电镀生产过程中产生大量电镀废水,电镀废水的成分复杂,含有各类重金属离子和危险废物（剧毒物、酸碱物）等,若电镀废水未经处理直接排放至环境中,大量的有毒有害物质不仅会污染环境,还会对人体造成极大的危害,直接影响人类的健康安全。本文以电镀废水为研究对象,对比传统的电镀废水处理方法的优缺点,提出以渐进式静态冷冻法处理电镀废水的新方法。冷冻法具有适用原水范围广、无选择性、无需添加外源药剂,无二次污染的特点,应用冷冻法处理电镀废水所需设备简单、操作方便、可降低能耗,为电镀废水处理开发了一条新途径。本文在应用冷冻分离理论的基础上,以电镀工艺中的酸铜、镀镍、镀铬废水为实验对象,对废水中的重金属Cu²⁺、Ni²⁺、Cr⁶⁺进行渐进式静态冷冻实验研究。根据电镀工艺和冷冻法的特点,探究了电镀废水中重金属离子的去除效果、冷冻机理和电镀废水回收利用的方法,通过分析冷冻法处理电镀废水的经济效益和资源统筹,为电镀企业废水处理提供新技术途径和参考。实验研究取得了如下研究成果:1.以实验室模拟电镀废水为实验对象,研究废水质量浓度、冷冻温度、冰冻率和溶液PH值对电镀废水中重金属离子去除的影响。实验结果表明,废水质量浓度越低,重金属离子去除率越高。当废水溶液中Cu²⁺、Ni²⁺、Cr⁶⁺质量浓度为0.1g/L时,Cu²⁺、Ni²⁺、Cr⁶⁺溶液经冷冻处理后,溶液中离子去除率达95%以上;当质量浓度>0.1g/L～1g/L时,随着质量浓度增大,重金属离子去除率迅速降低;当质量浓度>1g/L～2g/L时,该浓度为电镀槽溶液中Cu²⁺、Ni²⁺、Cr⁶⁺浓度的4%～7%左右,既可满足较高的去除效果,又能满足电镀废水的高浓度排放现状;当废水中Cu²⁺、Ni²⁺、Cr⁶⁺质量浓度>2g/L～10g/L时,重金属离子去除率受浓度因素的影响不再明显。冷冻温度越低时冷冻速度越快,但重金属离子的去除效率低,最佳冷冻温度为-5℃,既可保证了冷冻速度,又能保证重金属离子的去除效率。重金属离子的去除率随冰冻率的增加而降低,冰冻率较低时重金属离子的去除率较高,为兼顾离子去除率和冰冻率,最佳冰冻率为70%。2.从微观角度分析冷冻过程中的冷冻机理,对冷冻过程中晶核形成和冰晶生长过程进行探索。通过显微镜观测不同条件下的形成的冰晶内部微观结构,研究发现,不同条件下的形成的冰晶内部微观结构不同,通过改变溶液质量浓度可以影响冷冻过程中冰晶的纯度、改变冷冻温度可以影响冷冻过程中冰晶的大小、改变冰冻率可以影响冷冻过程中冰晶的生长,进而影响溶液中杂质的去除效果。3.冷冻法处理实际电镀废水,通过控制冰冻率获得固体冰和浓缩液,固体冰融化后的冰融水中,在最优冷冻条件时,废水中重金属离子去除率达60%以上,因此可利用该方法将固体冰融化后的冰融水用于补充一级废水槽的清洗用水,可降低电镀厂中清洗水的用量。而浓缩液经冷冻法处理后,实验证明可回用于电镀槽。由于配制电镀液的原料中重金属药剂价格昂贵,因此该方法既节约电镀厂原料成本,又降低了废水排放导致的重金属污染,达到清洁生产的目的。