電化學(xué)法常用于電鍍行業(yè)產(chǎn)生的重金屬?gòu)U水以回收重金屬，減少資源浪費(fèi)。主要闡述了含重金屬電鍍廢水的來(lái)源和分類，從電化學(xué)法的角度分析了不同重金屬電鍍廢水處理的研究進(jìn)展，并指出了電化學(xué)法處理重金屬電鍍廢水存在的問(wèn)題及實(shí)際應(yīng)用情況，展望了電化學(xué)法在處理重金屬?gòu)U水處理方面的未來(lái)發(fā)展方向。

　　電鍍工業(yè)生產(chǎn)廢水是造成環(huán)境污染的重要工業(yè)污染源之一。2000年，中國(guó)建立了數(shù)萬(wàn)家電鍍廠。電鍍廢水年排放量達(dá)到40多億立方米。不經(jīng)處理或處理效果差，會(huì)造成資源浪費(fèi)，嚴(yán)重危害環(huán)境。電鍍廢水主要包括酸堿廢水、部分有機(jī)廢水和重金屬?gòu)U水，其中重金屬?gòu)U水是電鍍廢水處理的重點(diǎn)。

　　目前常用的重金屬?gòu)U水處理方法有化學(xué)沉淀法、吸附法、生物法等，其主要原理是將重金屬轉(zhuǎn)化為沉淀或其他形式，容易對(duì)環(huán)境造成二次污染。例如，在一些工程項(xiàng)目中，采用fenton試劑處理電鍍廢水。治療效果好，但費(fèi)用高。

　　近年來(lái)，電化學(xué)方法作為重金屬?gòu)U水處理技術(shù)之一備受關(guān)注。它具有電解，絮凝，氣浮，氧化還原和微電解等功能，這些效果通常在廢水處理中同時(shí)進(jìn)行。電解原理主要包括電凝，電氧化和還原，以及電浮。

　　電氧化法和電浮選法分別用于有機(jī)廢水、小固體顆粒和油污廢水的處理。電還原是一種廣泛應(yīng)用于重金屬?gòu)U水處理的方法，它是以金屬離子或低價(jià)金屬離子的形式進(jìn)行電子還原處理重金屬?gòu)U水。電絮凝的原理是可溶性鐵、鋁等陽(yáng)極。

　　1含重金屬電鍍廢水的來(lái)源和分類

　　含重金屬電鍍廢水主要產(chǎn)生因電鍍處理過(guò)程中過(guò)量或不規(guī)則運(yùn)行而產(chǎn)生的廢液和清洗電鍍零件或設(shè)備產(chǎn)生的廢液。水質(zhì)復(fù)雜且難以控制，不僅含有鉻、鎳、銅、鋅等重金屬離子，而且還含有氰化物、有機(jī)物等污染物。根據(jù)電鍍工業(yè)的發(fā)展，對(duì)含重金屬電鍍廢水進(jìn)行了分類。

　　(1)鉻廢水：鉻系列廢水主要含鉻(Ⅵ)，少量其它重金屬離子;

　　(2)含鎳廢水：主要污染物為鎳離子、懸浮物等;

　　(3)含銅廢水：主要含有銅離子或絡(luò)合銅離子;

　　(4)重金屬混合廢水：主要含有鉻等重金屬離子、氰化物和懸浮物。

　　2.電化學(xué)法處理含重金屬電鍍廢水

　　2.1含鉻電鍍廢水的電化學(xué)處理

　　電鍍廢水中含有大量的鉻，主要以高價(jià)態(tài)存在，如Cr2O72-和CrO 42-。在許多研究中，鐵碳微電解或鐵屑內(nèi)電解處理含鉻電鍍廢水。當(dāng)pH值和停留時(shí)間為最佳時(shí)，Cr6的去除率可達(dá)99%，出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。劉錚等人采用鈦鐵雙陽(yáng)極電絮凝技術(shù)去除電鍍廢水中的鉻，去除率可達(dá)96.57%。

　　結(jié)合電化學(xué)和生物方法，Cr6 +具有更好的去除率，可同時(shí)去除廢水中的有機(jī)污染物。當(dāng)采用微電解/電解 - 生物組合工藝時(shí)，微電解/電解法相當(dāng)于廢水的預(yù)處理，鉻(VI)的去除率可達(dá)90%以上，然后經(jīng)過(guò)生化處理后去除Cr6 + 。率高達(dá)99.9%，去除效果明顯。

　　單一電化學(xué)法處理含鉻電鍍廢水效果明顯，生物法聯(lián)合處理效果較好，能有效降低運(yùn)行成本，具有進(jìn)一步推廣價(jià)值。

　　2.2電化學(xué)處理含鎳電鍍廢水

　　在電鍍工業(yè)中，電鍍鎳因其耐腐蝕性，耐磨性，可焊性等而被廣泛使用，因此其工業(yè)量?jī)H次于表面鍍鋅布置。

　　如果不直接排放含鎳電鍍廢水，不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，而且會(huì)危害人體健康，還會(huì)造成資源浪費(fèi)。目前，含鎳電鍍廢水的處理方法大致分為物理化學(xué)法、化學(xué)法、生物法或多種方法的組合，與大多數(shù)工業(yè)廢水處理方法一樣。楊健通過(guò)實(shí)驗(yàn)探討了微電解處理高濃度鍍鎳廢水的效果。鎳的去除率可達(dá)64.09%，有利于后續(xù)處理。

