汽車鍍飾電鍍廢水分質(zhì)處理工程實例分析

陳 凱，盧斯煜，李建飛，柴少龍，羅偉鋒

(煤科集團杭州環(huán)保研究院有限公司，浙江 杭州 311201)

0 引言

電鍍行業(yè)作為當今世界三大污染工業(yè)之一，造成的環(huán)境危害不容忽視[1]。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國的電鍍廠約兩萬家，每年排出的電鍍廢水約4億m3[2]。未經(jīng)處理達標的電鍍廢水直接排放將會嚴重污染工業(yè)用水和飲用水，對生態(tài)環(huán)境造成嚴重危害。

電鍍廢水的主要來源是鍍件漂洗水，占車間廢水排放總量的80%以上。此外，鍍件鈍化和酸洗、地坪沖洗、極板和掛具沖洗以及化驗分析，操作或管理不善引起的“跑、冒、滴、漏”等過程均會產(chǎn)生少量廢水[3]。根據(jù)電鍍廢水分質(zhì)分類的處理原則，將電鍍廢水分為前處理廢水、酸堿廢水、含氰廢水、重金屬廢水、綜合廢水和電鍍廢液等[4]。

1 項目概況

寧波某汽車飾件公司在對產(chǎn)品進行產(chǎn)品表面處理及電鍍處理過程中[5]，每天12 h排放出約200 t的生產(chǎn)廢水，主要分為含鉻廢水、含鎳廢水、絡合廢水和綜合廢水(見表1)。

表1 各類廢水排放量

含鉻廢水主要成分為六價鉻和三價鉻，來自生產(chǎn)鍍鉻漂洗過程，六價鉻離子對人體健康的毒害很大，具有很強的氧化性，通常用硫酸亞鐵、亞硫酸鈉或焦亞硫酸鈉等還原劑[6]將六價鉻還原成毒性較低的三價鉻后，進行后續(xù)處理。

含鎳廢水主要成分為鎳離子，來自生產(chǎn)鍍鎳漂洗過程，濃度較高，采用技術成熟的化學沉淀法處理。

絡合廢水主要有化學鎳廢水、退鍍廢水和混排廢水，分別來自于生產(chǎn)化學鍍鎳、掛具鍍層退除和地坪沖洗等過程，廢水成分復雜，既含有重金屬鎳等，又有有機磷酸、檸檬酸和EDTA等絡合劑，采用芬頓(Fenton)法預處理+連續(xù)式工藝[7]進行處理。

綜合廢水有前處理廢水、含銅廢水、鈀活化廢水和堿解膠廢水。前處理廢水來自鍍件除油、脫脂等過程，主要成分為有機物。含銅廢水、鈀廢水和堿解膠廢水分別來自于生產(chǎn)鍍銅、鈀活化和解膠工藝。綜合廢水水質(zhì)復雜，成分不易控制，采用批式預處理+連續(xù)式工藝進行處理。

設計進、出水水質(zhì)見表2，出水重金屬指標執(zhí)行《電鍍污染物排放標準》(GB 21900—2008)中表3標準，CODCr達到污水綜合排放標準(GB 8978—1996)的三級標準，氨氮和TP達到《工業(yè)企業(yè)廢水氮、磷污染物間接排放限值》(DB 33/887—2013)的要求。

表2 設計進、出水水質(zhì)

mg/L，pH無量綱

2 工藝流程、主要構筑物

2.1 工藝流程

2.2 工藝說明

采用還原沉淀法[6]處理含鉻廢水，廢水經(jīng)收集槽調(diào)節(jié)水質(zhì)后進入鉻批處理桶，先加酸調(diào)節(jié)廢水pH值至2～3，再投加焦亞硫酸鈉，ORP控制在300 mV以內(nèi)，將六價鉻還原成三價鉻，然后加堿調(diào)節(jié)pH至8.0，經(jīng)混凝沉淀處理后，上清液經(jīng)砂濾器過濾，調(diào)節(jié)pH至6～9后進入待排桶。

