5. 标准的技术可行性分析
5.1 电镀废水处理技术企业调研
编制组于 2014 年 2 月-4 月期间在全省范围内进行了广泛的电镀企业问卷调
研。问卷调研涉及的内容包括企业的基本情况、电镀生产工艺情况、电镀废水
处理工艺情况和废水污染物处理达标难易情况等。
本次调研回收问卷约 180 份,约占到了全省电镀企业的 11%。调研企业中,
专业电镀约占到了 55%,配套电镀 45%。调研企业所涉及的行业有五金卫浴、
首饰服饰、电子电器、印制线路板、机械制造等。调研企业中,全自动电镀生
产线、半自动电镀生产线和手动电镀生产线的比例分别占到了 47%、37%和
16%,镀液自动检测与控制装置配备率在 50%以上的企业仅占到了 28%,无配
备的企业将近一半,约 48%。另外,通过调研得出,我省电镀企业所涉及到最
多的镀种是镀铜、镀镍、镀铬,具体调研企业镀种分布情况可见下图。
64
226 242 204
116 80
36 1
0
45 62
27 24 17
图 5-1 广东省电镀行业镀种部分示意图
本次调研对电镀生产工艺情况调研统计了前处理除油工艺、镀锌工艺、镀
铜工艺、镀镍工艺、镀铬工艺、钝化工艺、镀金工艺、镀银工艺、镀镉工艺、
镀铅工艺、合金代镉、合金代铬、合金代铅、合金无氟、化学镀镍、化学镀铜、
化学镀金、化学镀银以及其他电镀替代技术等 18 项。其中前处理除油工艺、镀
锌工艺、镀铜工艺、镀镍工艺、镀铬工艺等分布情况可见下图。
低温碱性除油 ; 22.40%
超声波除油 ; 29.34%
电化学除油 ; 20.19%
水基清洗剂除油 ; 4.73%
表面活性剂除油 ; 11.99%中低温无磷除油 ; 8.52%生化除油 ; 1.89% 其他 ; 0.95%
图 5-2 广东省电镀企业前处理除油工艺分布情况图
氰化物镀锌 ; 6.25%
碱性无氰镀锌 ; 48.44%
硫酸盐镀锌 ; 6.25%
氯化物镀锌 ; 35.94%
其他 ; 3.13%
镀锌工艺分布图
图 5-3 广东省电镀企业镀锌工艺分布情况图
氰化物镀铜 ; 38.05%
酸性无氰镀铜 ; 33.19%
碱性无氰镀铜 ; 8.41%
焦磷酸盐镀铜 ; 18.14%
HEDP镀铜 ; 0.88% 柠檬酸 - 酒石酸盐镀铜 ; 1.33%
图 5-4 广东省电镀企业镀铜工艺分布情况图
普通镀镍 ; 39.67%
光亮镍 ; 35.12%
多层镍 ; 9.92% 黑镍 ; 12.40%缎面镍 ; 2.48%
图 5-5 广东省电镀企业镀镍工艺分布情况图
镀装饰铬 ; 32.84%
镀硬铬 ; 7.84%
镀黑铬 ; 4.41%
其他① ; 0.49%
高六价铬镀铬 ; 5.39%
低六价铬镀铬 ; 31.37%
三价铬镀铬 ; 17.16%
其他② ; 0.49%
图 5-6 广东省电镀企业镀铬工艺分布情况图
本次调研对电镀废水处理工艺情况调研统计了各类废水的处理工艺情况。
其中含氰废水处理工艺、含铬废水处理工艺、含镍废水处理工艺、含铜废水处
理工艺、综合废水处理工艺等分布情况可见下图。
碱性氯化法 ; 83.49%
臭氧氧化法 ; 8.26%
其他 ; 8.26%
图 5-7 广东省电镀企业含氰废水处理工艺分布情况图
亚硫酸盐还原法 ; 68.29%
硫酸亚铁 - 石灰法 ; 13.01%
电解法 ; 2.44%
离子交换法 ; 10.57%蒸发浓缩法 ; 0.81% 其他 ; 4.88%
图 5-8 广东省电镀企业含铬废水处理工艺分布情况图
离子交换法 ; 29.23%
反渗透法 ; 14.87%
蒸发浓缩法 ; 0.51%
