淺談電鍍廢水集中處置的優勢及面臨的問題

周 揚 李盈語 嚴 彬 肖 鑫

（1 江蘇環保產業技術研究院股份公司 江蘇南京 210000 2 江蘇省環境工程技術有限公司 江蘇南京 210000）

引言

近年來，我國電鍍產業迅猛發展。據統計，全國大約有2 萬多家電鍍企業，每年排放約4 億t 含重金屬的廢水[1]。電鍍廢水成分復雜、水質變化大，其中常含有銅、鎳、鎘、鉻、鋅等重金屬及氰化物、石油類等多種污染物，是電鍍行業環保治理工作的重點。《國家環境保護“十二五”規劃》中提出了電鍍行業應實施同類整合、園區化管理的要求，據此國內建成許多電鍍園區，對區內電鍍廢水進行集中治理，從而有效降低了電鍍廢水綜合處理成本[2]。

本文以江蘇某電鍍園區為例，從電鍍廢水處理技術、集中處置中心建立及面臨的困難等方面進行總結探討，提出電鍍園區廢水集中收集處理的建議，為電鍍行業的環保建設提供參考。

1 電鍍行業發展概況及其廢水污染特性

電鍍作為一種表面處理技術，對機械加工、航空航天等工業領域的發展起到了關鍵作用，是現代工業體系中不可或缺的配套產業。由于電鍍工藝所特有的技術特點，導致該工藝技術很難被其他工藝完全取代，“十三五”乃至“十四五”期間，電鍍工藝將繼續從輕工行業、機械行業等不斷轉入電子、汽車等高端制造業。截止到2019 年底，全國已經建立了超過230 個專業電鍍工業園區，而且還有相當數量的電鍍園區在籌劃之中，預計到“十三五”末期會超過300 個電鍍工業園區，目前已建立的電鍍園區多分布在珠江三角洲、長江三角洲、京津等制造業發達地區[3]。

電鍍過程會形成大量的電鍍廢水，若不進行恰當處理會對生態環境造成嚴重污染。從污染物種類劃分，電鍍廢水包括含重金屬廢水、酸堿廢水、含氰廢水等。這些污染物質進入自然水體后部分可在生物體內富集，最終通過食物鏈進入人體，威脅人體健康，某些污染物甚至存在致癌、致畸、致突變的可能[4]。

2 電鍍廢水的主要處理技術

經過多年的研究與發展，電鍍廢水的治理技術已經非常成熟且多樣化，各類專項技術與集成工藝在電鍍廢水的治理實踐中得到了廣泛應用。

2.1 化學沉淀法

化學沉淀法是通過添加化學試劑與目標污染物結合生成溶解度較小的物質，從而經過沉淀、過濾等工序進行分離去除，主要用于重金屬的去除。例如投加石灰石、硫化鈉等藥劑，通過OH-、S2-與金屬陽離子生產溶度積較小的氫氧化物、硫化物沉淀。化學沉淀法是最傳統的凈化方法，可有效去除廢水中的重金屬離子[5]，成本較低，但該法需考慮沉淀污泥的合理處置。另外，隨著環保標準的提高，單一化學沉淀法很難滿足目前的排放標準。

2.2 氧化還原法

氧化還原法是通過加入針對性的氧化劑或還原劑，在特定的條件下對目標污染物進行價態的改變，使其從高污染或高毒性的狀態轉變為低毒性或沒有危害的物質。例如對于氰化物，氧化破氰法是最常見的處理技術，一般在堿性條件下通過添加次氯酸鈉等強氧化劑即可有效去除氰化物，該方法也是《電鍍廢水治理工程技術規范》（HJ2002-2010）中的推薦技術。

2.3 離子交換法

離子交換法是利用離子交換樹脂、離子交換纖維等對廢水中的有害物質進行交換分離，其原理均是利用母體上負載的可電離基團，與廢水中同電荷的污染物進行等電荷交換。離子交換的操作包括交換、再生、清洗等步驟，用于電鍍廢水中重金屬的去除具有良好效果，但是再生濃水難以處置[6]。

2.4 膜分離法

根據膜孔徑的不同，膜分離法包括微濾、超濾、納濾、反滲透、電滲析等技術，在電鍍廢水處理過程運用較多的為反滲透技術。反滲透法的實質是濃縮分離，借助半透膜進行高壓過濾，實際工程中多作為集成技術的后端部分進行應用，一般多用在深度處理、回用水制備環節。

2.5 電化學法

電化學法包括內電解法、磁電解法、電凝聚法等，其原理是在電流的作用下，廢水中的重金屬離子和有機物經電極氧化電位的電位差氧化、還原、分解、沉淀等一系列反應而去除。電化學法具有去除效率快、污泥量少、占地面積小的特點，對絡合金屬離子具有良好的去除效率，但該法處理成本相對較高[7]。

3 江蘇某園區電鍍廢水集中處置案例分析

3.1 園區及廢水處理中心概況

江蘇某電鍍園區占地面積17.8 公頃，作為區域汽車整車、汽車零部件、電子電器智能裝備等行業的配套園區。入園企業5家，類型包括汽車零部件配套生產企業、模具生產企業及電氣產品生產企業，均涉及電鍍工段，鍍種包括鍍銀、鍍銅、鍍鎳、鍍鉻、鍍鋅等。園區建設了污水集中處理中心，對園內電鍍廢水集中處置，總體設計處理規模3500t/d。根據區內廢水水質水量情況，設置7 套分質處理系統，分別用于處理含鎳廢水、含鉻廢水、絡合廢水、含銅廢水、含鋅廢水、酸堿廢水、破氰后廢水，最終尾水排入周邊河道。電鍍廢水處理工藝發展到今天已經相對成熟，但處理效率的保證需要廢水分質分流工作的貫徹執行。由于園區各企業的電鍍生產線工藝、原料、設備的不同，其所排放的廢水種類也很復雜多變，如果分流不徹底，將會產生混排廢水，使得后續集中式廢水處理設施難以達到設計去除效果[8]。根據實際調研情況，該園區設計7 套處理系統，有針對性的選取處理工藝，為最終廢水向外環境的穩定達標排放奠定了基礎。

