1 表面处理表面处理行业行业废水废水治理与治理与回用标准回用标准化化研究研究1 张德忠1，3 ，贾建新1,2， 邓日志1，3， 何杰1,3 （1. 武汉材料保护研究所，湖北 武汉 430030； 2. 全国金属与非金属覆盖层标准化技术委员会秘书处，湖北 武汉430030； 3. 国家电镀技术生产力促进中心，湖北 武汉 430030） 摘摘 要要 表面处理废水中含有大量的有害物质，其直接排放造成环境的严重污染，并且威胁人类的生存条件。随着人们环保意识的提高，表面废水造成的危害已引起广泛关注，其排放受到严格的管制。因此， 对废水进行彻底治理是表面处理行业生存和发展的必由之路。 为了解决企业废水处理所面临的困难，规范废水治理技术，促进我国表面处理行业废水处理水平，建立完整的废水治理与回用标准体系已成为表面处理行业急需解决的课题。阐述了建立表面处理废水治理和回用标准的必要性及标准化应遵行的原则，着重介绍了标准化体系的主要内容，同时，对表面处理废水治理和回用标准化思路进行了探讨。 关键词关键词 表面处理； 废水治理； 回用； 标准化 0 引言 表面处理是通过表面涂覆、表面改性或多种表面复合处理，改变固体金属或非金属表面的形态、化学成分和组织结构、应力状态，以获得所需要表面性能的系统工程1。表面处理突出特点是无需整体改变材质而能获得原基材所不具有的某些特殊性能，因而广泛应用于国民经济的各行各业，大到航天航空、武器装备、火车轮船，小到电子电器、仪器仪表、五金工具、日常用品。由此可见，表面处理技术是产品制造的关键技术之一，在国民经济中有着举足轻重的地位，是制造业不可或缺的重要组成部分。 我国是制造大国，被称为“世界工厂” 。作为制造业关键技术之一的表面处理，无论是在规模上还是在数量上，都居于世界各国之首，并为我国制造业的飞速发展发挥了重要作用。 然而， 以电镀为代表的表面处理在生产过程中消耗大量水资源并产生数量惊人的废水。这些废水中含有多种多样的有害物质，其直接排放造成江河湖泊的严重污染，并且已威胁着我们的生存环境。近年来，由电镀废水造成的环境污染事件引起了各级政府和广大人民的高度重视。为了有效控制表面处理废水给环境带来的危害，各地政府对于产生废水的表面处理业进行了严格的管制，有的地方甚至不给企业生产执照。因此，对废水进行彻底治理是表面处理行业生存和发展的必由之路，也是我国制造业持续发展所面临的困境。 2 表面处理废水治理，不但要做到“达标排放” ，还要尽可能做到少排或实现零排放。因此，企业必须选择适合生产实际情况的废水治理与回用技术。当前，废水治理方法多种多样，包括化学沉淀法、电解法、生物处理法、离子交换法、吸附法、膜分离法、蒸发浓缩法等2，各种方法所采用的设备也各不相同，如果没有相应的标准作为依据，企业很难建造科学合理的废水处理系统。为了解决企业废水处理所面临的困难，规范废水治理技术，促进我国表面处理行业废水处理水平，建立完整的废水治理与回用标准体系已成为表面处理行业急需解决的课题。 1 表面处理废水治理与回用标准化的必要性 1.1 表面处理废水种类及其危害表面处理废水种类及其危害 根据表面处理专业种类的不同，表面处理废水主要有： 1) 电镀废水 电镀生产过程中的废水，包括前处理废水、电镀漂洗废水、镀后钝化处理废水以及退镀废液等。 2) 阳极氧化废水 铝、镁合金阳极氧化生产产生的废水，主要包括除油、酸腐蚀、碱腐蚀、酸抛光、硫 酸氧化、电解着色、染色、封闭产生的废水。 3) 涂装前处理废水 涂漆前工件表面预处理的废水，主要有除油、酸洗除锈、表面调整、磷化等，有色金 属涂装前的化学转化处理。 4) 电泳涂装废水 水溶性电泳生产过程的漂洗废水。 5) 化学转化废水 发蓝、发黑，有色金属的铬酸盐处理以及其它非铬化学处理。 6) 表面预处理废水 主要是表面除油除锈等，如钢铁酸洗等。 以上废水中的污染物，可分为无机污染物和有机污染物。无机污染物主要是酸、碱、盐、重金属以及无机悬浮物等。