化学沉淀法 ; 51.28%
其他 ; 3.59%
含镍废水处理工艺分布图
图 5-9 广东省电镀企业含镍废水处理工艺分布情况图
离子交换法 ; 8.62%
反渗透法 ; 7.76%
电解法 ; 2.59%
化学沉淀法 ; 78.45%
其他 ; 2.59%
含铜废水处理工艺分布图
图 5-10 广东省电镀企业含铜废水处理工艺分布情况图
混凝沉淀法 ; 59.19%
生化法 ; 21.97%
膜生物法 ; 6.73%
高级氧化法 ; 6.28%膜分离法 ; 4.04% 其他 ; 1.79%
综合废水处理工艺分布图
图 5-11 广东省电镀企业综合废水处理工艺分布情况图
本次调研对废水污染物处理达标难易情况作了调研、统计,共涉及总铬、
六价铬、总镍等 20 项指标。其中企业反映较难达标的污染物指标分别有总铬、
总镍、总铜、COD、氨氮、总氮、总磷,其反映比例均占到了 30%以上。其中
按照重点控制对健康和生态有重要影响的有毒有害物质(如第一类污染
物)和国家实行总量控制的污染物(如 COD、总磷、总氮等)以及本行业特殊
的污染物质(如重金属离子)的原则,参照国家《电镀污染物排放标准》(GB
21900-2008),本标准共选择了 20 项污染物作为水污染控制项目,其中金属污
染物 11 项,非金属污染物 9 项,具体为:总铬、六价铬、总镍、总镉、总银、
总铅、总汞、总铜、总锌、总铁、总铝、pH 值、悬浮物、COD、氨氮、总氮、
总磷、石油类、氟化物、总氰化物等。
(1)总铬与六价铬
含铬废水中铬的化合物常见价态有三价和六价,而随着 pH 值的不同,六
价铬以 CrO42-,Cr2O72-两种阴离子形式存在。主要来源于镀铬、镀锌的铬酸盐钝
化,塑料电镀的粗化工艺、镀银和铝氧化的前处理和后处理等。
常见的含铬废水处理方法有化学处理法、离子交换法、电解处理法、活性
炭吸附处理法、生化处理法和膜分离法等,目前使用较为广泛的是化学还原处
理法。
按照一类污染物必须在车间或生产设施废水排放口达标(不允许稀释混排)
的要求,含铬废水需单独处理,常规工艺为将废水 pH 值调整为 2~3 后投加还原
剂,待废水 ORP 下降到一定范围后即可认定六价铬基本完全去除,然后加碱将
废水 pH 值调整为 8 左右后经过混凝沉淀,即可将出水六价铬含量降至 0.1mg/L
以下、总铬含量降至 0.5 mg/L 以下。对于某些的电镀企业或园区,由于进水较
为复杂,ORP 范围会随着进水的不同而有波动,但只要强化管理,加强监测,
及时发现问题并调整运行参数就可以保证出水的稳定达标。因此,当前控制总
铬和六价铬的技术是可行的。
(2)总镍
常用的镀镍工艺有电镀镍和化学镀镍,电镀镍废水成分相对简单,处理方
法也比较简单,调碱后直接通过混凝沉淀即可有较好的处理效果;化学镀镍废
水成分复杂,特别是含有络合剂、螯合剂等物质,需根据废水浓度、络合物种
类选取合适的破络剂破络、沉淀并配合重金属捕集剂等系列手段,否则难以取
得良好的处理效果。
现有电镀企业或园区一般没有将电镀镍废水和化学镀镍废水分流,废水中
含有络合剂、螯合剂等物质对目前主要处理工艺如化学沉淀法和离子交换法等
的处理效果均造成了较大的影响,使得含镍废水难以稳定地处理至 0.1 mg/L 以
下。经调研,我省部分电镀企业废水处理设施提标改造后,其排放废水中总镍
浓度基本处于 0.3-0.5 mg/L 的范围,因此,将现有电镀企业总镍浓度控制在 0.3
mg/L水平的技术基本可行。
对于新建电镀企业,有条件将电镀镍废水和化学镀镍废水分流,电镀镍废
