電鍍廢水處理及回用工程實例

張志敏

（貴州省環(huán)境監(jiān)測中心站，貴州貴陽550081）

電鍍廢水處理及回用工程實例

張志敏

（貴州省環(huán)境監(jiān)測中心站，貴州貴陽550081）

將某電鍍廢水原水按水質(zhì)分類，分別進行沉淀、氧化等預處理，然后綜合進行中和、生物接觸氧化、沉淀等工藝，出水水質(zhì)指標達到地方污水排放標準，對部分出水進行砂濾、活性炭吸附、膜過濾處理等深度處理后達到回用要求。結(jié)果表明，該方法對中小企業(yè)處理含氰及多種重金屬的電鍍廢水是經(jīng)濟、可行的。

電鍍廢水；廢水回用；重金屬；沉淀；膜過濾

電鍍行業(yè)是通用性強、使用面廣、跨行業(yè)、跨部門的重要加工工業(yè)和工藝生產(chǎn)性行業(yè)。由于使用了大量的強酸、強堿、重金屬溶液、氰化物等有毒有害化學品，電鍍行業(yè)已成為當今全球三大污染工業(yè)之一[1]。電鍍廢水毒性強，處理難度大，是我國典型的難處理廢水。據(jù)了解，我國電鍍工廠大約有一萬多家，每年排放的電鍍廢水約40億m3[2]，因此對電鍍廢水處理的研究具有重要的實際意義。江蘇省昆山市某日本獨資企業(yè)主要以電鍍各種眼鏡框及電子配件為主，主要產(chǎn)生下列幾種廢水（按含污染物分類）:一般含鎳廢水（無化學鎳）、無氰退鍍液、含氰廢水、含氰退鍍液、電泳噴涂廢水、一般酸堿廢水等（無銅、錫及焦磷酸）以及少量的含鉻廢水。該公司投產(chǎn)后，估計廢水處理站處理能力約為200 m3/d，但經(jīng)處理后50%（100 m3/d） 可直接回用至車間，另外50%（100 m3/d） 經(jīng)處理達到江蘇省太湖流域排放標準后排入市政污水管網(wǎng)，至北區(qū)污水廠進行二次處理。此類工業(yè)廢水主要含有一定量的Ni+、COD、TP、懸浮物（SS），直接排放將對周圍水體造成嚴重污染。本工程根據(jù)廢水的實際特點、回用要求及相關(guān)實際案例[3]，采用了先分質(zhì)預處理再混合進行多級物化+生化+深度處理工藝的方法，取得了較好的處理效果。

1 電鍍廢水處理基本原理

1.1 污水水質(zhì)特征

根據(jù)業(yè)主提供的資料，從車間排放的廢水種類多，水質(zhì)復雜，主要污染物為重金屬、有機物、總磷等。該廠廢水根據(jù)水質(zhì)水量相近的原則可分為4大類共8股廢水:（1）含鎳廢水（一般含鎳、退鍍液、化學鎳）；（2）含氰廢水（氰化物、含氰退鍍液） ；（3） 電泳涂裝廢水；（4） 酸堿廢水（無銅、錫及焦磷酸）。該廠工業(yè)廢水具有以下水質(zhì)特征:水量有一定的波動，但范圍不大；水質(zhì)不穩(wěn)定；污染物種類復雜，濃度較高，主要為有機物、重金屬。

1.2 主要污染物處理原理

1.2.1.（Ni+）

根據(jù)環(huán)保法規(guī)規(guī)定[4]，鎳為第一類污染物，因此含鎳廢水必須單獨分類處理。本項目利用堿及其他藥劑的作用形成氫氧化物沉淀，使鎳從水中完全分離出來。由于鎳為貴重金屬，所以本方案對含鎳廢水先進行鎳回收，這不但減輕了后續(xù)處理工序的負擔，同時又使鎳得到了最大程度的再生利用。

另外，為提高整個工藝的安全性，本工藝在進行化學除鎳過程后，增加了保安離子交換柱處理段，提高了鎳指標穩(wěn)定達標的系數(shù)，從而確保了整個工藝能安全穩(wěn)定運行。

1.2.2.（Cr6+）

鉻也是第一類污染物，在對含鉻廢水的處理中，由于三價鉻的氫氧化物溶度積較小，易于沉淀除去，因此本項目采用將六價鉻還原為三價鉻，再形成氫氧化物沉淀分離的方法去除。本項目含鉻廢水量較少，采用間歇式處理。

