永嘉县电镀废水污染与治理分析
摘 要:介绍了永嘉县电镀废水的产生及排放现状，针对其电镀废水的性质及污染状况，提出了具体的治理措施，并以永嘉县电镀企业现状为参照，从电镀企业污染源控制技术上提出了一些综合电镀污水处理技术方案以及统一规划、统一管理的集中控制建议。
关键词:电镀行业;电镀废水;污染源控制
永嘉县位于浙江省东南部，瓯江下游北岸，与温州市区隔江相望。随着改革开放的深入，永嘉县经济飞速发展，2008年经济总产值实现了417.07亿元。工业行业形成了一批有规模、有市场、有优势、有效益的支柱产业，如钮扣、拉链、泵阀、教玩具、服装、五金等。2008年永嘉县电镀行业的工业生产总值达到了8.23亿元。本文分析了永嘉县电镀行业现状，以及造成当前环境问题的根源，从技术手段和管理方式对电镀企业污染源控制技术进行了探讨，并提出了对策建议。
1 永嘉县电镀废水污染现状
永嘉县现有电镀企业89家，主要分布在瓯北镇和桥头镇。其中瓯北镇39家，桥头镇31家；另外18家分别分布在乌牛镇、桥下镇和上塘镇，其中乌牛镇9家，桥下镇7家，上塘镇3家。电镀企业数量虽多，但多以中小型企业为主，设备相对简陋，许多企业沿用传统落后的装备，自动化水平程度低。有半数以上的企业以手工操作为主，仅有1/3的企业采用自动、半自动化电镀生产线。除少数几家重点企业外，几乎没有企业采用节水、节能装置，以及安装废水计量装置。大部分企业采取的清洗方式依旧是单槽清洗，无槽边循环系统，无末端出水回用装置。永嘉县各电镀企业所采用的电镀工艺普遍为传统含氰电镀工艺，如高氰镀锌、中氰镀锌、氰化物镀铜等。传统含氰电镀工艺原辅材料需要大量的氰化物、六价铬等重污染、重毒性物质，产生的废水中氰化物、六价铬等重污染物含量高、污染大、处理难，总体概况如下：
1.1 电镀废水的来源和性质
根据电镀工艺过程，电镀废水来源大体可分为前处理废水、镀层漂洗废水、后处理废水和废镀液四类。
金属电镀件的前处理包括整平表面、化学或电化学除油、酸洗或电化学方法除锈等。除油过程常用碱性化合物如氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠等，为了去除某些矿物油，通常在除油液中加一定的乳化剂。除油过程产生的清洗废水以及更新废液都是碱性废水，含有油类及其它有机化合物。
镀层漂洗水是电镀废水的主要来源，几乎占废水排放总量的80%以上，也是电镀作业中重金属污染的主要来源。电镀液的主要组分是金属盐和络合剂，包括各种金属的硫酸盐、氯化物、氟硼酸盐等。除此之外，为了改善镀层性质，往往在镀液中添加某些有机化合物，因此镀件的漂洗废水中除含有重金属外，还含有少量的有机物。漂洗废水排放量以及重金属离子的种类与浓度随着镀件的物理形状、电镀液的配方、漂洗方法以及电镀操作的管理水平等诸多因素的变化而变化，特别是漂洗工艺对废水中的重金属浓度影响很大，直接影响到资源的回收和废水处理的效果。
镀层后处理主要包括漂洗之后的钝化、不良镀层的退镀以及其他特殊的表面处理。钝化液常采用一定浓度的铬酐、硫酸、硝酸混合溶液，因此钝化漂洗废水为含六价铬的酸性废水。此外，不良镀层的退镀在电镀作业中也经常会碰到，退镀漂洗废水中含有六价铬、铜、镍等重金属及硫酸、氢氧化钠等酸碱物质及某些有机添加剂，退镀漂洗废水复杂多变，水量也不稳定。
根据对永嘉县电镀废水的调查监测，废水的pH值为2～6、氰化物2～20mg/L、六价铬30～150mg/L、铜10～150mg/L、镍5～130mg/L、锌5～130mg/L。
1.2 电镀废水产生及排放情况分析
2008年永嘉县电镀行业废水总排放量为235.01万吨，其中电镀企业数量最多的瓯北镇和桥头镇的废水排放量分别为153.24万吨和56.94万吨，两镇的废水排放量占到了全行业的89.43%。永嘉县电镀行业的主要污染物氰化物、六价铬、CODCr、石油类等产生、排放情况见表1。瓯北镇、桥头镇的污染物产生、排放情况见表2。
