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电镀废水治理发展趋势与"零排放"技术
 

电镀是利用电化学的方法对金属和非金属表面进行装饰、防护及获取某些新的性能的一种工艺过程。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。

电镀行业发展历史及现状

现代电化学是由意大利化学家Luigi V.Brugnatelli1805年发明的。到了1839年,英国和俄罗斯科学家独立地设计了金属电沉积工艺,用于印刷电路板的镀铜。不久之后,英国伯明翰的John Wright发现氰化钾是一个合适电镀黄金和白银的电解液,1840年,Wright的同事,乔治·埃尔金顿和亨利·埃尔金顿被授予第一个电镀专利,他们两人在伯明翰创建了电镀工厂,从此该技术开始传播到世界各地。随着电化学科学的成熟,其与电镀过程的关系渐渐被人们理解,其他类型的非装饰金属电镀工艺被开发出来。到十九世纪五十年代,商业电镀镍,铜,锡和锌也相继被开发出来。在两位埃尔金顿的发明专利基础上,电镀槽及其它装备被扩大到可以电镀许多大型物体和特定工件。在19世纪后期,受益于发电机的广泛应用,电镀工业得到了蓬勃发展,两次世界大战和不断增长的航空业推动了电镀的进一步发展和完善。

如今,电镀行业已是国民经济中不可或缺的环节,从大类上分为机件金属电镀和塑料电镀,达到工件防腐、美观、延长寿命、外观装饰等效果。随着汽车、电镀、家用电器、建筑工业及相应的装饰工业的发展和人们对生活需求的提高,我国电镀行业面临着重大的发展机遇。但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,电镀已成为当今全球三大污染工业之一。全国电镀行业每年排出的电镀废水约有40亿立方米,全国27条主要河流不同程度的被严重污染,主要是电镀废水和废液中的重金属污染,相对于水资源短缺的现状,此现状严重限制了电镀行业自身的生存和发展。

我国电镀废水的治理历史及难点

现世界上大多数国家已立法,明文限定电镀排放物中有害物质的浓度和排放总量。为促进区域经济与发展,推动经济结构的调整和经济增长方式的转变,我国也出台了相关标准,引导电镀生产工艺和污染治理技术的发展方向,治理电镀污染的总趋向是使电镀生产处于可控状态,特别是对其排放物的控制。

我国对电镀废水的治理起于20世纪50年代末,至今已经有50多年的历史了,但直至2008年,国家环保部才出台相关的行业排放标准。2008年出台的《电镀污染物排放标准》,首次对电镀行业污染物排放提出了行业标准。其中,以各种重金属离子的排放要求尤为严格,表3标准中对部分地区六价铬排放标准0.1mg/L,总铬排放标准达到0.5mg/L,总镍排放标准0.1mg/L,体现了对电镀行业特征污染物+重金属离子从严的排放要求,同时COD排放要求也提高至50mg/L以上。

由于多数电镀设备过程较为复杂,导致电镀废水成分复杂,主要有氰废水、酸碱废水及含有铬、镍、镉、铜、锌、金、银等重金属污染物和相当数量的添加剂、光亮剂等有机化合物。随着电镀工业的急速发展,新工艺、新材料、新技术的不断推陈出新,所产生的污染物种类也越来越多,越来越复杂,废水分类难度越来越大。废水中有机物、氮、磷的浓度含量较高,达标去除有一定的难度,因此对于电镀废水,需采用多种处理方法相结合,分质处理,才能达到最佳的处理效果。

同时,在清洁生产、节能减排日趋成为新一代的环保主题,中水回用、重金属回收以及零排放工艺越来越受到广泛关注,部分地区的环保要求已从达标排放上升到微排放、零排放。于是,针对已经处理后的废水进行有效的回收再利用,部分废水从源头上就采用零排放工艺成为企业争相采用的处理方法。

