電鍍行業排(pai)放的生產廢水是(shi)造成環(huan)境(jing)汙染(ran)的重要(yao)工業汙染(ran)源(yuan)之(zhi)一，在2000年國內(na)就成立了(liao)上萬家電鍍廠點，年電鍍廢水的排(pai)放量就已達到40億m3以上，如果不經處理或(huo)處理效果不好，將(jiang)造成資源(yuan)浪(lang)費，並嚴重危(wei)害環(huan)境(jing)。電鍍廢水主(zhu)要(yao)包括酸堿廢水、部分(fen)有機廢水和重金屬廢水，其中重金屬廢水又是(shi)電鍍廢水治理的重點。

目前，常規的重金屬廢水處理方法有化學沉澱法、吸附法、生物法等，其主(zhu)要(yao)原理是(shi)將(jiang)重金屬轉(zhuan)化成沉澱或(huo)其他形(xing)式，這易對環(huan)境(jing)造成二次(ci)汙染(ran)。如部分(fen)工程項(xiang)目采用Fenton試劑(ji)處理電鍍廢水，處理效果較好，但成本偏高。

近年來，電化學法作(zuo)為重金屬廢水處理技術之(zhi)一備受關注(zhu)，其具有電解、絮凝、氣浮、氧化還原和微電解等作(zuo)用，這些(xie)作(zuo)用在廢水處理中常常同時進行。電解反應原理主(zhu)要(yao)包括電凝聚(ju)、電氧化還原、電氣浮。

其中，電氧化和電氣浮分(fen)別用於處理有機廢水和含固(gu)態(tai)小顆粒(li)、油汙廢水;電還原是(shi)通過得電子(zi)還原高價態(tai)金屬離子(zi)為低價態(tai)金屬離子(zi)或(huo)金屬沉澱，故該作(zuo)用在重金屬廢水處理領域中廣泛(fan)應用;而(er)電絮凝原理是(shi)可溶性的鐵、鋁等陽極，在通直流電的情(qing)況下會失去電子(zi)形(xing)成金屬陽離子(zi)Fe2+和A13+，與溶液中的OH-生成金屬氫氧化物膠體絮凝劑(ji)，不僅(jin)可以有效去除電鍍廢水中的重金屬離子(zi)，同時還可以使(shi)廢水中的含鹽量降低。

1含重金屬電鍍廢水的來源(yuan)和分(fen)類

含重金屬電鍍廢水主(zhu)要(yao)產生於電鍍處理過程中多餘的或(huo)不規範操作(zuo)造成廢液以及清洗鍍件或(huo)設備產生的廢液，水質成分(fen)複雜，不易控製，其中除含有鉻、鎳、銅、鋅等重金屬離子(zi)外，還有氰化物、有機物等汙染(ran)物的存在。根據(ju)目前電鍍行業的發展，含重金屬電鍍廢水按所含主(zhu)要(yao)重金屬物質進行如下分(fen)類。

(1)含鉻廢水：鉻係廢水主(zhu)要(yao)含有鉻(Ⅵ)、少量其他重金屬離子(zi);

(2)含鎳廢水：主(zhu)要(yao)汙染(ran)物為鎳離子(zi)、懸浮物等物質;

(3)含銅廢水：主(zhu)要(yao)含有銅離子(zi)或(huo)絡合(he)銅離子(zi);

(4)重金屬混合(he)廢水：主(zhu)要(yao)含有鉻及其他重金屬離子(zi)、氰及懸浮物。

2電化學法處理含重金屬電鍍廢水

2.1電化學法處理含鉻電鍍廢水

電鍍廢水中存在大量鉻，且主(zhu)要(yao)以高價態(tai)存在，如Cr2O72-和CrO42-。許多研究[4-6]采用鐵-碳微電解或(huo)鐵屑內(na)電解處理含鉻電鍍廢水，在pH值和停留(liu)時間最佳時，Cr6+去除率高達99%以上，出水能達標排(pai)放。劉崢(zheng)等采用鈦-鐵雙陽極電絮凝技術去除電鍍廢水中鉻(Ⅵ)，鉻(Ⅵ)的去除率可達96.57%。

