电镀废水处理技术研究进展

摘要：电镀行业是制造业的基础行业，但存在较高的环境风险。电镀废水含有大量有毒有害物质，对生态环境和人体健康造成巨大威胁。目前，电镀废水常用的处理方法有4种，即化学法、物理法、物理化学法和生物法。结合电镀废水的来源与分类，综述电镀废水处理技术的研究现状，展望未来发展趋势。未来，要加大技术研发力度，强化电镀废水的组合处理，实现零排放和资源化利用。

关键词：电镀废水；处理技术；发展趋势；组合处理；零排放；资源化利用

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1008-9500（2024）10-0-03

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Research Progress on Electroplating Wastewater Treatment Technology

GUO Hucheng1， TANG Xiaosu2

（1. Ganzhou Zhonglian Environmental Protection Technology Development Co.， Ltd.;

2. Jiangxi Environmental Engineering Vocational College， Ganzhou 341000， China）

Abstract： The electroplating industry is the fundamental industry of manufacturing， but it carries high environmental risks. Electroplating wastewater contains a large amount of toxic and harmful substances， posing a huge threat to the ecological environment and human health. At present， there are four commonly used methods for treating electroplating wastewater， namely chemical method， physical method， physicochemical method， and biological method. Based on the sources and classification of electroplating wastewater， the current research status of electroplating wastewater treatment technology is summarized， and the future development trends are looked forward. In the future， it is necessary to increase technological research and development efforts， strengthen the combined treatment of electroplating wastewater， and achieve zero emission and resource utilization.

Keywords： electroplating wastewater; treatment technology; development trend; combination treatment; zero emission; resource utilization

电镀行业被认为是当今世界三大污染工业之一，我国拥有超过4万家电镀企业及5 000余条正规生产线，工业规模巨大，其电镀加工能力高达30亿m2。这些企业主要服务机器制造、轻工、电子、航空航天及仪器仪表等关键行业。然而，电镀废水的排放问题不容忽视，其含有大量有毒有害物质，对生态环境和人体健康都有严重的影响。

1 电镀废水来源及分类

电镀行业在生产过程中会产生废水，这些废水富含重金属离子、氰化物和有机污染物等有毒有害成分。电镀废水的主要来源可细分为镀件漂洗、废弃镀液排放、车间操作不当导致的泄漏与溢出、废水处理过程的自用水排放和化验室用水排放。镀件漂洗废水是电镀废水的主要组成部分，其排放量至少占电镀车间废水排放总量的80%。

电镀废水含有多种有毒有害成分。根据污染物种类，电镀废水可以分为5大类，即重金属类、酸碱物质类、有机物类、油类及金属氧化物类。根据处理方法，电镀废水可以分为3种，即含油废水、含氰废水和综合废水。当前，电镀废水还可细分为含铬废水、含氰废水、前处理废水（含油废水）、混排废水、含镍废水和综合废水。

2 电镀废水处理技术的研究现状

电镀废水常用的处理方法有4种，即化学法、物理法、物理化学法和生物法。

2.1 化学法

2.1.1 化学沉淀法

化学沉淀法是一种高效的废水处理技术，可用于处理电镀废水。该技术核心在于引入特定的沉淀剂，如NaOH、Ca（OH）2、硫化物和螯合物等。化学沉淀法适用于离子态金属的去除，该方法需要确定反应的最佳pH值范围，反应生成难溶于水的盐类通过沉淀、气浮、微滤或超滤等分离去除。葛丽颖等[1]采用NaOH作为沉淀剂处理酸性含铜废水，可将铜离子浓度从367 mg/L降到小于1 mg/L，去除效果较好。杜琦[2]采用硫化物沉淀技术处理电镀含镍废水，镍离子得到有效去除，去除率可达95%。化学沉淀法是电镀废水最常用的处理方法，但废水与沉淀物质分离较难，污泥存在二次污染。