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从表1、表2来看，废水处理做得最好的为瓯北镇。瓯北镇氰化物产生量占行业的68.37%，但其排放量仅占行业的9.96%；六价铬产生量占行业的37.70%，但其排放量仅占行业的1.48%。这与瓯北镇电镀企业多集中在五星电镀基地内，配套设施相对较完善，且易于管理有关。相比之下，桥头镇的废水处理形势不容乐观，该镇氰化物产生量占行业的20.94%，但其排放量却达到了行业的88.35%；六价铬产生量占行业的44.61%，但其排放量高达行业的97.81%。
2 电镀废水处理情况
2008年永嘉县电镀行业废水总排放量为235.01万吨，处理量为203.16万吨，废水处理率为86.45%，废水处理率高于全县工业废水平均处理率（76.46%）。上塘镇、桥下镇废水处理率均达到了100%，瓯北镇为94.67%，乌牛镇为94.34%，而桥头镇仅为59.47%。
永嘉县普遍采用的是传统含氰电镀工艺，电镀废水中除了六价铬、铜、镍等重金属外，还含有氰化物。根据这一特点，永嘉县电镀行业采用的废水处理工艺主要是将废水分流为含氰废水、含铬废水和其它的综合废水，将三股废水分流后分别进行处理。
（1）含氰废水的处理
含氰废水的处理采用碱式氯化法，即在碱性条件下，用次氯酸钠氧化CN-，通过化学反应转换为CO2和N2。
氧化反应方程式如下：
NaCN+NaClO = NaCNO+NaCl
2NaCNO+3NaClO + H2O=2CO2↑+N2↑+3NaCl+ 2NaOH
总反应方程式为：
2NaCNO+5NaClO+H2O=2CO2↑+N2↑+5NaCl+ 2NaOH
（2）含铬废水的处理
含铬废水采用焦亚硫酸钠处理，在酸性条件下，使废水中的六价铬还原为三价铬，再加入片碱，使其成为氢氧化铬沉淀从水中沉淀出来，从而使废水得到净化。
化学反应方程式如下：
H2Cr2O7+Na2S2O5+3H2SO4 = 2Cr2(SO4)3+2Na2SO4+4H2O
与碱生成沉淀的反应式如下：
Cr2(SO4)3+6NaOH=2Cr(OH)3↓+3Na2SO4
（3）其它废水的处理
对其它的含铜废水、含镍废水、含锌废水等采用化学沉淀法处理，先调节废水pH值至合适值，再加入碱，使废水中的铜、镍、锌等形成沉淀析出。处理过程中需要注意破除水中的络合剂，防止形成络合物，影响处理效果。另外，氢氧化锌为双性氧化物，可溶于强酸或强碱，处理时必须注意控制废水的pH值，防止已沉淀的氢氧化锌再次溶解，从而影响处理效果。废水处理过程中，一般将含锌废水pH值控制在8.5～8.8之间。
（4）电镀废水处理总工艺流程
含氰废水由车间经筛网过滤后排入氰废水调节池，由泵送至一级反应池，加入次氯酸钠、片碱，调节pH值至10.5~11.5进行氧化反应，搅拌后流入二级反应池，进行完全氧化反应，除氰后流入缓冲反应池。
含铬废水由车间经筛网过滤后排入含铬废水调节池，由泵送至反应池，加入焦亚硫酸钠、硫酸，调节pH值至2.5～3.5，搅拌后流入缓冲反应池。
在缓冲反应池中调节废水pH后用泵送至斜板沉淀池进行固液分离，上清液流入三级反应池，加入硫酸回调pH值至6～9后排放。污泥排入污泥池，由泵送至压滤机压滤，滤液回流至缓冲反应池，干污泥外运。主要工艺流程如下图：
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该处理工艺广泛应用于永嘉县电镀企业废水治理，从治理效果来看，该处理方法运行较稳定，出水能符合《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。
3 建议与对策
