電鍍集控區(qū)廢水綜合治理工程設計及應用

【摘要】本文闡述了國內某典型電鍍集控區(qū)廢水綜合治理及回用工程的設計及應用，重點介紹了其電鍍廢水精細化分質分流處理的工藝技術路線及其特點，通過對工藝、運行效果及效益分析，認為該電鍍集控區(qū)電鍍廢水處理及回用工程具有一定的推廣前景和應用價值。

【關鍵詞】電鍍廢水；分質分流；處理及回用

隨著電鍍工藝的不斷革新和廢水治理技術的不斷發(fā)展，電鍍廢水處理方法從單項治理技術向綜合治理技術發(fā)展。目前，電鍍廢水的常規(guī)處理技術主要有化學沉淀法、氧化還原法、離子交換法、電解法等，同時鐵氧體法、膜分離技術、溶劑萃取法、吸附法、生物法等新技術也得到了越來越多的研究和應用。我國電鍍集控區(qū)發(fā)展迅速，電鍍集控區(qū)廢水種類繁多，成分復雜且多變，根據(jù)對目前國內電鍍集控區(qū)的調查，總體廢水治理路線主要采用化學法和生物法相結合的主體處理工藝，回用水處理工藝普遍采用膜法處理工藝，但整體運行還不夠穩(wěn)定，在原水或前端預處理系統(tǒng)出現(xiàn)波動時容易出現(xiàn)超標現(xiàn)象。本項目對電鍍集控區(qū)廢水按特征污染物不同進行分類收集，進行精細化分質分流處理，采用“化學預處理+生物處理+高級氧化處理”工藝，經(jīng)過長期運行，實時監(jiān)測表明，系統(tǒng)具有去除效率高、抗沖擊負荷能力強，系統(tǒng)運行安全、穩(wěn)定可靠。

1.工程概況

某國內電鍍集控電鍍企業(yè)主要加工小五金、雨傘配件、汽車零部件和鍍硬鉻等，由于企業(yè)數(shù)量多、規(guī)模小，電鍍種類多、鍍種復雜，企業(yè)生產(chǎn)技術和管理水平低，造成本項目電鍍廢水種類多、成分復雜、重金屬等污染物濃度高，遠超過國內同類型的電鍍工業(yè)園區(qū)，廢水處理難度大幅提高。由于其配套廢水處理不達標，需要新建一座電鍍廢水處理廠，建設規(guī)模為6000m3/d，分期建設，其中一期：4000m3/d；二期：2000m3/d，廢水經(jīng)處理后達到《電鍍污染物排放標準》（GB21900-2008）表2中所要求的相關排放標準后進行深海排放；回用水水質達到《金屬鍍覆和化學覆蓋工藝用水水質規(guī)范》HB5472-91中C類水水質標準，滿足各種電鍍清洗用水，回用率50%。

2.廢水分質分流

綜合對該園區(qū)內企業(yè)電鍍工藝和電鍍廢水特性的分析，本項目將電鍍廢水分為以下10類，分類收集輸送至廢水處理廠進行處理。

（1）含鉻廢水

鍍硬鉻、鍍裝飾鉻以及鈍化工藝產(chǎn)生含鉻廢水，其特征污染物為Cr6+和總鉻，為一類污染物，Cr6+只有被還原為Cr3+后才能以氫氧化鉻沉淀從廢水中去除，因此將含鉻廢水進行分類收集預處理。

（2）含氰廢水

氰化鍍銅、鍍金、鍍銀等電鍍工藝產(chǎn)生含氰廢水，其特征污染物為氰化物，氰化物可以和銅、鎳等金屬形成絡合物，影響重金屬的去除效果，必須將其徹底去除，氰化物可以采用兩級破氰去除，因此將含氰廢水進行分類收集預處理。

（3）酸銅廢水

酸性鍍銅工藝產(chǎn)生含銅廢水，銅是電鍍廢水中具有較高經(jīng)濟價值的第二種金屬，考慮銅的回收，將含銅廢水進行分類收集處理。

（4）含鎳廢水

鍍鎳工藝產(chǎn)生含鎳廢水，鎳為一類污染物，根據(jù)環(huán)保要求，同時考慮到鎳具有較高的經(jīng)濟價值，因此將含鎳廢水進行分類收集處理。

（5）焦磷酸鹽廢水

焦磷酸鹽鍍銅工藝產(chǎn)生含焦磷酸鹽廢水，焦磷酸鹽鍍銅液主要成分是焦磷酸銅和高濃度的焦磷酸鉀，其中銅以[Cu（P2O7）2]6-配位離子存在，完全溶解與水中，必須破除絡合態(tài)才能將其去除。同時會產(chǎn)生磷酸鹽，這是廢水中磷酸鹽的主要來源，必須將其去除否則會影響出水的總磷指標。因此將焦磷酸鹽廢水單獨分類收集預處理。

（6）地面廢水

電鍍生產(chǎn)過程中清洗掛具、濾芯、地面沖洗等過程會產(chǎn)生同時含有氰化物和Cr6+廢水，雖然兩種污染物的濃度不高，但與其他預處理后的廢水混合后會直接影響重金屬的去除，同時兩種污染物的去除工藝原理相反，因此將地面廢水單獨分類收集預處理。

（7）含鋅及綜合廢水

鍍鋅工藝和其他部分電鍍工藝的末端清洗等產(chǎn)生含鋅綜合廢水，該廢水不需要進行單獨的預處理，而其他預處理后的廢水可以與其混合后進行處理，因此將含鋅綜合廢水進行分類收集。

