电镀是物件表面的美容师，可在各种基础材料上获得各种基础性、装饰性和防护性良好的镀膜，其产品无处不在。但电镀行业属于高污染行业。电镀废水成分复杂，其水质与电镀工艺密切相关，除含有氰化物和酸碱废水外，其所含的重金属毒性巨大，包括铜、锌、铬、镍、铅、铂、金、银等。这些金属一经排放，进入环境中不能被生物降解，往往是参与食物链循环，并最终在生物体内积累，破坏生物体正常生理代谢活动，危害人类健康，另外，实现对电镀废水中贵重金属的回收也具有重要经济价值。
一、电镀废水的来源
电镀废水的来源一般为：
(1)镀件清洗水;
(2)废电镀液;
(3)其他废水，包括冲刷车间地面，刷洗极板洗水，通风设备冷凝水，以及由于镀槽渗漏或操作管理不当造成的 “跑、冒、滴、漏”的各种槽液和排水;
(4)设备冷却水，冷却水在使用过程中除温度升高以外，未受到污染。电镀废水的水质、水量与电镀生产的工艺条件、生产负荷、操作管理与用水方式等因素有关。电镀废水的水质复杂，成分不易控制，其中含有铬、镉、镍、铜、锌、金、银等重金属离子和氰化物等，有些属于致癌、致畸、致突变的剧毒物质。
二、电镀废水的特征
1、前处理废水
对于金属基体材料，其电镀前的表面处理工艺，可分为以下几类：
（1）整平处理：包括磨光、抛光、喷砂、滚光、刷光等过程，主要是对粗糙的基体材料表面进行整平的操作；
（2）化学处理：包括除油、除锈和侵蚀等过程。
（3）、电化学处理：包括电化学除油和电化学侵蚀等过程。
除油过程中常用碱性化合物如NaOH、Na2CO3、Na3PO4、Na2SiO3等，对于油污特别严重的零件有时还用煤油、汽油、丙酮、甲苯、三氯乙烯、四氯化碳等有机溶剂除油，再进行化学碱性除油。为去除某些矿物油，通常在除油液中加一定量的乳化剂，如OP乳化剂、AE乳化剂、三乙醇胺油酸皂等。因此除油过程中产生的清洗废水以及更新废液都是碱性废水，常含有油类及其它有机化合物。
酸洗除锈常用的有盐酸、硫酸，为防止镀件基体的腐蚀，常加入某些缓蚀剂如硫脲、磺化煤焦油、乌洛托品联苯胺等。酸洗除锈过程产生的清洗水一般酸度都较高，含有重金属离子及少量有机添加剂。
前处理废水是电镀废水处理中的重要组成部分，约占电镀废水总量的50%，废水中含有一定的盐份、游离酸、有机化合物等，组分变化很大，随镀种、前处理工艺以及工厂管理水平等而变。
2、镀层漂洗废水
镀层漂洗水是电镀作业中重金属污染的主要来源。电镀液的主要成分是金属盐和络合剂，包括各种金属的硫酸盐、氯化物、氟硼酸盐等以及氰化物、氯化铵、氨三乙酸、焦磷酸盐、有机膦酸等。除此之外，为改善镀层性质，往往还在镀液中添加某些有机化合物，如作为整平剂的香豆素、丁炔二醇、硫脲，作为光亮剂的有糖精、香草醛、苄叉丙酮、对甲苯磺酰胺、苯磺酸等。因此镀件漂洗废水中除含有重金属离子外，还含有少量的有机物。漂洗废水的排放量以及重金属离子的种类与浓度随镀件的物理形状、电镀液的配方、漂洗方法以及电镀操作管理水平等诸多因素而变。特别是漂洗工艺对废水中重金属的浓度影响很大，直接影响到资源的回收和废水的处理效果。
3、镀层后废水
镀层后处理主要包括漂洗之后的钝化、不良镀层的退镀以及其他特殊的表面处理。后处理过程中同样产生大量的重金属废水。一般来说，常含有Cr6+ 、Cu2+、Ni2+、Zn2+、Fe2+等重金属;H2SO4、HCl、H3BO3、H3PO4、NaOH、Na2CO3等酸碱物质;甘油、氨三乙酸、六次甲基四胺、防染盐、醋酸等有机物质。总的来说，这类镀层后处理废水复杂多变，水量也不稳定，一般都与混合废水或酸碱废水合并处理。
4、电镀废液
电镀、钝化、退镀等电镀作业中常用的槽液经长期使用后或积累了许多其他的金属离子，或由于某些添加剂的破坏，或某些有效成分比例失调等原因而影响镀层或钝化层的质量。因此许多工厂为控制这些槽液中的杂质在工艺许可的范围内，将槽液废弃一部分，补充新溶液，也有的工厂将这些失效的槽液全部弃去。这些废弃的各种浓度液一般重金属离子浓度都很高，积累的杂质也很多，不仅污染物的种类不同，而且主要污染物的浓度、其他金属杂质离子的浓度以及溶液介质也都往往有较大的差异。这些差异决定了这些废水的处理技术上的多样性和工艺上的特殊性。
三、电镀废水的处理方法
1、化学沉淀法
化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物，使其从废水中沉淀分离的方法，包括氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、钡盐沉淀法等。化沉淀法具有投资较少、处理成本较低、操作较简单等优点，适用于各类重金属废水的处理。化学沉淀法是重金属废水处理的基本方法之一。