表1 設計進水水質 單位：mg/L，pH無量綱

表2 設計進水水質 單位：mg/L，pH無量綱

3.2 設計進出水質控制標準及設計工藝流程

根據區內企業水質情況及本項目廢水處理工藝技術能力，確定了較為寬松的進水要求，見表1。出水水質中，總鉻、六價鉻、總鎳、總銅、總氰化物、總鎘、總銀、總鉛、總鋅、總汞執行《電鍍污染物排放標準》（GB21900-2008）表3 標準，其它污染物執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A 標準，見表2。

針對不同類別廢水污染物特征，處置中心設計過程采取了針對性的工藝路線，詳見表3。

表3 工藝路線實施情況

3.3 廢水處理中心的特點及優勢

該廢水處理中心具備一定的環保制度優勢。總汞、總鎘、總鉻、六價鉻、總鉛、總鎳、總銀屬于污水綜合排放標準中規定的第一類污染物，根據《電鍍污染物排放標準》（GB21900-2008），上述7 個污染因子需要在車間或生產設施廢水排放口達到相應的排放限值，即意味著電鍍園區內企業廢水需要自行處理到《電鍍污染物排放標準》（GB21900-2008）中至少表2 規定的標準限值才可接管外排。因此，在當前的環保制度、環境標準要求下，一般電鍍企業需要建設專門的廢水污防措施，處理廢水達到《電鍍污染物排放標準》（GB21900-2008）中表2 標準，相應的環保投資較大。基于電鍍標準的專題調研工作及地方政府同意，環保主管部門認可了該園區對電鍍生產過程中產生的一類污染物在園區范圍內進行集中處理的運作方式，據此園區廢水處理中心開展了環境影響評價工作，完善了環保手續，根據處理能力放寬了對進水水質中重金屬因子的控制濃度。相應的，入園電鍍企業的環境影響評價報告中均不再執行 《電鍍污染物排放標準》（GB21900-2008）中一類污染物在“車間或生產設施廢水排放口”達到排放限值的要求，而是執行園區廢水處理中心設置的廢水接管標準即可，可大幅降低企業的環保投資，有利于園區的發展及招商引資工作。

該廢水處理中心工藝技術先進，設計標準較高。廢水處理中心在設計上采用了“分質物化+電化學+離子交換+A2O+MBR”的集成工藝，相較于國內電鍍廢水處理中心常見的混凝沉淀、A/O、反滲透等工藝[9]，該工程增加投資嵌入了電化學、離子交換塔等工序模塊，且生化處理工序采用了A2O+MBR 強化處理過程，有效提升了尾水水質。

該電鍍園區集約式發展，有利于節能降耗，提升生態環境效益。該園區的良性發展使得該電鍍園區成為相鄰地市內唯一的集中式電鍍中心。總的來說，電鍍企業廢水具有排放量小、污染因子復雜、非穩定流排放的特點，如果自行處理，出水水質難以滿足現行日益嚴格的環保標準，而且對企業來說需要增加一筆非常可觀的環保投資，且往往需要不斷追加污水站的技改投資。通過建設集中式電鍍廢水處置中心、分類分質收集整個園區的電鍍廢水，避免了園區企業重復建設廢水處理設施。另外，通過收集多家企業的電鍍廢水對總體廢水水質起到了一定的均質均流作用，有利于園區集中污水處理設施長期穩定運行，有助于壓縮廢水處理成本，即降低了園區整體的環保投資，又降低了園內企業的環保壓力。只要通過繳納一定的廢水處理費用，企業即可專注于生產工作，增進了企業市場競爭力。更值得關注的是，本案例中的電鍍園區所處地理位置執行 《電鍍污染物排放標準》（GB21900-2008）中表2 新建企業污染物排放限值即可，但該中心通過高起點的規劃與高標準的建設，可以使得尾水水質滿足《電鍍污染物排放標準》（GB21900-2008）中最嚴格的表3 水污染物特別排放限值，進一步減少了園區對于外界水環境的影響，產生了可觀的生態效益。假設由各電鍍企業獨自來進行污水處理設施的建設，則出水很難達到表3 特別排放限值的要求，一方面是因為法律法規并未對此作出強制限制，另一方面更嚴格的出水標準意味著更高的經濟投資，建設單位普遍缺乏積極性。

結語

電鍍行業是現代工業體系不可或缺的一環，電鍍廢水的處理也必然是環保領域長期研究的重要方向。通過電鍍企業園區化管理，并對電鍍廢水集中治理，可有效降低電鍍廢水綜合處理成本、增強電鍍企業市場競爭力、提升園區整體生態效益，必然是電鍍行業聚集化發展的重要路徑。然而，在現行的環保法規、環評制度、行業標準等形成的管理體系之下，集中收集治理電鍍廢水仍存在一些制度性障礙，有待于政府部門加大政策扶持，及時開展相關法規及標準的修訂工作。