1 國內電鍍工業園區廢水治理的現狀
電鍍行業的飛速發展在給我們生活帶來各種便利的同時，也給環境造成了嚴重的破壞。據估計，在電鍍行業每年排放的大量污染物中，包括4億噸含重金屬廢水、5萬噸固體廢物和3000萬m3酸性氣體。目前國內電鍍工業的分布和發展缺少總體、完整的規劃。由于電鍍廠多且規模小、專業化程度不高，造成生產效率低，經濟效益差，環境破壞嚴重。
國內的電鍍行業大多是小型企業，分散在各個工業系統。如果不論規模大小各廠點都單獨建設電鍍廢水處理設施，其投資費用是相當大的，而且處理設施的投資并不隨廢水量的減少而減少，因此對小型企業無疑是個沉重的壓力。電鍍廠點的分散，構成工業布局上的不合理。許多廠點設在居民區，環境污染嚴重，造成與居民的關系緊張。特別是如上海、廣州、中山等大城市，由于歷史原因，這種布局不合理的狀況更為突出。
鑒于上述原因，國內外采用電鍍行業區域集中或建設電鍍中心的辦法，調整電鍍廠點的布局，以妥善控制電鍍污染。近幾年，長江三角洲和珠江三角洲的電鍍工業園區建設發展很快。
2 電鍍工業園區廢水治理模式比較
電鍍工業園區廢水治理的模式主要為分散治理模式和集中治理模式。
（1）分散治理模式
即每個企業都各自建設自己的廢水處理系統，廢水由企業自行處理，各項水質指標都合格后，經地方環保中山市高平電鍍廢水處理中心（效果圖）部門監測達標才允許排放。這種管理模式雖然達到了分散事故危險和責任分擔的目的，但存在下列缺點：1）廢水處理設施總占地面積大，資源利用率較低；2）人力資源、設備浪費嚴重，重復建設現象較多，企業經濟負擔重；3）環保系統監管難度大，不利于專業化運行操作，效果保證度沒有集中治理模式好。
（2）集中治理模式
按照化學法處理工藝的基本要求，將各廠點的電鍍廢水規劃細分為五類，分別用管道排放到園區的集中廢水處理廠處理。其優點是：1）廢水處理設備、土地和人力資源共享，節省企業的廢水處理費用；2）解除了園區內各業主對污染物排放的后顧之憂，可使企業集中精力投入生產經營；3）降低了環保管理部門對分散企業監督管理的難度；4）廢水中心站可引進專業環保公司的技術和運營管理經驗，保證廢水達標排放。
3 電鍍工業園區廢水集中處理存在的問題
（1）分水不徹底
大部分電鍍工業園區電鍍廢水只分為含氰、含鉻、酸堿三類廢水；而鍍件的前處理含油廢水和混排廢水未被分出；廠家無法完全避免混排問題。
（2）廢水收集輸送
不同廠家的同一類水集中于一條管道收集，混排責任分不清；大多工業園區的輸送管道埋地，一旦泄漏，查找困難，易造成嚴重污染。
（3）廢水水質監控不到位
沒有配置必要的高技術檢測設備，廢水混排查找不及時，也難以查找；沒有有效的手段監控各種廢水，無法約束各廠家的亂排亂放，不能用經濟手段促使各廠家進行清潔生產。
（4）電鍍廢水處理中心站處理效果不穩定
因各廠家的電鍍廢水只分三類水，無法有效去除廢水中的COD，不能有效地控制混排廢水，常常因混排原因造成出水的氰和鉻超標；自動化程度不高，耗藥量大，勞動強度大，處理效果不穩定；運行費用居高不下。
4 電鍍企業廢水集中治理解決方案
（1）從源頭進行控制，淘汰落后電鍍工藝及規范車間規劃與排水
1）取消含氰電鍍工藝，建議企業使用鋅酸鹽鍍鋅、氯化物鍍鋅工藝；2）取消含氰退鍍工藝，建議電鍍企業采用電解退鍍工藝；3）禁止使用含氰除油劑，改用無氰高效除油劑；4）禁止使用茶籽粉除油工藝，用其他清潔工藝代替；5）車間內的清洗設施必須使用專用的清洗缸，清洗缸的溢流口及排水底閥用硬PVC管相連，接入對應的污水收集總管；6）滾鍍采用線上清洗方式；7）按污染物種類進行生產線分區規劃；8）廢水要分為六類進行收集（含氰廢水、含鉻廢水、前處理廢水、含鎳廢水、混排廢水、一般清洗水）。
（2）改進電鍍廢水收集及輸送方式
1）每個電鍍廠根據其污染物的種類單獨設置收集池；2）每個廠家的每類廢水都單獨壓力輸送到集中廢水處理廠，杜絕混排，分清責任；3）采用壓力、地面輸送的方式輸送每一類廢水，一旦泄漏，便于查找原因，防止輸送過程中造成的污染。
（3）增加在線監測，達到監控目的
1）配置必要的在線檢測設備，及時查找廢水混排原因；2）通過自控監控發現混排，立即進行管道切換，杜絕混排現象發生；3）通過在線監控系統有效監控各種廢水的濃度，根據廢水濃度進行收費，約束各廠家的亂排亂放現象，用經濟手段促使各廠家實施清潔生產。
