中国电子科技集团公司第五十五所 张仲仪 【摘要】电镀行业产业升级是经济在招手，环境在呼唤的必然结果，其核心是要搞好电镀集中区的废水处理，因此对入住集中区的企业首先要按清洁生产的要求进行审核，同时要认真剖析集中区电镀废水的特点，运用循环经济的理念对不同电镀废水进行分类收集，采用最佳的废水处理技术，并根据“集散控制模式”进行处理，只有这样废水才能达到回用的理想效果。 【关键词】电镀行业产业升级、电镀集中区、废水处理技术和回用、循环经济 电镀是金属表面处理的“美容师”，它可在各种基材上获得功能性、装饰性和防护性良好的金属膜层，其产品无处没有，无论是在什么领域，也无论是在人们衣食住行的哪个方面、甚至在你身上，都可找到电镀成果的闪光点。因此，电镀在国民经济建设中有着举足轻重的地位，是绝大多数行业在生产过程中不可缺少的重要组成部分，也是无法用其它工艺所能取代的。但是电镀在给人们带来美好产品的同时，却又以严重污染环境而着称，电镀是污染大户、用水大户、电镀污染无处不在、哪里有电镀哪里就有污染，这已是不言而喻的事实。尤其是近几年，我国东南沿海各省和内地一些大城市、电镀产业发展很快，都在随着当地经济建设和招商引资步伐的加快而加快，电镀加工的范围也在不断扩大，正因为此，电镀对环境造成的污染更加引起了各级政府的高度重视，许多省市经委、经贸委和环保局都提出了要严格控制重金属对环境的污染、对电镀行业要结合产业结构的调整，搞电镀集中区建设，其目的就是要对电镀行业进行整治、要把分散在各地的电镀厂、点有条件、有计划地集中到一起，实行生产与治污分离，让废水分类收集、分质处理，把电镀集中区打造成技术领先、设备先进、镀种齐全、环保一流的电镀服务加工休系。这是电镀行业搞好清洁生产、进一步走好“节能、降耗、减污、增效”的可持续发展之路，是经济在招手、环境在呼唤的必然结果。 那怎样搞好电镀集中区的建设呢，在这个问题上我们考虑最多的是电镀企业集中后，电镀废水、废气和危险固废究竟该怎样处理，尤其是电镀废水究竟该怎样处理，这个问题是电镀行业在产业升级中、事关电镀集中区建设成败的关键，否则电镀集中区将成为望而生畏的“污染集中的隔离区”。下面我们想谈谈自己的肤浅看法，供有关领导、部门和同行参考。 一、要认真分析电镀集中区内电镀废水的特点 我们十分清楚：电镀企业集中后，一是镀种（包括化学镀）会更加齐全，表面处理内容会更多，除有镀锌、镀铜、镀镍、镀铬四大常规镀种外，还有应用比较广泛的锌-镍、锌-钴、锌-铁合金电镀，铜-锌、铜-锡、铜-锌-锡仿金电镀，镍-锌、镍-锡黑色镀层电镀以及可为部分IT产业、电子行业厂家生产的某些产品，因特殊需要而存在的镀金、镀银、镀锡乃至少量的稀贵金属钌、铑、钯电镀等。同时也会有金属的氧化、磷化、钝化等表面处理加工企业进入电镀集中区。二是各种电镀液的配方会因电镀企业不同、产品用途不同、质量要求不同而更加多样化，不可能完全一样，尤其是各种添加剂、络合物让人眼光了乱。再加上目前还有少数镀种在短期内还淘汰不了氰化物，因此含氰电镀在某些特殊产品电镀中还依然（过渡性）存在。三是各种化学药品的种类和数量会因电镀和表面处理加工件在电镀集中区的集聚而剧增，尤其是镀前等表面处理和退镀时所需酸碱用量的增加。 四是电镀企业集中后，整个电镀集中区的废水产生量将无疑会因新鲜用水量的增加而增大。因此，电镀集中区电镀废水集中后会有一个明显的特点：即废水量特别大、成份特别复杂、处理相对较为困难，搞不好废水是“一锅大杂烩”。这将导致整个废水的处理难度和增加废水处理的运行成本。同时也会给有可能回收的重金属带来困难，难以实现电镀集中区电镀废水的稳定达标排放和废水回用。 