近年來(lái)，我國電子、機械、汽車(chē)等行業(yè)發(fā)展迅速，大量的鍍件需求帶動(dòng)了電鍍產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展。我國大約2萬(wàn)多家電鍍企業(yè)，每年排放大量的污染物，包括約4億t含重金屬的廢水、5萬(wàn)t固體廢物、3000億m3酸性廢氣。為解決電鍍工業(yè)的重污染問(wèn)題，我國環(huán)保政策日趨嚴厲，很多電鍍企業(yè)希望通過(guò)新建或改建的方式增加處理設施，達到廢水“零排放”，專(zhuān)注產(chǎn)品生產(chǎn)，以期實(shí)現經(jīng)濟、環(huán)保、社會(huì )效益的統一。
文章從廢水“零排放”的理念出發(fā)，從處理技術(shù)、工程應用、存在的問(wèn)題3方面總結介紹，并提出實(shí)現廢水“零排放”的建議，以期為相關(guān)從業(yè)者提供參考。
1、電鍍廢水“零排放”的概念
“零排放”即無(wú)排放，不向環(huán)境中排放任何污染物質(zhì)，實(shí)現對資源的循環(huán)回用，其最早來(lái)源于1972年美國提出爭取在1985年實(shí)現電鍍廢水“零排放”的計劃，1978年美國電鍍協(xié)會(huì )第40號計劃中提出漂洗工藝“閉路循環(huán)工序化”就是具體落實(shí)“零排放”的。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，物質(zhì)會(huì )不可避免的進(jìn)入到環(huán)境中，因此，理論上廢水“零排放”是無(wú)法實(shí)現的，是一種理想化的污染治理目標，文中所講的“零排放”，是一種近“零排放”。
2、電鍍廢水的處理技術(shù)
電鍍廢水按照其生產(chǎn)過(guò)程可分為前處理廢水、鍍件清洗廢水、后處理廢水以及廢液。按照我國電鍍廢水處理規范，電鍍廢水通常要分流收集、處理后再進(jìn)行綜合處理，所采用的處理技術(shù)目前主要有以下幾種。
(1)化學(xué)法：目前全球有近80%的電鍍廢水采用化學(xué)法進(jìn)行處理，主要工藝有酸堿中和、化學(xué)沉淀、氧化還原等，化學(xué)法簡(jiǎn)單、可靠，但產(chǎn)生污泥量大，若能實(shí)現準確投藥，嚴格管理，也可實(shí)現廢水的選擇性回用。
(2)生物法：生物處理技術(shù)包括生物化學(xué)法、生物絮凝法、生物吸附法、植物修復法等，常用于去除有機物、氮磷、懸浮物等污染物質(zhì)。由于電鍍廢水中重金屬離子和某些有機化合物會(huì )抑制或扼殺微生物，目前尚無(wú)穩定有效的微生物菌種直接處理電鍍廢水，通常需經(jīng)過(guò)物理、化學(xué)法等預處理后再進(jìn)入生物處理系統。
(3)膜處理法：膜分離技術(shù)用于回收廢水中的重金屬和鹽類(lèi)，削減廢水排放量，提高廢水的回用率。不過(guò)，該技術(shù)產(chǎn)生的濃水仍需進(jìn)一步處理，目前，相當數量的企業(yè)采用的處理方式為委外處置或蒸發(fā)濃縮等。
(4)離子交換法：離子交換技術(shù)已經(jīng)成為有效處理電鍍廢水并且回收某些高價(jià)值金屬的重要手段，也是電鍍廢水實(shí)現閉路循環(huán)的重要組成環(huán)節。離子交換法在處理低濃度金屬廢水時(shí)，在處理效果和運行成本上較化學(xué)法更有優(yōu)勢。