酸性水或碱性水都会对农作物的生长产生破坏，有的会使土壤性能变坏。重金属对人体有很大危害，它们通过饮用水直接进入人体，有的则通过食物间接进入人体。如果它们在人体内积累并超过一定量，就会使人产生各种中毒反应，影响人体健康，甚至危及生命。有机污染，如氮、磷进入水中会引起水中硅藻、蓝藻、绿藻3 大量繁殖，导致水中溶解氧减少，化学耗氧量增加，从而使水体“死亡” ，进而使水体质量恶化，鱼类等死亡3。 随着我国经济的高速发展，各种工业蓬勃发展，表面处理生产用水需求越来越大，环境的污染已越来越明显。多数城市地下水受到一定程度污染，并且有逐年加重的趋势。据不完全统计，我国电镀废水每年达到 40 亿吨。日趋严重的水污染不仅加剧了水资源短缺的矛盾，而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和健康。这种由废水排放而造成的环境污染，不仅严重影响了当今人类生活，而且其危害在今后一定时期内长期存在并难以消除，人类的生存将面临环境污染的严峻挑战。 1.21.2 我国表面处理废水我国表面处理废水治理治理现状现状及存在的问题及存在的问题 为了遏制环境污染对人类生活产生的影响，我国各级政府不断加强了环境保护力度，严格管制各类污染源，并出台了一批相关的法律法规。如针对电镀废水，国家实施更严格的国家标准GB 21900-2008电镀污染物排放标准 ，其中绝大部分排放指标均有提升4。新的排放标准以及政府出台的各种政策法规极大地促进了我国表面处理废水治理效果，表面处理废水治理整体上取得巨大进步。 另一方面，随着科学技术的快速发展，各种新的水处理技术逐渐应用于表面处理废水治理。这些新技术不但可以除去废水中的有害物质，使废水达到新国家标准的排放要求，还可以将废水进行深度处理5。经深度处理后的废水，可以重新用于生产，从而使废水实现循环利用。目前，我国很多地方规定了表面处理废水重复利用率。因此，我国表面处理废水治理已从过去的单一 “治理排放”发展为“治理回用” ，有的企业甚至提出零排放目标。 客观上讲，当前我国表面处理废水治理得到了各级政府和业内人士的高度关注，企业对废水治理的认识逐渐提高，企业也加大了对废水治理的投入，因此，废水治理处于快速发展的良好时期。然而，由于各种原因，我国表面处理废水治理效果与人们对环境保护的要求仍有一定差距，废水治理还面临居多问题需要解决，其主要表现为： （1）由于缺少必要的技术指导和标准，企业在进行废水治理建设上存在不确定性和盲目性，其废水治理的实际效果达不到预期要求； （2）对废水回用缺少明确的考核标准，废水回用率低，甚至不进行回用处理，废水大量排放和过度消耗水资源的现象仍然十分普遍； （3）废水处理设备好坏参差不齐，废水处理工艺各不相同，企业往往被动接受而不是有针对性地选择合适的处理设备，废水处理技术与工厂水质要求不符，不但废水治理效果差，而且造成不必要的4 经济投入。之所以出现以上问题，除了控制生产成本、企业环保意识不足等原因外，主要还是因为表面处理废水治理目前缺乏相应的技术标准。 1.3 表面处理废水表面处理废水治理与治理与回用标准化的回用标准化的意义意义和和目的目的 目前，除了废水排放标准外，我国仍没有一项具体的关于表面处理废水治理的国家标准。因此，为推动我国装备制造行业清洁化生产，提高表面处理废水治理实际效果，进行相关技术的标准化成为当前发展的迫切需要。 表面处理废水治理及回用标准化的目的是建立废水净化及回用的标准体系，为废水治理及回用提供技术依据，从而促进我国表面处理行业健康、持续发展。 2 表面处理废水表面处理废水治理与治理与回用标准回用标准化化的的原则原则 为了提高我国表面处理废水治理水平，保护环境，节约水资源，在标准化中，应遵行以下原则： 2.1 废水废水分质分流处理分质分流处理原则原则6 分质分流处理是指在表面处理过程中，根据废水中所含的有害物质的种类不同，对某一特定的废水进行单独处理，而不是将其与其它类型的废水一起排入综合处理池中再集中进行处理。