘留重金屬離子，出水達(dá)標(biāo)排放。

5.2 處理效果

該廢水處理工程于2004年6月投入運(yùn)行以來，設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)正常，處理效果良好，出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。經(jīng)中山市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站監(jiān)測(cè)（治理后廢水水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果見表3），出水達(dá)到廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求。工程于2005年3月正式通過中山市環(huán)保局的竣工驗(yàn)收。

5.3 工程技術(shù)特點(diǎn)

（1）對(duì)電鍍企業(yè)實(shí)施源頭控制，廢水分質(zhì)、分流進(jìn)行輸送，分類處理和分質(zhì)處理相結(jié)合，形成了電鍍工業(yè)園廢水集中處理的先進(jìn)模式。

（2）采用進(jìn)口自動(dòng)化儀表對(duì)整個(gè)工業(yè)區(qū)內(nèi)的25家電鍍廠的各種廢水實(shí)行在線監(jiān)測(cè)，有效地監(jiān)控了混排廢水的現(xiàn)象，從而使廢水處理系統(tǒng)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)運(yùn)行。收費(fèi)按水質(zhì)和水量分別計(jì)費(fèi)，做到公平、公正、合理。

（3）充分考慮了廠方生產(chǎn)的復(fù)雜性，設(shè)置“混排廢水”和“前處理廢水”的處理系統(tǒng)。以離子交換作為終端處理，確保出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)；處理后的出水可回用于生產(chǎn)清洗線、綠化、清洗地面、沖廁等。

（4）控制系統(tǒng)設(shè)置了三種控制方式：現(xiàn)場(chǎng)操作箱手動(dòng)控制、中央操作臺(tái)集中控制、PLC自動(dòng)控制，并可由工控機(jī)直接控制，操作方便。處理系統(tǒng)采用PLC全自動(dòng)控制系統(tǒng)，大大減輕了操作強(qiáng)度，同時(shí)達(dá)到了準(zhǔn)確投藥的效果，保證了系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn)行。

（5）設(shè)計(jì)規(guī)劃清晰，系統(tǒng)各功能區(qū)分布合理。對(duì)來水進(jìn)行分類收集，控制好含氰、含鉻廢水的水量，減少了相應(yīng)處理工藝的負(fù)荷，從而降低了運(yùn)行難度。

6 結(jié)語

（1）針對(duì)電鍍工業(yè)園區(qū)廢水的特點(diǎn)，根據(jù)分質(zhì)、分流、先預(yù)處理再綜合處理的原則進(jìn)行合理的細(xì)化分類，對(duì)不同的廢水水質(zhì)先進(jìn)行分類預(yù)處理，再進(jìn)行集中物化處理。

（2）采用高效節(jié)能，便于運(yùn)行的廢水處理新工藝、新技術(shù)，確保廢水處理效果，減少工程投資和日常運(yùn)行費(fèi)用。

（3）該處理技術(shù)具有工藝合理、操作簡(jiǎn)便、自動(dòng)化程度高、經(jīng)濟(jì)合理等特點(diǎn)。處理后出水水質(zhì)達(dá)到廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（4）工業(yè)園區(qū)實(shí)行嚴(yán)格管理，嚴(yán)控進(jìn)園企業(yè)條件，要求進(jìn)園企業(yè)盡可能采用先進(jìn)電鍍工藝，倡導(dǎo)清潔生產(chǎn)理念。

（5）實(shí)施源頭控制，并削減氰、鉻等污染物的濃度和排放量，形成電鍍廢水“源頭控制，集中處理”的管理模式，可在工業(yè)園區(qū)電鍍廢水集中處理工程中應(yīng)用推廣。作者: 陽 健，陳國輝