a.氢氧化物沉淀法 氢氧化物沉淀法是一种比较常用的处理方法，它是在含有重金属的废水中加入碱进行中和，使金属离子生成不溶于水的氢氧化物并以沉淀形式分离。金属离子与OH-能否生成难溶的氢氧化物沉淀物，取决于废水中金属离子浓度和OH－浓度，对金属离子浓度一定的废水来说，废水的pH是形成金属氢氧化物沉淀物最主要的条件。在实际水处理中，共存离子体系复杂，影响氢氧化物沉淀的因素很多，其中，最主要的是沉淀反应的pH。某些金属氢氧化物沉淀析出的最佳pH范围如下表所示。
表 金属氢氧化物沉淀析出的最佳pH
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金属离子 |
Fe3+ |
Al3+ |
Cr3+ |
Cu2+ |
Zn2+ |
Sn2+ |
Ni2+ |
Pb2+ |
Cd2+ |
Mn2+ |
|
化学沉淀最佳pH |
6～12 |
5.5～8 |
8～9 |
＞8 |
9～10 |
5～8 |
＞9.5 |
9～9.5 |
＞10.5 |
10～14 |
|
加碱后重新溶解pH |
－ |
＞8.5 |
＞9 |
－ |
＞10.5 |
－ |
－ |
＞9.5 |
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b.硫化物沉淀法 硫化物沉淀法是在重金属废水中加入硫化物，使废水中的重金属离子生成硫化物沉淀而除去的方法。与中和沉淀法相比较，硫化物沉淀法的优点是：重金属硫化物比其氢氧化物溶解度更低，反应pH为7～9，处理后的废水一般不用中和，处理效果更好。但硫化物沉淀法的缺点是：硫化物沉淀颗粒小，易形成胶体，硫化物残留在沉淀水中，遇酸生成气体，可能造成二次污染。
c.螯合沉淀法 螯合沉淀法常用重金属捕捉剂，它是一种具有螯合官能团的能从含金属离子的溶液中选择捕集、分离、沉淀特定金属离子的有机物。目前应用较我的重金属捕捉剂主要有两类：黄原酸酯类和二硫代胺基甲酸盐类衍生物（DTC类），其中DTC类衍生物应用最为广泛。它的机理是：DTC类重金属捕捉剂为长链高分子物质，相对分子质量为1万～15万，含有大量的极性基，在常温下能与废水中的Hg2+、Cd2+、Cu2+、Pb2+、Mn2+、Ni2+、Zn2+、Cr3+等多种重金属离子迅速反应。在生成不溶于水的螯合盐后再加入少量有机或无机絮凝剂以形成絮状沉淀，从而达到捕集去除重金属离子的目的。
2、气浮法
气浮法是向水中通入空气，产生微小气泡，由于气泡与细小悬浮物之间黏附，形成浮选体，利用气泡的浮升作用，上浮到水面，形成泡沫或浮渣，从而使水中的悬浮物质得以分离。按照气泡产生方式的不同，可分为充气气浮、溶气气浮和电解气浮三类。
气浮法是代替沉淀法的新型固液分离手段，1978年上海同济大学首次应用气浮法处理电镀重金属废水处理获得成功。随后，因处理过程连续化，设备紧凑，占地少，便于自动化而得到了广泛的应用。
气浮法固液分离技术适应性强，可处理镀铬废水、含铬钝化废水以及混合废水。不仅可去除重金属氢氧化物，而且可以去除其他悬浮物、乳化油、表面活性剂等。气浮法用于处理镀铬废水的原理是：在酸性的条件下硫酸亚铁和六价铬进行氧化还原反应，然后在碱性条件下产生絮凝体，在无数微细气泡作用下使絮凝体浮出水面，使水质变清。
3、离子交换法
离子交换法主要是利用离子交换树脂中的交换离子同电镀废水中的某些离子进行交换而将其除去，使废水得到净化的方法。
国内用离子交换技术处理电镀废水是从20世纪60年代开始进行试验研究的，到70 年代末，因为迫切需要解决环境污染问题，这一技术得到了很大发展，当前已成为处理电镀废水和回收某些金属的有效手段之一，也是使某些镀种的电镀废水达到闭路循环的一个重要环节。但是采用离子交换法的投资费用很高，系统设计和操作管理较为复杂，一般的中小型企业难以适应，往往由于维修、管理等不善而达不到预期的效果，因此，在推广应用上受到了一定的限制。
当前，国内对含铬、含镍等电镀废水采用离子交换法处理较为普遍，在设计、运行和管理上已有较为成熟的经验。经处理后水能达到排放标准，且出水水质较好，一般能循环使用。树脂交换吸附饱和后的再生洗脱液经电镀工艺成分调整和净化后能回用于镀槽，基本实现闭路循环。另外，离子交换法也可用于处理含铜、含锌、含金等废水。
4、电解法
电解法主要是使废水中的有害物质通过电解过程在阳、阴两极上分别发生氧化和还原反应，转化成无害物质;或利用电极氧化和还原产物与废水中的有害物质发生化学反应，生成不溶于水的沉淀物，然后分离除去或通过电解反应回收金属。
电解法处理电镀废水一般用于中、小型厂，其主要特点是不需投加处理药剂，流程简单，操作方便，占生产场地少，同时由于回收的金属纯度高，用于回收贵重金属有很好的经济效益。但当处理水量较大时，电解法的耗电较大，消耗的铁极板量也较大，同时分离出来的污泥与化学处理法一样不易处置，所以已较少采用。
5、萃取法
萃取法是利用一种不溶于水而能溶解水中某种物质(称溶质或萃取物)的溶剂投加入废水中，使溶质充分溶解在溶剂内，从而从废水中分离除去或回收某种物质的方法。萃取操作过程包括混合、分离和回收三个主要工序。