1.2.3 有機污染物（COD）

COD去除是本項目的難點之一，電鍍廢水中的COD主要是由在電鍍過程中加入表面活性劑、脫脂劑等引起的，可生化性差[5]。根據(jù)以上特點，本方案主要采取下列方法在去除有機物的同時去除氨氮:（1）反應沉淀——去除溶性有機物及轉(zhuǎn)化氨為氮或硝酸根；（2）生化處理——加適量的營養(yǎng)鹽，利用微生物把溶解性有機物及部分氨轉(zhuǎn)化為無機物及微生物養(yǎng)份；（3）吹脫——分離廢水中的揮發(fā)性難降解有機物及殘留的氨；（4）高級氧化——加入高級氧化劑把剩余有機物轉(zhuǎn)化為無機物。

1.2.4 總磷 （TP）

一般來說，磷酸根可加入鈣鹽（鐵鹽）等，在適當?shù)膒H值條件下去除。除化學除磷外，在生化過程中通過微生物的新陳代謝作用也能去除部分TP[6]。

2 廢水的設(shè)計參數(shù)

2.1 設(shè)計水量

總設(shè)計水處理量為200 m3/d；循環(huán)回用水量約100 m3/d，處理排放水量100 m3/d；總設(shè)計平均處理水量為10m3/h，每天處理20 h；總設(shè)計系統(tǒng)變化系數(shù)為1.1。

2.2 廢水處理基本過程

根據(jù)廢水水質(zhì)，主要對廢水中的重金屬、總磷及有機物進行有效的處理，其他均能達到排放要求。由于該廠廢水水質(zhì)復雜，廢水來源多，為減少投資，方便操作管理，本方案采取水質(zhì)相近的原水合并處理的原則，把全廠的廢水分為5股水，先分別進行預處理后再合并進行綜合處理。

2.2.1 各類廢水預處理過程

2.2.1.1 一般含鎳廢水

水量為60 m3/d，設(shè)計流量為3 m3/h，每天運行20 h，先用酸性FeSO4+H2O2即fenton試劑氧化其中的次亞磷酸鹽，再用堿將pH調(diào)節(jié)至11左右，生成不溶性的鎳鹽和磷酸鹽，再加絮凝劑PAM和干石灰沉淀，為進一步回收貴金屬鎳，廢水再經(jīng)砂濾和離子交換過程，然后進入合并處理流程。

2.2.1.2 含氰化物廢水

水量為10 m3/d，采用間歇式處理，一天處理一次，預先進行破氰即氧化反應后合并處理。

2.2.1.3 電泳噴涂及酸堿清洗廢水

水量為130m3/d，設(shè)計流量為6.5m3/h，每天運行20 h。該廢水COD濃度較高，經(jīng)預沉淀后首先用fenton試劑氧化，再用堿調(diào)節(jié)pH并加PAC、PAM去除其中的色度和大顆粒有機物，然后綜合處理。

2.2.1.4 含鉻廢水

水量為2m3/d，間歇式處理，通過在堿性條件下用NaHSO3還原，再用PAC、PAM去除絮凝體，然后綜合處理。

2.2.1.5 退鍍液

水量為1m3/d，分類收集，定期委外處理。

2.2.2 綜合處理流程

上述前4類廢水合并后，如圖1所示，首先在調(diào)節(jié)池經(jīng)加酸調(diào)節(jié)pH至中性，進入兼性/好氧池進行生物處理，兩池均采用生物掛膜，兼性池不曝氣；生物池出水后加入fenton試劑進行化學氧化，然后加入酸/PAC進行絮凝反應、PAM/干石灰進行助凝反應后，進入沉淀池沉淀，出水用酸回調(diào)pH至中性后，一部分水達標排放，另一部分最后用回用水水源進行深度處理。

圖1 綜合處理工藝流程

深度處理過程主要采用過濾工藝，回用水水源首先經(jīng)砂濾池和活性炭過濾器后，在吹脫塔內(nèi)分離廢水中的揮發(fā)性難降解有機物及殘留的氨，再經(jīng)水泵壓入超濾膜過濾，去除水體的有機物和微生物，進入保安過濾器后再經(jīng)高壓泵壓入反滲透膜進行無機離子過濾，出水水質(zhì)達到超純水指標，作為電鍍車間回用水。

2.2.3 污泥處理

為防止污泥處理過程中重金屬互相交叉混合，本處理工藝采用分類（分為含鎳污泥及其他污泥）處理方法，沉淀池產(chǎn)生的化學污泥用污泥泵抽至各自污泥池進行濃縮后，污泥池上清液回流至各自預處理過程的調(diào)節(jié)池中，污泥則用壓濾機脫水制成泥餅，再委托環(huán)保部門認可的有資質(zhì)單位進行無害化處理。