（8）前處理含油廢水

鍍件前端酸堿除油、超聲波除油等工藝產(chǎn)生含油廢水，廢水中含有油類、表面活性劑、酸堿等污染物質，重金屬含量較低，但有機物含量高，是電鍍廢水中有機污染的重要來源，需要對有機物進行預處理，因此將前處理含油廢水單獨分類收集預處理。

（9）前處理老化液

前處理除油工藝段需要定期排放濃槽液，廢水中含油大量的油類、表面活性劑等有機物質，也是電鍍廢水中的有機物的重要來源，為保證出水COD指標，將前處理老化液單獨收集預處理。

（10）噴漆及退漆廢水

小五金件噴漆和掛具退漆工藝產(chǎn)生的廢水，廢水中含有大量的油漆、活性劑、SS等污染物質，雖然水量很少但有機物濃度非常高，且有機物大多以非溶解態(tài)存在，因此將噴漆及退漆廢水單獨收集預處理。

3.項目運行情況

該項目一期工程設計水量4000m3/d，于2015年3月建成并完成清水聯(lián)動調試，2015年4月10開始調試，實際處理水量1500m3/d，各股廢水預處理系統(tǒng)間歇式運行，每天運行12小時，運行負荷為75%；生化池和高級氧化設計為2組，單組運行，運行負荷為75%。連續(xù)取樣監(jiān)測120天，進水Cr6+、CN-、總鉻、總鎳、總銅在相應調節(jié)池取樣，進水CODCr在生化池進口取樣，出水在總排放口取樣。由于廢水進行分質分流處理，進水Cr6+、CN-、總鉻、總鎳、總銅指標按每股分類廢水進行檢測，因此進水濃度按照各類廢水進行加權平均后作為進水水質指標，主要污染物去除效果分析如下。

進水Cr6+濃度為50～80mg/L，平均濃度為67.94mg/L；出水濃度為0.01～0.06mg/L，平均濃度為0.032mg/L；去除率99.92～99.98%，平均去除率為99.95%。表明系統(tǒng)對一類污染物Cr6+去除率高，運行穩(wěn)定。

進水總鉻濃度為90～110mg/L，平均濃度為98.42mg/L；出水濃度為0.35～0.70mg/L，平均濃度為0.47mg/L；去除率99.30～99.67%，平均去除率為99.52%。表明系統(tǒng)對一類污染物總鉻去除率高，運行穩(wěn)定。

進水總銅濃度為188～235mg/L，平均濃度為213.37mg/L；出水濃度為0.17～0.42mg/L，平均濃度為0.30mg/L；去除率99.80～99.92%，平均去除率為99.86%。表明系統(tǒng)對污染物總銅去除率高，運行穩(wěn)定。

進水總鎳濃度為35～50mg/L，平均濃度為45.58mg/L；出水濃度為0.16～0.39mg/L，平均濃度為0.27mg/L；去除率99.14～99.67%，平均去除率為99.40%。表明系統(tǒng)對一類污染物總鎳去除率高，運行穩(wěn)定。

進水總氰化物濃度為140～200mg/L，平均濃度為180mg/L；出水濃度為0.10～0.24mg/L，平均濃度為0.18mg/L；去除率99.83～99.95%，平均去除率為99.90%。表明系統(tǒng)對污染物總氰化物去除率高，運行穩(wěn)定。

進水CODCr濃度為400～500mg/L，平均濃度為456mg/L；自進水調試開始，經(jīng)生化系統(tǒng)和高級氧化系統(tǒng)聯(lián)合作用，整體降解去除CODCr效果明顯，出水CODCr濃度呈持續(xù)下降趨勢，隨著生化池微生物逐漸培養(yǎng)成熟，在進水92天后，出水CODCr濃度降低至80mg/L以下，目前出水CODCr濃度穩(wěn)定在40～70mg/L之間，去除率基本維持在85%左右。表明“多段A/O生化+高級氧化”的組合工藝對電鍍廢水的CODCr降解去除效果明顯，運行穩(wěn)定可靠，同時具有一定的抗沖擊負荷能力。

4.效益分析

經(jīng)測算，項目一期工程達產(chǎn)后每年可削減污染物總鉻約72t、總鎳約54t、總銅約240t、總氰化物約180t、COD約420t，每年可制備60萬m3回用水供上游電鍍企業(yè)生產(chǎn)使用，節(jié)約自來水用量。該項目投產(chǎn)運行后，對改善當?shù)丶案浇Ｓ虻纳鷳B(tài)環(huán)境和社會環(huán)境起著重要作用，對當?shù)亟?jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展有著重要意義，做到了環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益三者的協(xié)調統(tǒng)一。

5.結論

我國電鍍集控區(qū)發(fā)展迅速，已成為許多地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的重要支撐力量，成為我國現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的重要載體。隨著國家“十三五”加大發(fā)展航空航天裝備、海洋工程裝備、先進軌道交通裝備等高端裝備制造業(yè)，勢必繼續(xù)加強對電鍍行業(yè)的需求。隨著電鍍工業(yè)的快速發(fā)展和對環(huán)保要求的日益提高，電鍍集控區(qū)將發(fā)展成為重要的形式。本項目的實施有效地解決了電鍍集控區(qū)的廢水綜合治理問題，為集控區(qū)的招商引資創(chuàng)造了良好的條件，有力的支撐了電鍍集控區(qū)的健康發(fā)展，具有廣闊的應用前景。

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