（4）提高自動化程度
提高廢水處理自動化程度，確保廢水穩定達標排放，并有效地降低運行費用。
5 電鍍廢水集中處理中心示例
以高平工業區電鍍廢水集中處理中心為例。中山市三角鎮高平工業區由原高平化工區擴大區域和發展配套項目演變而來，包含了化工園、輕工園和科技園三個規劃工業小區。高平化工園位于高平工業區西部，園內規劃、已建或在建有表面處理產生的企業廢水中含有各種重金屬、有毒物質，對環境影響較大。高平電鍍污水處理有限公司于2003年3月在一、二期建設的基礎上改擴建第三期工程，承擔園內規劃的25家表面處理企業的工業廢水集中處理任務，規劃處理能力1.2萬m3/d。電鍍廢水分為5類：含氰廢水、含鉻廢水、混排廢水、前處理廢水和酸堿綜合廢水。
5.1 廢水處理工藝流程
（1）含氰廢水的預處理
氰化電鍍是常用的鍍法之一，主要用于鍍鋅、鍍鉛、鍍鎘、鍍銅、鍍銀、鍍金。鍍件的質量優于無氰電鍍，鍍液質量較穩定，操作管理也較為方便。根據各種氰化電鍍鍍液的配方，氰化電鍍過程中產生的含氰廢水中除含有劇毒的游離氰化物外，也有銅氰、鎘氰、銀氰、鋅氰等絡合離子存在，所以破氰后，重金屬離子也將進入廢水中。因此，在處理含氰廢水時，也應包括對重金屬離子的處理。
含氰廢水的處理方法很多，有電解氧化法、活性炭吸附法，離子交換法、臭氧法和硫酸亞鐵法等。目前國內外多采用堿性氯化法，本系統就采用此種方法。即在堿性條件下，投入氧化劑將氰根離子通過兩級氧化反應生成CO2和N2，從而達到去除氰根離子的目的。
堿性氯化法破氰分兩個階段：第一階段是將氰氧化成氰酸鹽，稱為“不完全化”，反應式如下：
CN－+C1O－+H2O→CNC1+2OH－
CNC1+2OH－→CNO－+C1－+H2O
反應條件：pH=10.0～11.0；ORP=350～400mV。
第二階段是將氰酸鹽進一步氧化分解成二氧化碳和氮氣，稱為“完全氧化”。反應式如下：
2CNO－+3C1O－+H2O→2CO2↑+N2↑+3C1－+2OH－
反應條件：pH=7.5～8.0；ORP=600～650mV。
經過破氰預處理后的含氰廢水（CN－< 0.5mg/L）再排入綜合廢水調節池中，與其它預處理后的出水混合一起處理，在堿性條件下進一步去除廢水中的重金屬離子。
（2）含鉻廢水的預處理
含鉻電鍍廢水來源于鍍鉻、鈍化、鋁陽極氧化等鍍件的清洗水，該廢水中主要含Cr6+，以CrO42-、Cr2O72-形式存在。一般的鍍鉻清洗水濃度為20～150mg/L；鈍化后的清洗水中G6+濃度高達200～300mg/L。此外，還含有三價鉻、銅、鐵、鎳、鋅等重金屬離子以及硫酸、硝酸、氧化物等。
含鉻廢水的處理方法有化學法、離子交換法、電解法、活性炭吸附法、蒸發濃縮法、表面活性劑法等，其中化學還原法最常用�；瘜W還原法是利用硫酸亞鐵、亞硫酸鹽、二氧化硫等還原劑，將廢水中六價鉻還原成三價鉻離子，加堿調整pH值，使三價鉻形成氫氧化鉻沉淀去除。主要化學反應：
Cr2O72-+3HSO-3+5H+→2Cr3++3SO42-+4H2O
反應條件：pH=2.5～3.0；ORP=250～280mV。
經上述還原預處理后的含鉻廢水（Cr6+<0.5mg/L）再排入綜合廢水調節池中，與其它預處理后的出水混合一起處理，在堿性條件下進一步去除廢水中的Cr3+離子。
（3）前處理廢水的預處理
前處理廢水主要來自于電鍍工藝的預處理階段，預處理階段主要是對鍍件進行刨光、清洗和除油等處理。因此，前處理排出的廢水中主要含有油、酸、堿和部分表面活性劑等物質，一般不含有重金屬。前處理廢液的處理主要是去除COD。
處理COD最有效最經濟的方法就是生化法。但電鍍廢水中COD的主要成分為表面活性劑，其化學性質穩定，直接進行生化則較難降解，并且該廢液中會含有少部分重金屬，對微生物有毒害作用，因此在進入生化系統前，必須先將其去除。微電解法是利用鐵-碳粒料在電解質溶液中腐蝕形成的微電解過程來處理廢水的一種電化學技術。電極反應過程不耗電，會產生氧化還原、電附聚等作用；電極反應產生的新生態Fe2+是一種吸附、包容和絡合能力相當強的混凝劑。故微電解法的特點是作用機制多、協同性強、綜合效果好、可提高廢水的可生化性，與二級生化處理工藝匹配性好、操作簡便、運行費用低。其COD去除率可達20%～60%，脫色率在50%～96%。目前該技術已廣泛應用于各種無機廢水處理和有機難降解廢水的預處理上，效果十分明顯。微電解反應的原料為鑄鐵屑和焦炭，鑄鐵是鐵和碳的合金，當其浸沒在酸性廢水（或電解質溶液）中時鐵和炭之間存在著明顯的電勢差，這樣便在兩者之間形成了無數個微小原電池。在鐵屑中加入焦炭后，鑄鐵屑與焦炭粒接觸進一步形成較大原電池，使鐵屑在受到微原電池腐蝕的基礎上，又受到大原電池的腐蝕，從而加快了電化學反應的進行，同時存在空隙可以防止結塊堵塞，保持良好的水力條件，延長再生周期。反應中鐵做陽極，炭做陰極，反應過程如下：