电镀废水治理技术发展趋势

电镀废水的治理已有数十年历史,可分为三个阶段:第一阶段,大致在20世纪50年代前后,主要着眼于废水、废渣的处理技术。处理的主要对象为氰化物和六价铬。处理方法主要是化学沉淀法。第二阶段大致在60年代,开始注意工艺改革和综合利用,并着手处理镉和其他金属。第三阶段从70年代起,开始研究从根本上控制污染的技术,以防为主,改革电镀工艺,研究废水的闭路循环。在工艺改革上用低浓度工艺代替高浓度工艺,用无毒或低毒材料的电镀工艺代替有毒材料的工艺。

今后,电镀废水治理的发展将随着两大趋势的发展而发展,一大趋势是,在清洁生产的推动下,由末端治理变为事前预防,电镀废水处理企业的地位将有很大的变化,在政府的支持下相对独立,对电镀企业有一票否决权,同时,电镀废水处理企业也拥有电镀专家,向电镀企业提供技术支持,相互配合,相互促进;另一大趋势是,电镀废水处理集中所能达到的各学科的最新技术,随所涉及的十大学科(无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、机械、电工、仪表、生物、流体力学、土建)实用技术的发展而发展。具体来说向这几个方向发展:由被动的末端治理,发展为末端治理与预防污染一体;由污染物的稀释排放,发展为无害排放,排放水的金属含量几乎为零;污泥由掩埋、焚烧发展为可安全地、广泛地利用;绝大部分的水资源循环使用。

因此,电镀废水的回收再利用是全国电镀企业发展的一个共同的趋势。由于水资源的短缺,电镀废水对环境污染的严重危害性,电镀企业实现电镀废水零排放,是未来发展的必然趋势,也是解决电镀行业造成的环境污染的唯一出路。

公爵娱乐公司电镀废水零排放技术

广东公爵娱乐环境科技有限公司是一家大型综合性环保公司,凭借多年持续研究开发和工程经验积累,在电镀废水处理方面围绕废水回用、资源化回收与达标排放的难点和重点问题进行攻关,突破了大量的技术难点,形成了从工艺、设备到自动化控制技术的集成技术体系,为电镀废水的处理回用和达标排放提出了完整可靠的解决方案,是国内领先的水环境生态治理方案提供商。

广东公爵娱乐利用独特的重金属废水电化学处理技术,实现电镀废水零排放,成为行业典范:

针对污水排放指标很难全部稳定达到《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)中水污染物特别排放限值的要求,尤其是总镍、总铜、氨氮、总氮、总磷、COD等指标,污水中的总镍、总铜难达标是废水中存在复杂多样、难以降解的络合物, COD难达标的原因是废水中存在难氧化、难生物降解的有机物等情况。

研发一种新型的电化学技术,该技术的关键部件是三维电极,三维电极的阳极采用特殊加工的SnO2-Sb2O5+石墨烯附着层,阴极采用活性炭电极,在阳极和阴极之间加入特殊加工的钛网+石墨烯附着层形成第三维电极,该电极2头不直接与阴极和阳极接触,可以起到增大电阻,增大电流密度的作用,在大电流密度的条件下将重金属的络合物及有机物降解、去除。电化学技术在重金属废水处理的应用还有其他组合型式,例如电化学+高级氧化、电浮选、电絮凝等。

目前,该技术在东莞已有一些工程案例,出水均能达到水污染物特别排放限值的要求。例如东莞市文九电镀废水零排放工程(处理水量100m³/d)中应用了2年,在进水COD600~800mg/L,电导率4000~8000μS/cm的前提下,已稳定运行了2年,产水水质、水量均可满足企业回用生产要求。工程获得了2014年度广东省环境保护优秀示范工程。另有东莞联桥电子有限公司废水处理项目、东莞利盛线路板有限公司废水处理项目等。

电镀废水零排放的价值

综上所述,电镀行业新污染物排放标准的实施,大幅提高了电镀行业污染物排放的控制要求,大力推行电镀企业废水处理零排放标准,符合国家的节能降耗、节水减排的政策要求,完全符合我国电镀产业发展政策,对维护我国电镀企业的可持续发展以及能源战略安全具有重要意义。

电镀废水零排放技术,不仅彻底解决了电镀废水对环境污染严重的大难题,还有效的对处理后的水进行循环利用、有价值资源重金属回收利用,具有显著的环境效益和社会经济效益,填补了电镀废水治理领域的空白。

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