含鎳廢水經(jīng)收集槽調(diào)節(jié)水質(zhì)后進入鎳批處理桶，加堿調(diào)節(jié)pH至10.5，經(jīng)混凝沉淀處理后，上清液經(jīng)砂濾器過濾，再進離子交換系統(tǒng)，最后調(diào)節(jié)pH后進入鎳待排桶。鎳離子交換設備再生后的酸堿廢液進鎳批處理桶進行處理，處理達標后進入鎳待排桶。

由于重金屬主要以絡合態(tài)形式存在，絡合廢水是電鍍廢水中最難處理的一類廢水[8]。本工程采用Fenton法[8]處理絡合廢水，廢水進入絡合批處理桶后，先加酸調(diào)節(jié)pH至3～4，投加雙氧水和硫酸亞鐵，F(xiàn)enton反應2 h，加堿調(diào)節(jié)pH至10.5，混凝沉池后的上清液進入綜合連續(xù)處理反應槽。

絡合母液在母液批處理桶經(jīng)芬頓反應后，配液至絡合批處理桶進一步處理。

綜合廢水主要有前處理廢水、酸銅廢水、鈀活化廢水和堿解膠廢水。綜合廢水進入綜合批處理桶，加堿調(diào)節(jié)pH在10.5，經(jīng)混凝沉淀處理，上清液經(jīng)砂濾器過濾，再進離子交換系統(tǒng)，調(diào)節(jié)pH至6～9后進入綜合待排桶。綜合離子交換設備再生后的酸堿廢液進綜合批處理桶進行處理，處理達標后進入綜合待排桶。

污泥壓濾液、預處理后絡合廢水以及鉻鎳綜合批處理后不達標的廢水進綜合連續(xù)處理系統(tǒng)，后經(jīng)砂濾器過濾，再進離子交換系統(tǒng)，調(diào)節(jié)pH至6～9后進入綜合待排桶。

本工程產(chǎn)生的污泥分為含鎳污泥、含鉻污泥、綜合污泥和母液污泥，經(jīng)重力預濃縮后經(jīng)壓濾機壓濾進行脫水處理，壓濾液進綜合連續(xù)處理，脫水后的干污泥委外處理。

2.3 主要構筑物

表3 主要構筑物一覽表

3 工程運行效果與分析

表4 調(diào)試運行期間水質(zhì)數(shù)據(jù) mg/L,pH無量綱

該工程自2019年5月中旬設備安裝結束后開始使用，經(jīng)兩個多月的調(diào)試運行，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，設備運行良好，處理效果可靠，達到設計要求和預期目的，排放指標均低于標準值，水質(zhì)數(shù)據(jù)詳見表4。

4 投資與運行費用

該工程總投資600萬元，設計處理水量400 t/d。運行費用主要包括電費、藥劑費、人工費和耗材費等，調(diào)試期間運行費用約9.6元/t，藥劑成本計算見表5，運行費用計算見表6。

表5 藥劑成本計算

表6 運行費用計算

5 小結

本工程對電鍍廢水進行分類收集和分質(zhì)處理，采用批式預處理+連續(xù)式的工藝，技術成熟、運行費用較低，效果穩(wěn)定可靠，能承受大水量和高濃度負荷的沖擊。

本工程主要使用FRP材質(zhì)和鋼結構材質(zhì)的構筑物，占地面積小，使整個處理工藝更加緊湊，施工及操作管理方便。設備自動化程度高，配套穩(wěn)定可靠的pH、ORP等儀表，實現(xiàn)在線數(shù)據(jù)監(jiān)控，最大限度地降低勞動強度，明顯提高廢水處理效率和處理設施運行的穩(wěn)定性。

采用批式預處理+連續(xù)式的工藝處理電鍍廢水，出水Ni≤0.1 mg/L、總鉻≤0.5 mg/L、Cu≤0.3 mg/L、CODCr≤500 mg/L、氨氮≤35 mg/L、TP≤8 mg/L，pH 6～9，重金屬指標達到《電鍍污染物排放標準》(GB 21900—2008)中表3排放標準，其余指標達到當?shù)匚鬯幚韽S納管標準。