【摘 要】据统计，我国的电镀工厂大约有一万多家，每年排放的电镀废水约40亿吨， 其中含Cr6+、含Cu2+、含Ni+等废水是电镀行业的主要废水来源。电镀废水对人体危害极其严重，如今用老传统的中和沉淀法已经无法满足当今时代的发展。电镀废水的深度处理以及后续处理，如何改善技术，刻不容缓，本文浅谈用离子交换系统处理电镀废水。
【关键词】电镀废水；危害；树脂
随着电镀产品日益增多，电镀行业的剧增，从而也伴随着一些电镀废水的偷排、混排，这严重加大了废水处理的难度。另外未经处理达标的电镀废水排入地下、地沟、与其他水源汇合，对大自然，以及人体都有极大的危害。
本文将对目前比较经常用的离子交换系统处理工艺的原理，工艺技术和发展对电镀废水的处理进行阐述。
一、电镀废水的来源、组成及变化规律
（一）电镀废水的来源
电镀行业中，常用的镀种有镀镍、镀铬、镀铜、镀锌、镀镉、镀铅、镀银等。铬主要用于镀铬、钝化和退镀等工艺。电镀车间有镀前表面处理、电镀处理和镀后处理三个工艺环节。
（二）废水的组成
电镀废水主要有：氰系废水、铬系废水、镍系废水、铜系废水以及除油废水五种。
（三）废水的变化规律
电镀废水水质水量变化复杂、如果电镀车间涞水中各类废水两两相互混合将造成废水厂出水水质超标以及处理成本急剧上升。
二、电镀废水的危害
1、氰化物：氰化物是极毒物质，特别是在酸性条件下，它变成剧毒的氢氰酸。含氰废水必须先经过处理，才可排入水道或河流中。人的口服致死量氰化钾为120mg、氰化钠为100mg；长期饮用含氰0.14mg/dm3的水会出现头疼、头晕、心悸等症状。
2、六价铬和三价铬：铬有三价铬（Cr3+）和六价铬（Cr6+）之分。实验证明六价铬的毒性比三价铬高100倍，可在人、鱼和植物体内蓄积。六价铬对人体皮肤、呼吸系统以及内脏都有伤害，能致呼吸道癌，主要是支气管癌。
3、铅和铅化物：铅及其化合物对人体是有害元素。水体中铅会引起鱼类、水生物等中毒，严重者甚至死亡。铅经饮用水或食物进入人体消化道后，有5%~10%被人体吸收，当蓄积过量后，在骨骼中的铅会引起内源性中毒。当血铅到60~80μg/100cm3时，就会出现头疼、疲乏、记忆衰退、失眠、食欲不振等症状。
4、镍和镍化合物：镍进入人体后主要存在于脊髓、脑、五脏中，以肺为主。其性主要表现在抑制酶系统。镍及其镍盐类对电镀工人的毒害主要是镍皮炎。
5、铜和铜化合物：铜是生命所必需的微量元素之一，但过量的铜对人体和动、植物都有害。皮肤接触铜化合物，可发生皮炎和湿疹，在接触高浓度桶化合物时可发生皮肤坏死。
6、锌和锌化合物：锌是人体必需的微量元素之一，正常人每天从食物中吸收锌10~15mg。过量的锌会引起急性肠胃炎症状，如恶心、呕吐，同时伴有头晕、周身无力等。
三、离子交换系统在电镀废水处理中应用
离子交换系统处理电镀废水的重金属，其去除率能达到99.5%以上。
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（一）离子交换树脂在电镀废水中的应用（以Cu系统为例）
利用离子交换树脂活性基团上的可交换离子(H+、Na+、OH-等),去除废水中的阳、阴离子。此法处理电镀废水不仅可回用水，还可回收金属离子溶液。这种方法已用于处理含有金、镍、铜、镉、铬等废水。下面，我们来举一个例子，离子交换树脂如何处理含Cu废水。
含Cu废水通过增压泵从废水调节池抽至斜板沉淀池、加入液碱调节pH值至3.5-4.5，使更多的氢氧根离子沉淀发生、使浊度降低、再由二级增压泵抽出经过袋式过滤器，两段200μm和100μm过滤精度的拦截，使进水水质更好，由离子吸附罐上段进水，与离子交换树脂进行同离子交换。其简单的交换过程为：
zH+R + Cu+ = Cu+ R + H2O
其中R代表树脂
可以从上面化学式看出，电镀废水中的Cu+ 与H+ 型树脂发生离子交换，Cu+ 被树脂所吸附，释放出H+至水中。水质改善，从下端产水口进入产水池，进入中水回用系统，在本问就不再进行详情介绍。
当离子交换树脂吸附饱和之后，将无法再进行吸附，也就无法处理电镀废水，这时就必须将树脂再生。
（二）离子交换树脂的再生
离子交换树脂使用一段时间后，吸附的杂质接近饱和状态，就要进行再生处理。树脂的再生处理应当根据树脂的种类、特性，以及运行的经济性，选择适当的再生药剂和工作条件。
树脂的再生特性与它的类型和结构有密切关系。强酸性和强碱性树脂的再生比较困难，需用再生剂量比理论值高相当多；而弱酸性或弱碱性树脂则较易再生，所用再生剂量只需稍多于理论值。此外，大孔型和交联度低的树脂较易再生，而凝胶型和交联度高的树脂则要较长的再生反应时间。
树脂在使用较长时间后，由于它所吸附的一部分杂质 ( 特别是大分子有机胶体物质 ) 不易被常规的再生处理所洗脱，逐渐积累而将树脂污染，使树脂效能降低。此时要用特殊的方法处理。例如：阳离子树脂受含氮的两性化合物污染，可用 4%NaOH 溶液处理，将它溶解而排掉；阴离子树脂受有机物污染，可提高碱盐溶液中的 NaOH 浓度至0.5～1.0%，以溶解有机物。
（三）再生液的处理
为贯彻国家“清洁生产”理念，当树脂吸附饱和之后，对树脂进行再生，将吸附在树脂结构上面的重金属离子置换出来，此时的再生液中，重金属的含量大概能达到10-20mg/L左右，再生液中的重金属，有着极大的回收价值。目前也没有非常好的处理办法，所以再生液只能通过压滤，将再生液压成泥饼外运处理。
由于现在离子交换树脂的不稳定性，再生出来的废液有时候浓度达不到回收标准，这也是导致离子交换系统成本居高不下的一大原因。再生液的重金属回收，将是下一步重点需要研究的科目，才能真正的做到循环经济、清洁生产。
研究结果显示，离子交换系统确实在电镀废水中的处理，有着好的处理效果和作用。
然而离子交换树脂发展至今，还是存在着不稳定性的问题，再生液无法完善处理还是一大问题。然而随着中国电镀行业的骤增以及电镀废水的多样性，离子交换系统还是欠缺完善，要在电镀废水处理中，树立独立的一面，树脂的改善，稳定是以后发展的道路。
参考文献：
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[2]邵林 .树脂处理重金属废水原理. 水处理离子交换树脂，水利电力出版社，1989：42-55，201-203，210-215
[3]何炳林.离子交换与吸附树脂,上海：上海科技教育出版社，1995：172-176，211-212，339-341
[4]电镀行业废水排放执行（GB21900—2008）表（3）标准，中国环保局
论文作者:姚跃静
论文发表刊物:《低碳地产》2016年6月第11期
论文发表时间:2016/11/16
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