(5)電滲析技術(shù)：在直流電場(chǎng)的作用下，離子透過(guò)選擇性離子交換膜而遷移，從而使電解質(zhì)離子自溶液中部分分離出來(lái)的過(guò)程稱(chēng)為電滲析，常用于工業(yè)用初級純水的制備、工業(yè)殘液中有用成分的回收等。
(6)電吸附技術(shù)：電吸附是利用帶電電極表面吸附水中離子及帶電粒子，使水中溶解的鹽類(lèi)和其他帶電物質(zhì)在電極表面富集濃縮而實(shí)現水的凈化和鹽的去除，與電滲析技術(shù)相比，其對進(jìn)水水質(zhì)要求較低，具有產(chǎn)水量高、除鹽程度適中、操作維護簡(jiǎn)便以及能耗低、穩定性好等特點(diǎn)。
(7)蒸餾濃縮法：蒸發(fā)技術(shù)的實(shí)質(zhì)就是水蒸氣的形成過(guò)程，根據所用能源、設備、流程不同可分為多效蒸發(fā)、多級閃急蒸發(fā)、蒸氣壓縮蒸發(fā)(MVR)等。蒸餾濃縮工藝通常用于膜處理后的濃液處置，通過(guò)將濃液中的水分蒸發(fā)，溶液中重金屬及鹽類(lèi)最終結晶，再將蒸發(fā)結晶物銷(xiāo)售或交由第三方安全處置。
除此以外，電絮凝、電解、EDI(電去離子)技術(shù)等也被用于電鍍廢水的處理。實(shí)際工程中通常會(huì )采用多種技術(shù)聯(lián)合處理的工藝，做到電鍍廢水分階段處理、回用，提高廢水的回用率，見(jiàn)表1。
3、電鍍廢水“零排放”的應用
3.1 電鍍清洗廢水的“零排放”
我國大部分電鍍清洗工藝為逆流漂洗工藝，水量消耗大，鍍件清洗廢水為電鍍廢水中的主要來(lái)源，由于其污染物成分與鍍槽溶液相同，雜質(zhì)很少，經(jīng)回收后可再次使用[19]。這方面的專(zhuān)利很多，且相當部分在實(shí)際中得到了應用。如某企業(yè)在鍍槽后的回收槽和數個(gè)清洗槽各槽口兩側安裝自動(dòng)微量霧化水噴射裝置，可將回收槽中的回收液適時(shí)補充到原鍍槽中，再補充因蒸發(fā)引起的微量水，從而實(shí)現電鍍清洗廢水的“零排放”。
此外，將鍍件清洗廢水分類(lèi)收集并采用膜技術(shù)、電化學(xué)等技術(shù)分離、濃縮后，產(chǎn)生的濃液與原鍍槽溶液成分相同，可再次返回使用，凈化水作為電鍍清洗水循環(huán)使用，使水、鍍液離子和藥劑全部回收，達到電鍍清洗廢水“零排放”的目的。如美、日等國20世紀70年代采用的“逆流漂洗-離子交換-蒸發(fā)濃縮”組合工藝、我國20世紀70年代中后期采用的“逆流漂冼-離子交換或逆流漂冼-薄膜蒸發(fā)”工藝以及近些年國外和臺灣地區興起的電滲析技術(shù)、國內開(kāi)始流行的線(xiàn)邊處理技術(shù)，就可實(shí)現清洗廢水的“零排放”，這種工藝的實(shí)質(zhì)就是閉路循環(huán)工序化的無(wú)排放處理。采用這種工藝，大多數電鍍清洗廢水都可以做到“零排放”，尤其是含稀貴金屬(如金、銠、鈀)的電鍍清洗廢水，回收利用價(jià)值高，企業(yè)也愿意進(jìn)行資金投入。
3.2 電鍍廢水的“零排放”
我們通常所講的電鍍廢水，一般指的是近年來(lái)，我國各地加快電鍍產(chǎn)業(yè)園區的建設，有利于電鍍企業(yè)的集中管理，但由于電鍍廢水來(lái)源廣、成分復雜，當前普遍采用的膜處理技術(shù)僅能獲得可回用的純水，產(chǎn)生的濃縮液無(wú)法直接回用，目前主要采用外委處置或蒸發(fā)濃縮的方式進(jìn)行處理，而這只是排放方式的改變，并不能稱(chēng)為“零排放”。
