電鍍廢水綜合處理技術(shù)與工藝研究

林麗珊

摘 要：電鍍廢水的治理在國內(nèi)外普遍受到重視，對電鍍廢水治理方法和工藝的研究也很多。本文結(jié)合實例，重點探討了電鍍工業(yè)廢水的處理技術(shù)及工藝，并詳細分析了處理效果，結(jié)果表明，該處理方法技術(shù)成熟，運行費用較低，出水水質(zhì)達標(biāo)，可為電鍍工業(yè)廢水的處理提供參考，以消除或減少其對環(huán)境的污染，達到保護環(huán)境、造福人民的目的。

關(guān)鍵詞：電鍍廢水；處理工藝；構(gòu)造物；運行效益

電鍍是利用電化學(xué)的方法對金屬和非金屬的表面進行裝飾﹑防護 和獲得某些新的性質(zhì)的一種工藝過程，也是當(dāng)今全球三大污染工業(yè)之一，其廢水的排放量約占工業(yè)廢水排放總量的10%，而其中只有不到50%的廢水在排放前得到有效治理。其產(chǎn)生的廢水含有氰化物及鉻、銅、鋅、鎘、鎳等重金屬污染物，若處理不當(dāng)就排入環(huán)境水體中不僅容易破壞生態(tài)平衡，還可能危害人類健康，所以加強對電鍍廢水的綜合處理技術(shù)和工藝的研究尤為必要。

1 項目概況

某五金有限公司主要從事工藝飾品的電鍍生產(chǎn)，在生產(chǎn)過程中排放出一定量的電鍍生產(chǎn)廢水。生產(chǎn)廢水主要有含氰、金、銀、鉻、酸堿等嚴控污染物，廢水排放量見表1。

設(shè)計進水水質(zhì)參照該公司老廠廢水水質(zhì)指標(biāo)，處理出水達到《電鍍水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB44/1597-2015）中新建企業(yè)水污染物排放限值要求。進、出水水質(zhì)見表2。

2 工藝流程

在實際應(yīng)用過程中，由于傳統(tǒng)處理方法受到種種因素的制約，有其特定的適用范圍或局限性?；瘜W(xué)沉淀法處理電鍍廢水則具有工藝簡單、處理對象廣泛等優(yōu)勢?；瘜W(xué)深沉法是使廢水中呈溶解狀態(tài)的重工屬轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒闹亟饘倩瘜W(xué)物的方法。該工藝的優(yōu)點是所采用的沉淀劑石灰、碳酸鈉等、來源廣，價格低，便于管理，處理后廢水可達標(biāo)排放。氧化還原法處理電鍍廢水的原理為氧化，還原，酸堿中和等化學(xué)反應(yīng)及高分子絮凝等物理過程。在電鍍廢水處理過程，利溶解于廢水中的，利用溶解于廢水中的有毒有害物質(zhì)，在氧化還原反應(yīng)中能被氧化或被還原的性質(zhì)，從而將其轉(zhuǎn)換為無毒無害的新物質(zhì)。

根據(jù)分質(zhì)分類處理原則，含氰廢水和含鉻廢水分別進行預(yù)處理，先用堿性氯化法和化學(xué)還原法分別對含氰廢水和含鉻廢水進行預(yù)處理，預(yù)處理后的廢水排入綜合廢水調(diào)節(jié)池中與綜合廢水混合，將混合廢水泵至pH調(diào)節(jié)池，加堿液調(diào)節(jié)pH=9.5后流入混凝反應(yīng)池進行混凝反應(yīng)。反應(yīng)完成后流入沉淀池中沉淀，出水經(jīng)砂濾池過濾，調(diào)節(jié)pH后達標(biāo)排放。沉淀污泥排到污泥池后經(jīng)板框壓濾機脫水，污泥交有資質(zhì)的危廢公司處置濾液回流至綜合廢水調(diào)節(jié)池。

兩級堿性氯化法破氰反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：

CN-+OCl-+H2O→CNCl+2OH-

CNCl+2OH-→CNO-+Cl-+H2O

2CNO-+4OH-+3Cl2→2CO2↑+N2↑+6Cl-+2H2O

在酸性條件下還原劑將6價鉻還原成3價鉻，還原劑可采用硫酸亞鐵、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉等。6價鉻還原反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：