　　劉存海等人對(duì)寶雞長(zhǎng)嶺集團(tuán)電鍍車間含鎳廢水進(jìn)行了絮凝電解研究。廢水中鎳離子濃度降至0.365 mg/L，出水低于國(guó)家0.5mg/L標(biāo)準(zhǔn)，采用傳統(tǒng)絮凝工藝與電化學(xué)法相結(jié)合的方法處理含鎳電鍍廢水，既能使廢水直接達(dá)標(biāo)，又能降低運(yùn)行成本。

　　2.3含銅電鍍廢水的電化學(xué)處理

　　在電鍍工業(yè)中，電鍍銅常被用作鍍鉻和鍍鎳等重金屬表面的底層，這使得含銅電鍍廢水十分普遍。

　　當(dāng)電化學(xué)處理用于處理含銅電鍍廢水時(shí)，可以直接回收銅。陳等人。用流化床電極處理低濃度硫酸銅廢水。田等人。通過(guò)電解法研究了不銹鋼電極上Cu2 +離子的還原特性，Zhang等。采用循環(huán)伏安法研究了酸性環(huán)境中Cu2 +離子的電沉積動(dòng)力學(xué)，使出水達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)放電。朱有春發(fā)現(xiàn)了利用磁電解技術(shù)處理含銅工業(yè)廢水。它不僅可以有效地處理工業(yè)廢水中的污染物，還可以進(jìn)一步回收陰極上致密均勻的金屬銅。

　　但電解法由于受金屬電沉積還原電位和傳質(zhì)過(guò)程的影響，在處理含銅電鍍廢水時(shí)，處理時(shí)間長(zhǎng)、處理效率低、能耗高等缺點(diǎn)，限制了該方法在該領(lǐng)域的推廣。為了提高處理效果，王剛等則將兩種電化學(xué)方法耦合處理含銅廢水，處理效果明顯優(yōu)于單獨(dú)微電解和電解法，并能促進(jìn)反應(yīng)的快速進(jìn)行。

　　2.4重金屬混合電鍍廢水的電化學(xué)處理

　　電鍍廢水的水質(zhì)復(fù)雜，通常含有一種以上的重金屬，但各種重金屬離子并存。馬紅芳采用鐵屑內(nèi)電解處理重金屬混合電鍍廢水。出水Cr6 +含量小于0.5mg / L，其他金屬離子符合排放標(biāo)準(zhǔn)。 。

　　譚超雄等采用單一電絮凝處理含銅、鉻兩種重金屬的電鍍廢水發(fā)現(xiàn)，在同一參數(shù)下，Cu的去除效果優(yōu)于Cr。張條蘭等采用電絮凝-活性炭纖維吸附法處理重金屬混合電鍍廢水，重金屬離子的去除率達(dá)到99.97%以上。

　　黃山市環(huán)境監(jiān)測(cè)站和黃山市環(huán)境工程公司采用“微電解-中和-混凝沉淀”工藝處理含Cr6+、Ni2+、Cu2+電鍍廢水20t，總投資25萬(wàn)元，處理費(fèi)用廣東石化設(shè)計(jì)院采用微電解-電化學(xué)法處理惠州市某電鍍廠廢水。Q=80m3/d總投資26萬(wàn)元，處理費(fèi)用約105元/t。

　　將電化學(xué)法與其他方法相結(jié)合對(duì)重金屬混合電鍍廢水進(jìn)行處理，使處理成本從3×10元/t直接降低到2元/t左右，處理成本明顯降低。從成本和操作成本的角度來(lái)看，電化學(xué)方法具有廣泛的推廣和應(yīng)用價(jià)值。

　　3存在的問(wèn)題

　　隨著政府近幾十年來(lái)對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視以及水處理技術(shù)的迅速發(fā)展和推廣，電化學(xué)處理技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)廢水行業(yè)，特別是電鍍廢水行業(yè)。然而，隨著電化學(xué)方法的深入研究，該技術(shù)中仍存在一些問(wèn)題，其推廣受到限制。主要包括以下幾個(gè)方面：

　　(1)電化學(xué)處理對(duì)不同重金屬的影響不同，適宜的條件(pH值、極板間距、極板等)也不同。因此，重金屬混合電鍍廢水的處理受到限制。

　　(2)當(dāng)采用電化學(xué)方法處理含重金屬的電鍍廢水時(shí)，雖然處理效果好，但處理能耗高，操作成本增加;

　　(3)受電極板的限制，目前大多數(shù)電化學(xué)處理技術(shù)仍處于小試階段，還未廣泛應(yīng)用于工程項(xiàng)目中。

　　4結(jié)論和展望

　　隨著國(guó)家污染行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB21900-2008)的頒布，電鍍行業(yè)廢水中重金屬的排放要求得到了提高。為了滿足現(xiàn)有的排放標(biāo)準(zhǔn)并應(yīng)對(duì)未來(lái)日益嚴(yán)格的排放趨勢(shì)，傳統(tǒng)的加工技術(shù)無(wú)法滿足排放要求，都需要深加工，但這大大增加了加工成本，導(dǎo)致嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的角度來(lái)看，重金屬電鍍廢水中重金屬的回收不僅可以避免環(huán)境污染，而且可以促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這是從根本上減少環(huán)境影響的重要環(huán)節(jié)。

　　為了達(dá)到這一目標(biāo)，可以采用電化學(xué)法和生物法或物理化學(xué)法來(lái)降低能耗，提高處理效果，達(dá)到廢水處理和重金屬回收的雙重目的。因此，重點(diǎn)開發(fā)低成本電極板和多維電化學(xué)反應(yīng)器，選擇最佳工藝組合，降低能耗，已成為研究和開發(fā)的發(fā)展方向。