二、要对进入电镀集中区的企业先进行清洁生产审核、实施准入制 电镀集中区的电镀废水要能实现长期、稳定并大大低于国家污水排放标准和废水回用的效果，最重要的前提就是：一定要对准备进入电镀集中区的企业先进行清洁生产审核，对已达到国家环保总局2002年4月发布的《电镀行业清洁生产技术要求（报批稿）》、并通过了审核或承诺在短期内可通过整改实现清洁生产的企业方可进入电镀集中区。具体地讲：凡准备进入电镀集中区的电镀企业，其清洁生产标准不得低于国内清洁生产的基本水平。因为电镀清洁生产是从源头开始削减污染的，所以在电镀生产过程中使用的能源是清洁的、工艺取向是低毒低浓度常温和高电流效率的、技术与装备是先进的、水洗方式是科学的、管理是一流的、综合利用水平是高的。这些毫无疑问会最大程序减少电镀新鲜水的用量、电镀废水、废液的排放量和废水中主要污染物【总氰化物（以CN-计）、总锌、总铜、总镍、总铬】的产生量，从而可进一步先优化废水品质，为电镀废水处理和回用设施减轻负荷、降低运行成本奠定了基础。 那对达不到清洁生产要求的电镀企业又该怎么办呢，这虽不是本文要讨论的问题，但也不防讲两句：一是政府部门要采取“关、停、并、转”的措施，进行产业结构调整，对其中有经济实力的单位应帮助他们进行技术改造，积极引进国内外新技术、新工艺、新设备、尽快实现电镀的清洁生产，为第二批进入电镀集中区做好准备。二是对没有经济实力的单位则要限期对“三废”进行达标治理，凡在限期内达不到环保要求的，应坚决给予取缔。而对可达到治理要求的则需进一步敦促他们按照《电镀行业清洁生产技术要求（报批稿）》搞好企业的清洁生产，为第三批进入电镀集中区做好准备。只有这样集中区建设才起点高、基础好，也才能进一步规范、健康发展。 三、要根据废水性质、排放标准、废水回用要求和生产与治污分离的原则对电镀废水进行“集散控制”处理 在电镀集中区内，由于镀种多，因此电镀废水中的污染物总类也多，除酸碱废水、含油废水、有机废水外，还有令人关注的含氰废水以及大量的、有毒的、难以降解的各种重金属废水。所有这些废水如果不科学的进行分类收集、分质处理，只简单的、粗放的将这些废水混集在废水处理站的综合池内，那综合池中的废水肯定是“一锅大杂烩”，最终将影响整个电镀废水集中处理后的效果。为此电镀废水集中处理一定要根据国家《GB8978-1996污水综合排放标准》先分类，对第一类污染物的重金属废水、必须先在车间或车间处理设施排放口达标排放，而对电镀集中区电镀废水处理还需进一步遵循“生产与治污分离”的原则。因此电镀集中区内所有的含铬、含镍、含铅、含银等废水应先分类收集到各自的废水贮存池中，并经处理达标后方可进入集中区的废水处理站，而对含氰废水，则要根据废水的性质，先单独收集并在破氰分质处理后，方可进入到集中区的废水处理站。然后才是对最终进入集中区废水处理站的废水再进行综合处理，只有经过上述这种“集散控制”处理后，整个电镀集中区的电镀废水才能稳定达标排放，废水也才有可能进一步深化处理后回用。 四、要运用循环经济理念，拓宽电镀废水的处理思路 循环经济理念可运用到国民经济建设中的每个细小环节中，尤其是在电镀行业，循环经济更是大有可为。一是水的循环使用；二是废水中各种有价金属的回收。为此，我们必须进一步解放思想、转变观念，拓宽电镀废水的处理思路，电镀废水已不再是过去一钱不值的污水，而是一种可再生利用的资源。对电镀废水的处理我们再也不能只局限在达标排放上，而要尽可能做到电镀废水95%以上的回用，实现电镀废水的“零排放”，同时对电镀废水中有价金属如：金、银、铜、镍、铬、钌、铑、钯等，不论其含量多少，我们都应该想办法回收。