3 運行結(jié)果及經(jīng)濟分析

3.1 運行結(jié)果

該工程于2009年10月開工，2010年2月竣工并調(diào)試，并通過當?shù)丨h(huán)保部門監(jiān)測驗收，出水水質(zhì)保持良好。排放廢水驗收的監(jiān)測數(shù)據(jù)如下，進水:總鎳117mg/L、六價鉻0.858mg/L、CODCr92mg/L、總磷0.62mg/L、pH 9.3～11.17、SS 17mg/L、總氰6.72mg/L；總排口出水:總鎳0.03mg/L、六價鉻0.007mg/L、CODCr40mg/L、總磷0.39mg/L、pH 7.9～8.28、SS 7、總氰0.003mg/L。

總排水出水完全達到江蘇省地方標準《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》 （DB 32/T1072-2007）[7]?；赜盟炇盏谋O(jiān)測數(shù)據(jù)如下:總鎳0.02mg/L、六價鉻0.005mg/L、CODCr15mg/L、總磷0.28mg/L、pH 8.46～8.75、SS 5mg/L、總氰0.001mg/L，達到《城市污水再生利用工業(yè)用水標準》中的“工藝用水水質(zhì)標準”[8]。

3.2 實際運行經(jīng)濟效益分析

廢水處理系統(tǒng)總運行費用由三部分組成，即電費、藥劑和耗材費、人工管理費。其中（1）電費:總裝機容量為85 kW，常用功率為55 kW，則每天總電耗為900 kW·h，每處理1 t水所耗的電能為4.5 kW·h，每噸水電費用:4.5×0.6=2.7元；（2） 藥劑及耗材費:折合人民幣約5.4元/t水；（3）人工管理費:污水處理站定額2人，工資按每人10 000元/年算，即平均每天人工工資為:2×10 000÷300=66.6元，每噸水的人工費為:66.6÷200≈0.33元。

綜合上述三項費用統(tǒng)計，該廢水處理系統(tǒng)總運行費用合計為:2.7+5.4+0.33=8.43（元/t）。

4 工程總結(jié)

本工程實例表明，采用先分質(zhì)處理再混合進行多級物化—多級生化—深度處理工藝的方法處理含氰及多種重金屬的電鍍廢水是可行的，出水水質(zhì)指標達到地方污水排放標準和回用水水質(zhì)指標。該方法處理的廢水不但出水水質(zhì)好，具有良好的環(huán)境效益，而且使用回用水節(jié)約生產(chǎn)用水，占地小，投資少，具有較好的經(jīng)濟效益，同時運行效果穩(wěn)定可靠，操作簡單，對中小企業(yè)的電鍍廢水處理是一個經(jīng)濟、可行的處理方法，在實際應用中有很高的推廣價值。

[1]李林永，楊建浩，巫華.電鍍廢水的化學處理方法評述[J].山西建筑，2006，32（24）:186-187.

[2]黃瑞光.21世紀電鍍廢水治理的發(fā)展趨勢[J].電鍍與精飾，2002，24（3）:1-2.

[3]張連凱，楊慧，于德爽，等.電鍍廢水處理工程實例[J].給水排水，2006，32（3）:61-62.

[4]國家環(huán)境保護局.GB 8978-1996污水綜合排放標準[S].北京:中國環(huán)境科學出版社，1997.

[5]北京水環(huán)境技術(shù)與設(shè)備研究中心.三廢處理工程技術(shù)手冊:廢水卷[M].北京:化學工業(yè)出版社，2000.

[6]段光復.電鍍廢水處理及回用技術(shù)手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社，2010.

[7]江蘇省環(huán)境保護廳，江蘇省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.DB 32/T1072—2007太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值[S].

[8]天津市市政工程設(shè)計研究院.GB/T 19923-2005城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)[S].北京:中國標準出版社，2006.

Project Example of Electroplating Wastewater Treatment and Reuse

Zhang Zhimin
（Environmental Monitoring Center of Guizhou Province， Guiyang Guizhou 550081， China）

Classified certain original electroplating wastewater according to water quality， after pretreatments by sediment and oxidationand， treated with processes of neutralization， biological contact oxidation and sediment.Thus the effluent quality can meet local discharge standards.After treated part of the effluent by advanced treatment processes such as sand filtration，activated carbon adsorption and membrane filtration，the effluent quality can meet the standards of reuse.The results showed that this method might be feasible and economical to small and medium-sized electroplating enterprises.

electroplating wastewater； wastewater reuse； heavy metal； sediment； membrane filtration

X781.1

A

1008-813X（2012）05-0039-03

10.3969/j.issn.1008-813X.2012.05.012

2012-07-27

張志敏（1976-），女，重慶人，畢業(yè)于桂林理工大學資源與環(huán)境工程系給排水專業(yè)，工程師，現(xiàn)主要從事環(huán)境監(jiān)測與保護工作。