例如，在某电镀锌生产线中，分别对前处理废水、电镀锌清洗水、镀后钝化清洗水分别进行处理并将水回用。 分质分流处理的好处是：一、分质的废水有害物种类较少，处理的流程相对简单；二、由于净化技术具有针对性，净化效果更好；三、分质废水净化后更有利于水的回用和槽液回收；四、有利于资源的回收和再生。 分质分流处理是废水治理及回用的发展趋势。目前，由于分质处理一次性投资大，生产需要需要额外的场地以及业者认识上的不足，进行分质分流的企业并不多。因此，要彻底改变表面处理行业废水问题，制定具有先进性的废水处理标准，就必须坚定地执行分质分流处理原则。 2.2 废水治理与废水治理与回用回用同步实施同步实施原则原则 污水处理就是要减少污水对环境的危害。为了降低危害。当前的处理方法是降低废水中的有害成分至规定要求，然后再将达到排放标准的水排放到环境中。这种治理表面处理废水的方法虽然可以减少污染，但是造成大量水资源的浪费。 我国是水资源缺乏的国家，全国很多城市用水短缺。在这种情况下，表面处理工业要5 健康发展，节水是必然。因此，在污水处理中，一定要尽可能地对废水进行深度处理，使废水达到再利用标准。从而实现循环利用，做到既节省了新鲜水的用量又减少了排放。同时，水资源循环利用节省的新鲜水可以使企业用水成本降低。 2.3 废水治理与废水治理与资源资源回收回收相结合相结合原则原则 资源回收是指将废水中有害成分进行合理处理，以达到变废为宝的目的。资源回收既可以减少二次污染，还可以为企业带来一定的经济利益。因此，在建造废水处理时，要同时考虑重金属等资源的回收。 这种回收可以是企业自己回收和处置， 也可委外回收和处置。回收应考虑回收的成本和投入。 2 2. .4 4 零排放原则零排放原则 废水处理的目的是消除对环境的污染。即使经过处理达到排放标准的水，与自然界的地表示仍有区别， 不能直接利用， 或多或少的存在一定的影响。 如果将废水进行合理处理，然后经过一定的净化处理，将大部分水进行回用，则完全可以达到零排放要求。在制定废水处理及回用标准时，要从技术上把零排放作为最终目标。 废水处理及回用真正做到以上原则，不但可以保护环境、节约资源，还可以使企业综合成本降低，企业面临的社会责任也将大大减轻，从而彻底改变目前将表面处理行业视为高污染行业的现状，使表面处理工业走上健康的发展道路。 3. 表面处理废水治理及回用标准化的主要内容（标准体系） 废水处理目的是使对环境有害的废水达到一定要求，然后再排放到环境中，或实现零排放。因此废水排放标准是废水治理和回用的最终要求，它是本标准体系的基础。表面处理废水净化及回用标准化体系包括一系列标准，其体系框架如图1。 3.1 表面处理废水治理和回用表面处理废水治理和回用指南、指南、术语术语 表面处理废水治理和回用指南主要给出在废水处理和回用中应遵行的总体原则、基本要求、技术种类以及工艺选择等，为设计、建造、运行、监管提供总体指导。术语标准主要对废水治理和回用中的各技术概念进行统一而明确的定义，避免相关概念的混淆，并为其他相关标准的制定提供规范性文件。指南和术语标准虽然没有涉及具体技术要求，但是它是其他标准的基础，因此在标准体系中处于极为重要位置，应先于其他标准而制订。 3.2 表面处理用水水质标准和回用水标准表面处理用水水质标准和回用水标准 表面处理工艺中，对于不同的工艺和工序，其用水要求各不相同。如涂装前处理用水一般要求自来水或地下水即可，而电镀槽用水则要求很高，一般自来水则不能满足使用要6 求，工厂一般是将自来水纯化。然而，对于不同的用水水质条件，目前并没有一个明确的标准。在废水处理过程中，如果对水质条件不能给出一个科学合理的要求，很难恰到好处对废水进行回用处理。如果水质要求过低，则会给生产造成困扰甚至影响产品质量；水质要求过高，给回用处理提出更高要求，不但一次投入加大，回用成本也大大提高，造成不必要的浪费。因此，必须针对不同表面处理