2H2Cr2O7+6NaHSO3+3H2SO4→2Cr2（SO4）3+3Na2SO4+8H2O

H2Cr2O7+3Na2SO3+3H2SO4→Cr2（SO4）3+3Na2SO4+4H2O

Cr2O72-+6Fe2++14H+→2Cr3++6Fe3++7H2O

氫氧化物沉淀法的主要反應(yīng)化學(xué)方程式如下：

Cr3++3OH-→Cr（OH）3↓

Ni2++2OH-→Ni（OH）2↓

Cu2++2OH-→Cu（OH）2↓

Zn2++2OH-→Zn（OH）2↓

3 主要構(gòu)筑物

3.1 含氰廢水調(diào)節(jié)池

采用地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，環(huán)氧樹脂防腐，內(nèi)部尺寸為5m×2m×4m，容積為40m3，停留時間8h，池底布空氣管，定時開啟防止沉淀。設(shè)置耐腐蝕自吸泵2臺，根據(jù)池內(nèi)水位高低，自動控制。

3.2 一級破氰池

采用地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，環(huán)氧樹脂防腐，內(nèi)部尺寸為1.5m×1.5m×1.6m，容積為3m3，停留時間0.6h，采用機械攪拌裝置，配置pH和ORP自動控制加藥系統(tǒng)各1套。

3.3二級破氰池

采用地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，環(huán)氧樹脂防腐，內(nèi)部尺寸為1.5m×1.5m×1.6m，容積為3m3，停留時間0.6h，采用機械攪拌裝置，配置pH和ORP自動控制加藥系統(tǒng)各1套。

3.4 含鉻廢水調(diào)節(jié)池

采用地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，環(huán)氧樹脂防腐，內(nèi)部尺寸為2.5m×2m×4m，容積為20m3，停留時間8h，池底布空氣管，定時開啟防止沉淀。設(shè)置耐腐蝕自吸泵2臺，根據(jù)池內(nèi)水位高低，自動控制。

3.5 還原池

采用地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，環(huán)氧樹脂防腐，內(nèi)部尺寸為1.5m×1.5m×1.6m，容積為3m3，停留時間1h，采用機械攪拌裝置，配置pH和ORP自動控制加藥系統(tǒng)各1套，控制pH值為2～3、ORP值為250～300mV。

3.6 綜合廢水調(diào)節(jié)池

采用地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，環(huán)氧樹脂防腐，內(nèi)部尺寸為8m×5m×4m，容積為160m3，停留時間8h，池底布空氣管，定時開啟防止沉淀。設(shè)置耐腐蝕自吸泵2臺，根據(jù)池內(nèi)水位高低，自動控制。

3.7 pH調(diào)節(jié)池

采用地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，環(huán)氧樹脂防腐，內(nèi)部尺寸為1.8m×1.8m×2.0m，容積為6m3，停留時間0.3h，采用機械攪拌裝置，pH自動控制加藥系統(tǒng)1套，控制pH值為9.5～10.5。

3.8 混凝反應(yīng)池

采用地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，環(huán)氧樹脂防腐，內(nèi)部尺寸為3m×1.8m×2.0m，內(nèi)分2格，分別為快混池和慢混池，容積為10m3，停留時間0.5h，采用機械攪拌裝置。

3.9 斜管沉淀池

斜管沉淀池采用升流式異向流結(jié)構(gòu)，地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，環(huán)氧樹脂防腐，內(nèi)部尺寸為8m×5m×4.5m，水力表面負荷0.6m3/m2·h，池內(nèi)放置斜管，管孔為60mm，傾角為60度。

3.10 砂濾池

采用地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，環(huán)氧樹脂防腐，內(nèi)部尺寸為3m×1.5m×3.0m，設(shè)計濾速7m/h，濾料采用石英砂，承托層采用卵石。濾池采用穿孔管配氣沖洗系統(tǒng)。

3.11 pH回調(diào)池

采用地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，環(huán)氧樹脂防腐，內(nèi)部尺寸為1.8m×1.5m×2.5m，容積為6m3，停留時間0.3h，采用機械攪拌裝置，pH自動控制加藥系統(tǒng)1套。