陽極：Fe-2e→Fe2+ －0.44V；
陰極：H+＋2e→H2 0.00V；
O2＋4e＋4H＋→2H2O +1.23V（酸性有氧條件下）。
從上述反應方程式可以得知，當鐵炭微電解處于酸性有氧的電解質環境時，炭和鐵構成的電勢差最大，可以達到1.67V。這樣的氧化電位足以氧化大部分有機物。經微電解后的前處理廢水經過混凝沉淀去除重金屬后，進入后續生化處理進一步去除COD。
（4）混排廢水的預處理
混排廢水主要指鍍槽滲漏、操作或管理不善引起的“跑、冒、滴、漏”的各種槽液和排水；另外還有車間地面沖洗、刷洗極板水等。混排廢水成分復雜，不易控制，由于含氰廢水和含鉻廢水混在一起，故對這部分廢水的處理應先破氰，將氰氧化，然后再還原除鉻。
（5）綜合廢水的處理
綜合廢水主要來自鍍件清洗水，呈酸性，水量大，是電鍍廢水的主要來源。與其它幾種預處理的出水混合成綜合廢水。廢水中主要含有Cu2+、Ni2+ 等重金屬離子，這些重金屬離子以游離態形式存在于廢水中。將廢水pH值調節為8.0～9.5，添加助凝劑和絮凝劑（PAC、PAM），使之形成氫氧化物沉淀，經過沉淀固液分離可去除Cu2+、Ni2+等重金屬離子。此時，若出水中重金屬離子超標，過濾出水升至砂濾塔、陽離子交換塔，從而去除廢水中殘留重金屬離子，出水達標排放。
5.2 處理效果
該廢水處理工程于2004年6月投入運行以來，設施運轉正常，處理效果良好，出水水質穩定達標。經中山市環境監測中心站監測（治理后廢水水質監測結果見表3），出水達到廣東省地方標準《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）一級標準的要求。工程于2005年3月正式通過中山市環保局的竣工驗收。
5.3 工程技術特點
（1）對電鍍企業實施源頭控制，廢水分質、分流進行輸送，分類處理和分質處理相結合，形成了電鍍工業園廢水集中處理的先進模式。
（2）采用進口自動化儀表對整個工業區內的25家電鍍廠的各種廢水實行在線監測，有效地監控了混排廢水的現象，從而使廢水處理系統穩定達標運行。收費按水質和水量分別計費，做到公平、公正、合理。
（3）充分考慮了廠方生產的復雜性，設置“混排廢水”和“前處理廢水”的處理系統。以離子交換作為終端處理，確保出水穩定達標；處理后的出水可回用于生產清洗線、綠化、清洗地面、沖廁等。
（4）控制系統設置了三種控制方式：現場操作箱手動控制、中央操作臺集中控制、PLC自動控制，并可由工控機直接控制，操作方便。處理系統采用PLC全自動控制系統，大大減輕了操作強度，同時達到了準確投藥的效果，保證了系統長期穩定運行。
（5）設計規劃清晰，系統各功能區分布合理。對來水進行分類收集，控制好含氰、含鉻廢水的水量，減少了相應處理工藝的負荷，從而降低了運行難度。
6 結語
（1）針對電鍍工業園區廢水的特點，根據分質、分流、先預處理再綜合處理的原則進行合理的細化分類，對不同的廢水水質先進行分類預處理，再進行集中物化處理。
（2）采用高效節能，便于運行的廢水處理新工藝、新技術，確保廢水處理效果，減少工程投資和日常運行費用。
（3）該處理技術具有工藝合理、操作簡便、自動化程度高、經濟合理等特點。處理后出水水質達到廣東省地方標準《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）一級標準的要求。
（4）工業園區實行嚴格管理，嚴控進園企業條件，要求進園企業盡可能采用先進電鍍工藝，倡導清潔生產理念。
（5）實施源頭控制，并削減氰、鉻等污染物的濃度和排放量，形成電鍍廢水“源頭控制，集中處理”的管理模式，可在工業園區電鍍廢水集中處理工程中應用推廣。作者: 陽 健，陳國輝