當使(shi)用電化學與生物法組合(he)處理時，Cr6+的去除率更好，還能同時去除廢水中的有機汙染(ran)物。如采用微電解/電解-生物法組合(he)工藝處理時，微電解/電解法相當於廢水的預處理，鉻(Ⅵ)的去除率可達90%以上，隨後進入後續生化工藝處理後，Cr6+的去除率高達99.9%，去除效果明顯。

單(dan)一的電化學法對含鉻電鍍廢水處理效果明顯，而(er)與生物法聯用後處理效果更佳，並可有效降低運行成本，具有進一步的推(tui)廣價值。

2.2電化學法處理含鎳電鍍廢水

在電鍍工業上，電鍍鎳因其具有抗蝕性、耐磨性、可焊性等特點已廣泛(fan)被使(shi)用，故其工業量僅(jin)次(ci)於表麵鍍鋅排(pai)列(lie)第二。

含鎳電鍍廢水如不處理直接排(pai)放，不僅(jin)對環(huan)境(jing)造成嚴重汙染(ran)，並危(wei)害人體健康，而(er)且還會造成資源(yuan)浪(lang)費。目前，含鎳電鍍廢水的處理方法和大部分(fen)工業廢水處理方法一樣，大致分(fen)為物化法、化學法、生物法或(huo)各方法的組合(he)工藝。楊劍[11]通過實驗探(tan)討了(liao)微電解法處理高濃度含鎳電鍍廢水的效果，鎳的去除率可達64.09%，有利於後續處理。

劉存海等采用絮凝和電解組合(he)工藝對寶雞長嶺集團(tuan)的電鍍車(che)間含鎳廢水進行了(liao)研究，通過處理後出水中鎳離子(zi)濃度降至0.365mg/L，出水低於0.5mg/L的國家標準。故將(jiang)傳統(tong)絮凝工藝與電化學法聯用處理含鎳電鍍廢水，可使(shi)廢水直接達標的同時，還降低運行成本。

2.3電化學法處理含銅電鍍廢水

在電鍍行業中，鍍銅常作(zuo)為鍍鉻和鍍鎳等其他重金屬表層(ceng)的底層(ceng)致使(shi)含銅電鍍廢水非常普(pu)遍。

而(er)采用電化學法處理含銅電鍍廢水時還可以直接回收(shou)銅，陳(chen)昊等利用流化床電極處理低濃度硫(liu)酸銅廢水，Tian等采用電解法研究Cu2+離子(zi)在不鏽鋼電極上的還原特性，Zhang等采用循環(huan)伏(fu)安法研究酸性環(huan)境(jing)中Cu2+離子(zi)的電沉積(ji)動力學行為，使(shi)出水能達標排(pai)放。朱(zhu)又春采用磁電解技術處理含銅工業廢水發現，其不僅(jin)能有效處理工業廢水中汙染(ran)物，還能進一步在陰(yin)極上回收(shou)致密均勻的金屬銅。

但電解法由(you)於受金屬電沉積(ji)還原電位和傳質過程的影(ying)響(xiang)，在處理含銅電鍍廢水時，處理時間長、處理效率低、能耗高等缺(que)點，限製了(liao)該方法在該領域的推(tui)廣。為了(liao)提高處理效果，王剛等[17]則將(jiang)兩(liang)種(zhong)電化學方法耦(ou)合(he)處理含銅廢水，處理效果明顯優於單(dan)獨微電解和電解法，並能促進反應的快速進行。