3.12 污泥濃縮池

采用地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，環(huán)氧樹脂防腐，內(nèi)部尺寸為2.5m×2m×4m，容積為20m3，采用全自動板框壓濾機1臺。

4 調(diào)試與分析

4.1 含氰廢水的預(yù)處理

將含氰廢水提升到一級破氰池后，pH控制加藥系統(tǒng)自動投加堿液，控制pH值在11～11.5，ORP控制加藥系統(tǒng)自動投加漂白水，控制ORP值在300～350mV；出水流到二級破氰池后，pH控制加藥系統(tǒng)自動投加酸液，控制pH值在6.5～7，ORP控制加藥系統(tǒng)自動投加漂白水，控制ORP值在600～650mV。采用兩級堿性氯化法處理工藝，廢水中的氰離子被氧化成為N2。

4.2 含鉻廢水的預(yù)處理

將含鉻廢水提升到還原池后，pH控制加藥系統(tǒng)自動投加酸液，控制pH值在2～3，ORP控制加藥系統(tǒng)自動投加亞硫酸鈉溶液，控制ORP值在250～300mV。采用化學(xué)還原法處理工藝，在酸性條件下亞硫酸鈉將6價鉻還原成3價鉻。

4.3 綜合廢水的處理

將綜合廢水提升到pH調(diào)節(jié)池后，pH控制加藥系統(tǒng)自動投加堿液，控制pH值在9～10，廢水中的鎳、銅、鋅以及3價鉻等離子與氫氧根生成氫氧化物沉淀，再經(jīng)快混池和慢混池分別投加PAC、PAM，提高混凝沉淀效果，同時可去除大部分的有機污染物和懸浮性污染物，最后廢水通過砂濾池去除細小的、不易沉淀的懸浮物，在pH回調(diào)池控制pH值為7～8后達標(biāo)排放。

4.4 運行效果

該工程經(jīng)一定時間的調(diào)試運行后，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，處理效果可靠，出水達到《電鍍水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB44/1597-2015）中新建企業(yè)水污染物排放限值要求。

5 投資與運行費用

工程總投資約110萬元，處理水量為400t/d。運行費用主要包括：電費、藥劑費、人工費等，運行費用約1.9元/m3，藥劑成本計算見表4，運行費用計算見表5。

備注：藥劑價格NaOH按2.5元/kg、H2SO4按1元/kg、NaOCl按1元/kg、NaHSO3按2元/kg、PAC按2元/kg、PAM按25元/kg計算；綜合廢水包括預(yù)處理后的含氰廢水和含鉻廢水。

備注：電費按0.6元/（kW·h）；人工費按2人計；總運行費用為前面3項總和。

6 小結(jié)

（1）電鍍工藝種類繁多、工藝復(fù)雜，不同企業(yè)的電鍍廢水水質(zhì)相差較大，但共同特征是均含重金屬離子、酸、堿等污染物，電鍍廢水應(yīng)分類收集、分質(zhì)處理。

（2）本工程綜合考慮了含氰、含鉻廢水、綜合廢水的性質(zhì)，含氰廢水和含鉻廢水單獨收集進行預(yù)處理后再與綜合廢水混合統(tǒng)一處理排放。工藝采用的是傳統(tǒng)的化學(xué)法，技術(shù)成熟、操作簡單、效果穩(wěn)定可靠，能承受大水量和高濃度負荷的沖擊。

（3）本工程在設(shè)計過程中，將地上式建筑和地下式建筑分別合建在一起，使整個處理工藝更加緊湊，施工及操作管理方便，占地面積小。最大限度地采用機械化、自動化設(shè)備，以降低勞動強度，提高廢水處理效率和處理設(shè)施運行的穩(wěn)定性。

（4）電鍍企業(yè)應(yīng)推行清潔生產(chǎn)，提高清洗效率，減少廢水產(chǎn)生量。有條件的企業(yè)，廢水處理后應(yīng)回用。

參考文獻

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[3]胡翔，陳建峰，李春喜.電鍍廢水處理技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望[J].新技術(shù)新工藝， 2008（12）：5-10.