正是出于上述理念，我们对电镀集中区的电镀废水处理必须有更高的要求、必须进一步拓宽电镀废水的处理思路。那怎样拓宽思路呢，我们认为，应该重点考虑以下几个方面：第一，电镀废水分类收集要尽可能细，相同生产线（包括退镀）要相对集中，最好能安排在同一车间或同一厂区，以便相同镀种的废水能更好的集中处理和物料回收。第二，电镀废水处理中心位置应考虑在电镀集中区的中心地域。第三，必须把含铜废水视为一类污染物对待，必须单独收集，因为铜不仅是国内紧缺资源，同时在排放废水中、如果铜离子浓度高了，也将会影响所在地区的生态环境（理由还可见下一节有关废水处理技术比选中的有关论述）。第四，要有新颖的、综合性好的电镀废水处理技术作支撑。只有这样，电镀废水资源才能得到最大的利用，而达标后的电镀废水外排量也将会减少到最低限度，甚至是“零”或者说外排电镀废水中的主要重金属污染物为“零”（即根本检测不出来、只是微乎其微）。 五、要对各种先进的、现在流行的电镀废水处理技术进行比选 目前，公认的、较好的电镀废水处理技术有以下几种： 1、用化学法处理电镀废水：该法用得最多的是化学沉淀法，尽管它传统，但它简单、可靠。尤其是对单一镀种的电镀废水，其处理效果很好，如果说产生的污泥较多是它的缺陷，那不是化学法本身的问题，而是你没有选好恰当的药剂。要知道目前全球仍有80%的电镀废水处理用的是用化学法。 2、用膜分离技术处理电镀废水：膜分离技术是利用一种具有半透性能的高分子合成膜材料，在外压趋动力作用下实现废水溶液中某些组分选择性透过的分离技术。该技术已成功应用到了电镀废水处理中，它不仅可回收电镀废水中的重金属，同时因它具有脱除废水中盐类的功能而使出水得到了最好的回用。这既符合循环经济的理念，也体现了电镀的清洁生产。因此，用膜分离技术处理电镀废水越来越受到人们的关注。但该技术普遍令人担心的是投资费用高、膜易堵塞会影响其使用寿命，因此，在某种程度上影响了该技术的推广，但据膜分离技术专家讲，用膜分离技术处理电镀废水其成本是低的，因为废水已大部分回用了，从而节省了水费和节约了排污费，再加上废水中的有价重金属得到了回收，其收益也是很可观的，整个投资费用完全能在较短时间内收回。至于膜易堵塞会影响其寿命，专家讲，膜和其它产品一样都有自己的生命周期，但膜易堵塞问题已得到了解决，可不用担心，因此用膜分离技术处理电镀废水的企业在逐年增加，该技术日渐看好。 3、用螯合沉淀法处理电镀废水：该技术的核心是使用了高分子重金属离子捕集沉淀剂（DTCR），只要将DTCR投加到电镀废水中、DTCR就能在常温下与废水中的Cu+2、Ni+2、Zn+2、Cr+3、Pb+2、Mn+2等各种重金属离子迅速反应，生成不溶于水的螯合盐，然后再加入少量的絮凝剂，即可去除电镀废水中的重金属。 该技术最大优点是pH适用范围宽，在3-11范围内均有效。另外该技术对废水中重金属络合物的去除效果也很好，但处理达标后的外排水因含有盐分、而不好直接回用到电镀生产的关键环节中。 4、用HR型（系列）除铬机处理电镀废水：该除铬机实际上是一种新型的重金属废水处理设备，很适用于电镀废水的处理，它的最大优点是除铬灵药剂在将Cr+6还原为Cr+3时，勿需受pH的控制，即在任何条件下都能将Cr+6还原成Cr+3。其次是该技术只需控制pH在8-9范围内，所有的重金属离子都能完成氢氧化物沉淀而去除，同时外排废水pH值也不会超标。 用该技术处理重金属废水效果特别好，镀铬废水经处理后，在废水中Cr+6和总铬均检测不出来（因此所用设备叫除铬机，所用药剂叫除铬灵）。对含铜、镍、锌的电镀废水经处理后，废水中Cu+2、Ni+2、Zn+2含量也均<0.00X mg/l数量级。