摘 要

电镀是利用化学和电化学方法在金属或在其它材料表面镀上各种金属。电镀技术广泛应于机器制造、轻工、电子等行业。

电镀废水的成分非常复杂,除含氰(CN-)废水和酸碱废水外,重金属废水是电镀业潜在危害性极大的废水类别。根据重金属废水中所含重金属元素进行分类,一般可以分为含铬(Cr)废水、含镍(Ni)废水、含镉(Cd)废水、含铜(Cu)废水、含锌(Zn)废水、含金(Au)废水、含银(Ag)废水等。电镀废水的治理在国内外普遍受到重视,研制出多种治理技术,通过将有毒治理为无毒、有害转化为无害、回收贵重金属、水循环使用等措施消除和减少重金属的排放量。

关键词:电镀废水、治理、一级标准

Abstract

Plating is making use of the chemistry and the method of electrochemistry to plate various metals power on the surface of metal

or other materials. The technology of plating is widely used for manufacture of machines、light industry and electro industry and so on.

The components of the plating wasted-water are very complex. Heave metal wasted-water is the sort which has a potential great harm for plating industry, except the wasted-water contained cyanogens (Cn-) and the acid amp; alkali wasted-water. Under heavy metal wasted-water contained heavy metals separation and generally can be divided into chromium (Cr) wastewater, Nickel (Ni) wastewater containing cadmium (Cd) wastewater, copper (Cu) wastewater, zinc (Zn) wastewater, gold (Au) wastewater containing silver (Ag) wastewater. Electroplating wastewater treatment in widespread attention at home and abroad, has developed various management technology, and management of toxic to nontoxic, into sound harmful, precious metal recycling, water use and other measures to eliminate and reduce heavy metals emissions.

Key words: electroplating wasted-water, deal with ，the sewage discharge standards of our state

目录

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 电镀废水的来源及其危害 1

1.2.1 电镀废水的主要来源 1

1.2.2 电镀废水的危害 2

1.2.3 工业废水中主要的有毒重金属介绍如下^[13-14]： 3

1.3 重金属的排放标准 4

1.4 电镀废水的污染特性 5

1.4.1 持续时间长 5

1.4.2 生物富集 5

1.4.3 难降解 5

1.4.4 毒性范围 5

1.5 处理电镀废水的技术现状 6

1.5.1 化学法 6

1.5.2 物理化学法 8

1.5.3 生物法 9

1.6 小结 10

第2章 陶瓷滤料吸附机理 11

2.1 陶粒滤料 11

2.2 陶瓷滤料吸附重金属离子的机理 12

2.2.1 静电吸附 12

2.2.2 离子交换吸附 12

第3章 实验部分 12

3.1重金属离子标准曲线的绘制 12

3.1.1六价铬的测定：二苯碳酰二肼分光光度法 12

3.1.2 铜离子的测定：二乙氨基二硫代甲酸钠萃取光度法 14

3.1.3 镍离子的测定：丁二酮肟光度法 15

3.1.4 锌离子的测定：双硫腙分光光度法 16

3.1.5 小结 19

3.2小型吸附柱实验 19

3.2.1试验装置及运行参数 19

3.2.2铬离子的吸附去除 20

3.2.3 铜离子的吸附去除 21

3.2.4 镍离子的吸附去除 22

3.2.5 锌离子的吸附去除 23

3.2.6 小结 24

3.3 陶瓷滤料对铜离子的吸附实验 24

3.3.1 铜离子的静态实验 24

3.3.2 铜离子的动态实验 28

第1章 绪论

1.1 引言

我国是世界上13个贫水国家之一，人均淡水资源拥有量2200立方米，为全球人均拥有量的1/4。城市贫水状况更为严峻，全国600多座城市中有380多座城市缺水，128座城市严重缺水，每年城市缺水量达58亿立方米，由此损失的工业产值达2300亿元。水已成为我国的战略性资源，水资源短缺已成为制约我国经济和社会发展的重要因素^[1-2]。

我国水资源严重短缺是影响我国生存和稳定的重大问题，其中环境污染的质量型缺水十分严重^[3-6]。我国目前的废水排放总量为439.5亿m3，超过环境容量的82%，其中重金属废水约占60%左右;其排放一方面造成资源浪费，另一方面重金属持久性污染严重、危害性大、影响居民的饮用水安全^[7]。其中，铅、铜、镍、福、铬、汞等9种重金属被列入我国水中优先控制的68种污染物的“黑名单”^[8-10]。2005年我国四大水体污染事件中就有两起因重金属福污染引起。

重金属废水是对环境污染严重和对人类危害极大的工业废水。

我国有1/3以上的河流受到污染，近50%的重点城镇水源地不符合饮用水标准，90%以上的城市水域污染严重^[11]。工业废水，是造成环境污染的主要污染源。其中含重金属离子废水的污染尤为严重^[12]。重金属是具有潜在危害的、对生态环境危害极大的污染物，因其进入环境不能被生物降解，而往往是参与食物链循环并最终在生物体体内积累，通过饮水和食物链的作用，对人类产生更广泛和更严重的危害。因此，重金属污染越来越引起人们的重视，对其废水治理和排放标准也日趋严格。但是到目前为止，世界各国对重金属废水的治理仍不够完善和彻底，还未能消除重金属废水对环境的污染。因此，大力推进重金属废水治理技术的发展势在必行。

1.2 电镀废水的来源及其危害

1.2.1 电镀废水的主要来源

1.镀件清洗水

镀件漂洗水是电镀废水中主要的废水来源之一，同时也是电镀作业中重金属污染的主要来源。这部分废水的水质成分较复杂，含有毒物质以及重金属离子，是进行处理与回收利用的主要对象。