水直接通过化学沉淀,化学镀镍废水则完全破络后通过化学沉淀,将废水总镍
浓度降到 0.3-0.5 mg/L 的范围,然后可以通过离子交换法将总镍降到 0.1 mg/L
以下。因此,将新建电镀企业总镍浓度控制在 0.1 mg/L 水平的技术基本可行。
(3)总镉、总铅与总汞
一类污染物一般需要单独处理,在良好的管理下,碱沉处理工艺即可将以
上重金属出水浓度控制在标准水平(甚至是特别排放限值),因此当前控制总
镉、总铅和总汞的技术是可行的。
(4)总铜
电镀行业中,应用较多的有氰化镀铜、硫酸盐镀铜、焦磷酸盐镀铜和无氰
镀铜几种工艺,而除了镀件要求的电镀铜外,镀铜层常作为镀镍、镀锡、镀铬、
镀银、镀金的底层。除了氰化镀铜废水分流外,其余的废水一般都是混合处理,
因此含铜废水通常含有络合剂、螯合剂等物质。
现有电镀企业常用的含铜废水处理工艺为直接调整 pH 后混凝沉淀,以硫
酸盐镀铜废水为主的含铜废水可以取得良好的去除效果,总铜浓度基本处于
0.3-0.5 mg/L的范围;但络合铜比例或进水水质波动较大的含铜废水,由于工艺
设计上专门的破络措施,可能导致出水总铜浓度超标。对于这种电镀企业,在
提标改造时如有针对性地选取合适的破络剂、重金属捕集剂或在沉淀出水后增
加离子交换作水质把关保障用,可以保证总铜浓度处理至 0.3 mg/L 以下。因此,
将总铜浓度控制在 0.3-0.4 mg/L 水平的技术基本可行。
(5)总银
银是贵重而稀少的金属元素,电镀企业基于生产成本上的考虑一般会对废
水中的银进行回收处理,常见的回收工艺有沉淀法、电解法、还原取代法、离
0.1 mg/L;特别是离子交换法,用该法处理银的浓度为 1.5mg/L 的电镀漂洗水时,
银可被完全回收。对于含痕量银的二级处理水,用阳离子交换树脂可达 80%左
右的银的去除率,若用阴阳离子混合离子交换树脂银的去除率可高达 91.7%。
因此,将总银浓度控制在 0.1-0.3 mg/L 的水平的技术基本可行。
(6)总锌、总铁与总铝
常规的电镀废水处理系统中一般没有去除锌、铁与铝的针对性措施,在处
理过程中铁盐与铝盐更是会作为处理药剂投加进入废水中,但只要控制好沉淀
时的 pH 值在 8.5~9.0 范围内,可将出水总锌、总铁和总铝的含量降至国标表 2
甚至表 3 标准以下。因此,当前控制总锌、总铁和总铝的技术基本可行。
(7)pH
在 pH 控制自动加药系统应用十分成熟、广泛的情况下,将电镀废水出水
pH值控制在 6~9 的范围在技术上较易达到。
(8)悬浮物
设计合理,负荷取值恰当,pH 值控制范围合适,混凝剂及絮凝剂投加适量
的沉淀系统,可将出水 SS 含量降至 30 mg/L 以下;对于不能满足要求的沉淀系
统,可通过局部改造或在出水后增设过滤工艺保证出水 SS 达标。因此,当前控
制总悬浮物的技术基本可行。
(9)化学需氧量
电镀废水中的有机物主要来自前处理对镀件进行的表面整饰、除蜡、除油、
酸洗活化等过程使用的表面活性剂、助剂和清除下来的油脂,电镀过程中使用
的添加剂,还有电镀后处理过程使用的助剂。这些有机物成分复杂,可生化性
差,常规的处理方法难以达到处理要求。
经调研,我省部分电镀企业废水处理设施提标改造后,采用“A2/O
(厌氧-缺氧-好氧)+MBR 膜分离”工艺,当进水 CODCr低于 500mg/L 时,其出水在
50~80mg/L范围内;对于部分生化效果不理想,出水未能达标的电镀企业,可
在生化系统出水后增加臭氧氧化、湿式氧化和 Fenton 氧化等高级氧化工艺确保
在生化系统出水后增加臭氧氧化、湿式氧化和 Fenton 氧化等高级氧化工艺确保