正因为此，该设备制造商曾向国家环保总局反映要求提高废水中重金属离子的外排标准。为此该技术荣获了2004年度国家重点环境保护适用技术称号。 该处理技术会有少量的含铬污泥产生、属危险固废，需妥善处置。但对单一的镀铬污泥而言，其污泥可送专门的单位处置、已便回收其中的铬。 5、用生化法处理电镀废水：在这里用生化法处理电镀废水是选用一种能富集废水中重金属离子的BM菌团，然后再经固液分离使电镀废水达标排放。该技术尽管有诸多优点，但必竟让人担心的是：在温度零下的隆冬季节，BM菌会无法生长和死去。另外废水中的铜离子、哪怕是只有十万分之一（105）的铜离子存在，菌类生长都会受到抑制，甚至被扼杀至死（众所周知的波尔多溶液即硫酸铜溶液是果树、林木产品常用来喷杀虫害的药剂，对BM菌也一样有害）。再有万一企业因管理不善，废水中有残留的氰离子存在又怎么办，所有这些均会影响和导致废水处理设施的正常运行。因此用该技术处理电镀废水将受到一定的局限性和严格管理的制约。 6、用高压脉冲电凝加硅藻精土整合技术处理电镀废水：该技术的工作原理分两个部分：一是高压脉冲电凝技术，它突破了传统的低电压、大电流的电解法，而是采用高电压、小电流的高压脉冲电凝法。它所使用的高压脉冲电凝机（HWES）是根据电化学原理，借助外加高电压作用把电能转化为化学能，从而可对废水中的有机和无机污染物进行一系列的氧化——还原反应，并进一步以絮凝、气浮的方式将污染物从水体中分离，以此达到有效去除废水中的COD、色度、SS、油、氰、磷和各种重金属离子。二是硅藻精土吸附技术，硅藻精土是从硅藻土中精选出来的（二氧化硅含量在90%以上），在精选过程中，当把与硅藻共生的杂质去除后，硅藻土表面的羟基基团就带有了电负性，再加上硅藻土本身所具有的孔洞多、粒度小、比表面积大、孔隙率高的特点，因此把硅藻精土加入到pH值为7.5左右的中性废水中（硅藻精土表面的羟基基团在中性条件下活性最好）、并经高速搅拌分散后，硅藻精土表面带负电的羟基基团就能快速把原废水中有可能反溶而存在的各种重金属离子统统进行电位中和、吸附到硅藻精土表面，并很快絮凝沉降，然后再固液分离，其废水可达标排放。 该技术特别适用于综合性的电镀废水处理，但它也有一个弊端，即污泥成分复杂，不利于重金属的回收。 其次因达标废水中的盐类未去除，故废水回用受到了影响，还不好全用在关键的电镀工艺上。 六、结束语： 尽管电镀废水处理技术很多，但要为电镀集中区拟定出一个很好的废水回用处理方案（技术先进、经济可行）还是比较困难的。虽然我们有北京、上海、苏州、无锡、温州、金华、宁波等地电镀集中区的经验可借鉴，也有目前先进的、流行的电镀废水处理技术可比较，但因各地域条件不同、产业结构不同、电镀要求、种类和经济实力不同，其电镀集中区电镀废水处理方案也不可能完全相同。但不管怎样，成功经验是主要的。为此我们要取其所长，在技术上应想办法互补和整合，就目前来看，处理电镀废水确实比较好的办法是：用化学法加膜分离技术或膜分离技术加化学法的整合。究竟哪个放在前哪个放在后呢，我们认为在电镀废水分类收集、分质处理的前提下，凡需要将收集的重金属和废水直接返回镀槽的（如镀金、镀银、镀铜、镀镍、镀铬）可先用膜分离技术，再用化学法处理。而对想外卖含单一重金属污泥（如含镍污泥、含铜污泥等）的企业可先用化学法处理，然后再用膜分离技术进一步处理以达标的废水，这样废水就可绝大部分回用到电镀生产各工艺上，节约了用水。讲到这里，结论还没完全定，只好请承担电镀集中区废水处理的单位和有关专家、再进一步根据废水处理技术的先进性、经济的可行性、全面分析、综合考虑后定夺。 |