不同镀件采用不同工艺和漂洗方式，废水中污染物质的浓度和废水量是不相同的，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。

2.废电镀液

在电镀工艺中，电镀母液经多次使用后，引起重金属或其它杂质的积蓄，这就需要过滤处理，镀液过滤后，常在镀槽底部剩有浓的、杂质多的液体，如氰化镀锌，碱性无氰镀锌的槽底泥渣液，化学或电化学除油的槽底泥渣液。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。

3.电镀设备冷却水

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。

4.电镀车间其他废水

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,这部分电镀废水一般与冲刷设备等冲洗废水一并考虑处理，其量的大小与电镀车间的装备有关。

1.2.2 电镀废水的危害

大多数重金属属于人体所必需的微量元素，但重金属污染已经成为威胁人类发展的重大环境问题。而重金属废水又是对环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水，震惊世界的日“水俣病”和“骨疼病”就是分别由含汞废水和含镉废水污染环境所造成的。研究表明，重金属污染对人群健康的危害是多方面，多层次的，其毒理作用表现为造成生殖障碍,影响胎儿正常发育,威胁儿童和成人身体健康等。

重金属不能被生物降解为无害物。重金属废水进入水体后，除部分为水生物鱼类吸收外，其它大部分易被水中各种有机和无机胶体及微粒物质所吸附，再经聚集沉降沉积于水体底部。它在水中浓度随水温、pH值等不同而发生变化，冬季水温低，重金属盐类在水中溶解度小，水体底部沉积量大，水中浓度小；夏季水温升高，重金属盐类溶解度大，水中浓度高。因此水体经重金属废水污染后，危害的持续时间很长。

此外，对工业废水中的贵重金属若不能回收利用，又造成经济损失和资源浪费。因此重金属污染受到了人们极大的重视。

1.2.3 工业废水中主要的有毒重金属介绍如下^[13-14]：

（1）铅

铅现在已成为渗透到环境各个角落的污染物。铅的消耗有40%用于蓄电池和电池，20%用于汽油的烷基添加剂，12%用于建筑结构中，6%用于电缆外包物，5%用于弹药。铅及其化合物对人体的很多系统都有毒性作用，铅中毒可引起腹绞痛、肝炎、高血压、周身神经炎、中毒性脑炎、贫血、神经衰弱症、铅溶等。

（2）汞

汞对水体的污染最为严重，造成的危害也最大。汞的消耗有一半用于漂白纸浆的氯气的生产，其次是开关齿轮和电池生产。汞会引起人体消化道、口腔、肾脏、肝等损害。

1. 镉

镉及其化合物的应用始于20世纪30年代，主要用于电镀、颜料、塑料稳定剂、银锡电池以及合金等方面。镉类化合物毒性很大，镉和其它元素（如铜、锌）的协同作用可增加其毒性。镉中毒使骨骼软化萎缩，导致多处骨折，进而损伤肝肾等，并使内分泌失调。日本发生的“骨痛病”就是因长期饮用含镉污染的水和食用被镉污染的粮食而造成的。镉慢性中毒还会引起蛋白尿、高血压、肾结石、致癌、致畸胎等。

1. 铜

铜对低等生物和农作物毒性较大，其浓度达0.1—0.2mg/L时可使鱼类致死，与锌共存时毒性可以增加。对于农作物，铜可使植物吸收养分的机能受到阻碍，植物吸收铜离子后，即固定于根部皮层。铜对人体造血、细胞生长、人体一些酶的活动以及内分分泌腺功能均有影响，如摄入过量的铜，就会刺激消化系统，引起腹痛、呕吐。

1. 砷

砷是一种广泛存在并且有准金属特性的元素。砷多以无机态分布于含砷矿物中，主要用于冶金工业和半导体工业、农药、木材防腐剂和饲料添加剂等。无机砷可抑制酶的活性，使染色体发生畸变，影响DNA的修复机制。长期接触无机砷可对人和动物体内的许多器官产生影响，如造成肝功能异常等。有机砷比无机砷毒性更强。

1. 铬

铬既是生物的必需元素，又是有毒的污染元素。三价铬参与糖代谢过程，有激活胰岛素的作用，但其不易被消化道吸收，在皮肤表层和蛋白质结合形成稳定的络合物，对肺有损害。六价铬毒性很强，对人和温血动物机体全身有致毒作用，经常吸入铬化合物会引起呼吸道疾病、肠胃疾病，并引起肺癌、支气管癌和消化道癌等。

1. 锌

锌是人体必需的微量元素之一，正常人每天从食物中吸入锌10～15mg。肝是锌的储存地，锌与肝内蛋白结合成锌硫蛋白，供给机体生理反应时所必需的锌。人体缺锌会出现不少不良症状，误食可溶性锌盐对消化道黏膜有腐蚀作用。过量的锌会引起急性肠胃炎症状，如恶心、呕吐、腹痛、腹泻，偶尔腹部绞痛，同时伴有头晕、周身乏力。误食氯化锌会引起腹膜炎，导致休克而死亡。

1.3 重金属的排放标准

废水中的重金属难以降解和破坏，进入环境后，容易与环境中有机物形成毒性强的有机重金属盐，大部分被动植物吸收和富集。动植物吸收重金属后可以通过食物链的作用，使重金属富集系数达1000到10000。^[15]为此，各国政府都制订了关于重金属废水的排放标准，表1.3为部分国家的重金属排放标准^[16]。