2.1.2 氧化还原法

氧化还原法运用特定的氧化剂和还原剂，有效地将废水中的有毒有害物质转化为无毒物质或低毒物质。碱性环境下，含铬废水可以通过化学还原进行处理。FeSO4、SO2、铁粉及各种亚硫酸盐等还原剂共同作用于废水中的六价铬，促使其还原为三价铬，随后通过加入NaOH和石灰等碱性物质，实现三价铬的沉淀与分离。在电镀含铜废水的处理中，碱性氧化法用于去除氰根，在碱性条件下加入还原剂，还原剂与氢氧化铜反应后生成Cu2O沉淀，然后进行沉淀分离。毋浪鹏等[3]采用次氯酸钠氧化法处理电镀废水，废水中总镍去除率能达到99.97%。氧化还原法设备简单，反应迅速，处理量大，但是药剂消耗量大，污泥资源化利用较为困难。

2.1.3 铁氧体法

铁氧体法通过在含有重金属离子的废水中添加二价铁盐或三价铁盐，在碱性条件下促进铁盐的沉淀，进而实现重金属离子的共沉淀去除。朱家伟[4]采用铁氧体法对高浓度镍、铬废水进行处理，通过投加FeSO4·7H2O使镍和铬离子浓度达到排放标准，铁氧体粉末中的镍、铬含量均低于毒性浸出标准。此外，铁氧体法具有很多优势，如设备要求简单、成本低、产生的沉渣可循环利用和不会造成二次污染，体现其在废水处理领域的重要应用价值。

2.2 物理法

2.2.1 蒸发浓缩法

蒸发浓缩法是电镀废水中重金属离子的一种高效处理方法。该技术通过蒸发水分，实现对铬、铜和银等重金属离子的浓缩，显著降低废水排放量，同时促进有价金属的资源化回收。但是，该方法的能耗和成本较高，常作为辅助处理手段，如离子交换-蒸发浓缩联用或者蒸发浓缩-膜浓缩联用。

2.2.2 反渗透法

反渗透法主要依赖外部压力驱动，通过半透膜的选择性分离和透过特性，实现重金属离子在半透膜表面的有效拦截。反渗透法适用于电镀清洗废水槽边回收、电镀混合废水深度处理和回用，主要用于电镀废水中重金属的回收处理，如电镀含镍废水中镍离子的二次回收利用。采用反渗透法处理电镀废水时，半透膜的定期更换成为制约连续生产效率的重要因素。

2.3 物理化学法

2.3.1 吸附法

吸附法的原理是利用微孔结构多、比表面积大的吸附材料吸附废水中的重金属，目前用得较多的吸附材料为活性炭、腐植酸和硅藻土等。刘勤伟等[5]以杏壳为原料制备活性炭，再用Fe3O4颗粒对活性炭进行磁改性，制备出Fe/活性炭材料对电镀废水中的六价铬进行吸附，去除率为99.2%。吸附法的成本低，材料较易获得，工艺简单，操作简便，成本较低。但是，吸附材料的再生能力较低，吸附容量有限，较难实现回收利用。

2.3.2 离子交换法

离子交换法利用特定的离子交换树脂对电镀废水中的重金属离子进行有效置换，进而降低废水中的重金属含量。甘雪慧等[6]采用钠型阳离子交换树脂深度净化含镍废水，树脂展现出优异的镍离子交换吸附性能，废水净化效果可达相关排放标准。离子交换树脂可用于处理电镀废水，具有能耗低、效率高、处理容量大和出水水质好等优点，但前期基建投资大，操作管理要求比较严格，因此不适用于规模小的企业。

2.3.3 电化学法

电化学法依托电解过程，阴极与阳极分别发生还原反应与氧化反应，进而实现废水中重金属离子的有效去除。电解法不仅适用于处理含氰废水（不包括铁氰配合物），还适用于处理六价铬浓度小于100 mg/L的废水。它主要用于处理电镀废水中的重金属，在处理含铜废水时，还可用于回收铜。电解法操作比较简单，效果稳定可靠，但是电极材料和电能会有损耗，运行费用较高。