（1）加强车间管理，确保废水分流永嘉县的电镀镀种多、废水中污染物种类多，除酸碱废水、含油废水等外，还有含氰废水以及有毒、难降解的重金属废水。永嘉县现有电镀废水处理工艺都是基于废水分流，将含氰废水、含铬废水和其它废水分流后分别进行处理。因此，必须加强车间管理，确保废水分类收集和分质处理，防止废水混集影响处理效果。
（2）加强操作人员培训和废水治理设备管理
从调查来看，废水治理效果与废水治理设施操作人员的专业素质有直接关系，操作人员业务水平强，工作认真负责的，治理设施的运行就较稳定、出水效果好；反之，往往就会出现各种药剂投加随意、废水pH控制不准确，出水效果差，难以达标排放。因此加强操作人员业务培训，提高其业务水平是治理设施稳定运行、出水达标排放的关键。可由废水治理设施设计单位定期或不定期地组织操作人员集中学习培训。废水治理设施必须由经过培训的专人操作、管理，操作人员不少于2人，确保治理设备正常运行。实行治理设施自动化，应用pH/ORP自动控制系统对治理的各种工艺过程进行自动化控制，改变人工投药随意性大，难以达到治理工艺参数要求，从而影响废水治理效果的局面。
（3）加快电镀基地建设，实施区域集中管理和污染物集中控制
永嘉县电镀企业规模较小、分布较分散，很难统一规划管理。全县现有瓯北镇五星电镀基地和桥头镇外垟头电镀基地两处基地，入驻电镀基地的企业共36家，其中五星电镀基地15家，外垟头电镀基地21家，仅占全县89家电镀企业总数的40.45%。在建的电镀基地只有桥头镇外垟头基地（二期）一处，该电镀基地建成后，可解决部分电镀企业入园问题，但仍不能满足实际需要，大量企业仍分散在全县各处。为了解决企业入园难和统一管理的问题，应加快电镀基地建设，合理选址，在电镀企业较集中的瓯北镇再建立电镀基地，将分散各地的电镀企业迁入基地，实施集中统一管理。基地内统一规划废水收集、输送管线、废水集中处理设施和安装在线监测系统。
（4）积极探索新的处理工艺
现有电镀废水均采用化学沉淀法处理，从运行效果看，能基本满足目前的废水处理要求。但随着行业发展及总量控制的要求，废水处理效率要提高，必须采用新型高效的废水处理工艺。尤其当《电镀污染物排放标准》（GB21900－2008）实施后，对废水的CODCr指标提出了要求，以永嘉县现有的废水处理工艺很难确保CODCr浓度达标排放，这也使探索新的处理工艺提上了日程。
（5）推行清洁生产
永嘉县电镀行业普遍存在设备简陋、技术工艺较落后，管理水平不高、员工素质低，能源、资源消耗大等问题。传统的电镀工艺技术会产生大量有毒废水，给环境造成了很大的污染。因此，推行清洁生产，采用绿色清洁的电镀技术，减少生产中的“跑、冒、滴、漏”，减少有毒有害物质使用量，减少污染物的产生量和排放量势在必行。从政府部门来讲，要加强清洁生产培训教育，对企业负责人广泛宣传清洁生产的概念、意义和必要性，宣讲清洁生产审计程序和方法等，普及清洁生产意识，并对实施清洁生产的企业给予一定的政策优惠和资金补助。作为企业，则要对电镀车间进行清洁生产改造，如改造现有工艺技术，采用自动化电镀流水线；在镀槽后面设置回收槽，回收镀件带出的镀液；采用多级逆流漂洗和喷淋方法，减少废水排放量等。
4 结语
本文以永嘉县电镀企业现状为参照，从电镀企业污染源控制技术上提出一些技术建议，并对未来的电镀企业污染控制做出了前瞻，提出科学的综合电镀污水处理的技术方案以及统一规划、统一管理的集中控制建议， 以求实现电镀经济效益和环境效益双赢。工业是国家发展的命脉，而环境问题关系到可持续发展方针的实施，二者均不可偏废。而选择合理的处理方法，做到社会效益、经济效益和环境效益的三统一，则是广大电镀行业工作者的共同愿望。
作者：翁良善，徐来 永嘉县环境保护设计科学研究所
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