中德金屬生態(tài)城是我國首個(gè)電鍍園區廢水“零排放”工程，總設計規模30000t/d，采用了德國“機械負壓蒸發(fā)”、美國陶氏組合膜濃縮及領(lǐng)先的預警與自動(dòng)化控制系統等技術(shù)，廢水回用率達到99.6%，處理后的金屬固體廢物可再次回用，園區內不設任何排污口，實(shí)現了廢水的“零排放”，這對我國目前興起的電鍍園區建設有一定借鑒意義。該工程廢水“零排放”及重金屬再循環(huán)的解決方案，見(jiàn)圖1、圖2。
該項目一期5000t/d于2015年投入運營(yíng)。運行過(guò)程中，由于廢水電導過(guò)高，膜系統產(chǎn)能不足，導致MVR蒸發(fā)母液不能完全結晶。該項目后續又投入大量資金用于膜系統產(chǎn)能的提升，以期徹底實(shí)現廢水的“零排放”。
4、電鍍廢水“零排放”存在的問(wèn)題
4.1 投資和運行成本高
廢水“零排放”項目往往投資大，運行成本高，濃縮系統的投資和運行成本分析，見(jiàn)表2。
考慮到前端預處理及后段蒸發(fā)系統的投資，處理1m3水折舊及利息高達20元以上，廢水日處理量5000m3的企業(yè)，每年處理費用3500萬(wàn)元。再加上蒸發(fā)結晶物成分復雜，無(wú)法再次利用，危廢處置費用3000~4000元/t，更加阻礙“零排放”項目的推廣。
4.2 集成化低，運行不穩定
實(shí)際上，國內建設的廢水“零排放”項目(包括但不限于電鍍廢水)并不少。而大多數項目無(wú)法穩定運行，存在著(zhù)持續改造的問(wèn)題，如上面提到的中德金屬生態(tài)城。大多數“零排放”項目運行中存在的問(wèn)題集中于預處理、逐級濃縮、分鹽、蒸發(fā)結晶，主要根源在于預處理，包括膜作為預處理的工藝段。預處理階段電鍍廢水分類(lèi)收集不徹底，管理不到位，阻礙后段精細分鹽的實(shí)現，濃縮、蒸發(fā)產(chǎn)生的結晶物無(wú)法變成資源進(jìn)行外銷(xiāo)，且系統集成化低。
現有的除油、除濁、脫色等預處理工藝低效不穩定，生化處理也局限在有限的菌種、催化氧化等技術(shù)，運行成本高，濃縮工藝采用的特種反滲透膜、電滲析等普適性不高，多效蒸發(fā)、MVR等蒸發(fā)結晶設備的穩定、高效、低成本運行還有很大提升空間。
5、結論與建議
(1)對電鍍等重污染行業(yè)，“零排放”應作為環(huán)保管理的最高目標。當前廢水“零排放”處理技術(shù)尚不成熟，且運行成本較高，應以達標排放為主，分階段、逐步提高電鍍廢水的回用率。
(2)應統籌處理清潔生產(chǎn)和末端治理的關(guān)系，推廣和發(fā)展電鍍廢水的閉路循環(huán)無(wú)排放技術(shù)，從源頭減少污染的排放量，降低環(huán)保投資和運行成本。
(3)電鍍廢水“零排放”項目應定位于資源化，尤其是區域資源化，在資源化的基礎上逐步實(shí)現裝備、系統集成化。
(4)加大對耐鹽等特殊菌種的理論研究和應用，對引進(jìn)新技術(shù)、新材料、新設備的給予政策和財政支持，鼓勵企業(yè)創(chuàng )新。(來(lái)源：深圳市創(chuàng )飛格環(huán)保實(shí)業(yè)有限公司)