2.3.4 膜分离法

基于特定膜材料的选择性透过机制，膜分离法在混合物成分的分离、净化及浓缩方面展现出显著的效果。该技术主要分为微滤、超滤、纳滤及反渗透等。在重金属离子尤其是铬离子的回收领域，目前工业化程度较高的工艺主要为“微滤-反渗透”组合、“电渗析-反渗透”组合等。膜分离技术分离效率高，环境友好，能耗低，操作便捷，在众多领域得到广泛应用。但是，处理成本较高，膜易受污染并堵塞，透过率较低。

2.4 生物法

生物法主要通过特定微生物对重金属离子的吸附作用实现废水净化。生物法利用静电吸附、细胞转化和细胞吸收等机制，特别适用于处理电镀废水。谭荣等[7]在电镀污泥中成功筛选并培育出一株具有高效吸附Cu2+能力的枯草芽孢杆菌，该菌对Cu2+有较好的吸附效果，Cu2+去除率达到62.4%。生物法具有高选择性，设备投资少，处理效率高，但特殊菌种吸附的重金属很难分离，不能进行循环利用。

3 未来发展趋势

3.1 电镀废水的组合处理

在实施过程中，各种单一处理技术展现出优势与缺陷。为了提高电镀废水处理效率，可整合不同处理工艺，探索多元协同优化的组合策略。物化-生物-膜法组合工艺是电镀废水治理的主流工艺。电芬顿-吸附-电渗析组合工艺可用于处理电镀废水中的络合铜离子，处理效率高，循环处理的稳定性好。

3.2 电镀废水的零排放

零排放的核心在于实现生产过程中污染物的零释放，确保环境不被污染并促进资源的可持续利用。随着环境保护要求的日益严格，应以传统废水处理工艺为基础，采用膜分离、蒸发结晶等技术，确保废水零排放，最常见的处理工艺为预处理+膜处理+蒸发器蒸发+污泥处理。回用系统最重要，一般位于膜处理单元。电镀废水成分复杂，浓缩液处理成本高，系统长期运行效果差，目前真正可以实现电镀废水零排放的企业很少。但是，环保政策日趋严格，零排放将是未来电镀废水处理的终极目标。

3.3 电镀废水的资源化利用

电镀废水排放量大，重金属含量高，回收价值大，资源化利用主要是重金属回收和中水回用。未来，要建立有用组分资源化利用机制。总体来看，重金属的高效回收、废水的深度净化和高比例回用是电镀废水资源化利用的目标。

4 结论

电镀废水成分复杂，如果未经处理直接排放，会影响生态环境和人体健康。根据处理条件和需要，可采用多种组合工艺，提高处理效率。零排放是电镀废水处理的前沿方向，未来应当探寻有效的零排放技术，降低经济成本。电镀废水处理技术应着眼于提升系统稳定性，提高处理效率，增加经济效益，实现经济发展和环境保护的双赢。

参考文献

1 葛丽颖，刘定富，曾祥钦，等.酸性含铜电镀废水处理[J].电镀与环保，2007（2）：36-37.

2 杜 琦.化学沉淀-离子交换法处理电镀含镍废水研究[D].兰州：兰州大学，2020.

3 毋浪鹏，许海亮，郑元武，等.次氯酸钠氧化法处理含镍电镀废水的应用研究[J].电镀与涂饰，2024（1）：144-149.

4 朱家伟.铁氧体法处理含镍、铬电镀废水的研究[J].化学工程师，2018（5）：45-47.

5 刘勤伟，周其胤，彭书传，等.Fe/活性炭材料对电镀废水中Cr（VI）的去除研究[J]．广东化工，2023（17）：31-33.

6 甘雪慧，彭志业.离子交换法深度净化电镀含镍废水[J].山东化工，2021（23）：221-223.

7 谭 荣，龚 杰，龚百川，等.用枯草芽孢杆菌吸附去除电镀废水中的铜[J].湿法冶金，2022

（1）：40-46.