2.4電化學法處理重金屬混合(he)電鍍廢水

電鍍廢水水質複雜，通常不止含一種(zhong)重金屬，而(er)是(shi)多種(zhong)重金屬離子(zi)共存，馬洪芳(fang)利用鐵屑內(na)電解法處理重金屬混合(he)電鍍廢水，出水中Cr6+含量小於0.5mg/L，其他金屬離子(zi)均達到排(pai)放標準。

譚(tan)超(chao)雄等采用單(dan)一電絮凝處理含銅、鉻兩(liang)種(zhong)重金屬的電鍍廢水發現，在同一參數下，Cu的去除效果優於Cr。張條蘭等采用電絮凝-活(huo)性炭纖維(wei)吸附法處理重金屬混合(he)電鍍廢水，重金屬離子(zi)的去除率達到99.97%以上。

黃山(shan)市環(huan)境(jing)監測站聯合(he)黃山(shan)市環(huan)境(jing)工程公司采用“微電解—中和—混凝沉澱”工藝，處理日排(pai)放量為20t的含Cr6+，Ni2+，Cu2+電鍍廢水，總投資25萬元，處理成本為1.5元/t。廣東省(sheng)石(shi)油化工設計(ji)院(yuan)采用微電解電化學法處理惠(hui)州市某電鍍廠廢水，Q=80m3/d的工程總投資為26萬元，處理成本約為1.05元/t。

采用電化學法與其他方法聯用工藝處理重金屬混合(he)電鍍廢水時，處理成本從3~10元/t直接降到2元/t左右，處理成本明顯降低。從成本和運行成本的角(jiao)度出發，電化學法具有廣泛(fan)的推(tui)廣和應用價值。

3存在的問題

隨著近幾(ji)十(shi)年政(zheng)府對環(huan)保(bao)的重視(shi)以及水處理技術的快速研發和推(tui)廣，電化學處理技術已經廣泛(fan)應用於各工業廢水行業，尤(you)其是(shi)電鍍廢水行業。但隨著電化學法更深層(ceng)次(ci)的研究發現，該技術還存在一定(ding)的問題對其推(tui)廣有局限性。主(zhu)要(yao)是(shi)包括以下幾(ji)個方麵：

(1)電化學法對不同的重金屬處理效果不同，適應的條件(pH值、電極板間距、電極板等)也不一樣，故對重金屬混合(he)電鍍廢水處理有限製;

(2)單(dan)一使(shi)用電化學法處理含重金屬電鍍廢水時，雖(sui)然處理效果好，但處理能耗高，造成運行成本增(zeng)加;

(3)受電極板的限製，目前大多數電化學處理技術仍處於小試階(jie)段，還未廣泛(fan)應用於工程項(xiang)目中。

4結論和展望

隨著《電鍍行業汙染(ran)物國家排(pai)放標準》(GB21900—2008)的頒布，電鍍行業廢水中各重金屬的排(pai)放要(yao)求(qiu)均有所提高。為滿(man)足現有的排(pai)放標準和應對未來越(yue)來越(yue)嚴格的排(pai)放趨(qu)勢，傳統(tong)的處理技術均無法滿(man)足排(pai)放要(yao)求(qiu)，均需(xu)采用深度處理，但這使(shi)得處理費用大大提高，並導致資源(yuan)嚴重浪(lang)費。從長遠發展來看，重金屬電鍍廢水中重金屬回收(shou)不僅(jin)能避(bi)免(mian)環(huan)境(jing)汙染(ran)，還促進了(liao)循環(huan)經濟發展，是(shi)從根本上減少對環(huan)境(jing)衝擊的重要(yao)環(huan)節。

為實現這一目標，可采用電化學法與生物法或(huo)物化法相結合(he)，以減少能耗，提高處理效果，達到廢水處理和重金屬回收(shou)的雙重目的;因此，重點研發出低成本電極板和多維(wei)電化學反應器(qi)，以及選擇出最佳的工藝組合(he)來降低能耗，已成為目前重點研發的發展方向。