淺談老企業(yè)含氰電鍍廢水的處理

朱 林， 張亞甜， 劉 聰， 張 雷， 梁 闊

(首都航天機(jī)械有限公司，北京 100076)

1 基本概況

某軍工企業(yè)含氰電鍍廢水一直采用一段人工加藥破氰方式進(jìn)行處理，存在破氰不完整、勞動(dòng)強(qiáng)度大、廢水中金屬離子不能有效處理等問(wèn)題。

目前，含氰廢水的處理應(yīng)用最廣泛的依然是堿性氯化法。堿性氯化法是指在堿性條件下采用氯系氧化劑將氰化物氧化破壞而除去的方法。氯系氧化劑中采用較多的為次氯酸鈉，次氯酸鈉可以市售，也可電解氯化鈉產(chǎn)生。

隨著企業(yè)對(duì)環(huán)境保護(hù)要求的不斷提高和工藝水平進(jìn)步，2018年，公司對(duì)現(xiàn)有一級(jí)人工破氰工藝進(jìn)行改造，采用兩級(jí)破氰工藝，在破氰后端增加了金屬離子捕集、斜管沉淀和纖維過(guò)濾單元，并采用自動(dòng)運(yùn)行方式，改造后的系統(tǒng)出水實(shí)現(xiàn)了污染物的達(dá)標(biāo)排放，大大減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2 含氰電鍍廢水的水質(zhì)特點(diǎn)

含氰電鍍廢水主要包括氰化鍍鋅、氰化鍍銅和氰化鍍鎘等工藝過(guò)程中產(chǎn)生的漂洗廢水和由此產(chǎn)生的含氰地面散水。廢水水質(zhì)情況見(jiàn)表1。

表1 含氰電鍍廢水水質(zhì)成分 mg/L(pH值除外)

3 廢水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 廢水處理系統(tǒng)處理能力

改造前含氰電鍍每年產(chǎn)生量約1 400 m3，考慮生產(chǎn)任務(wù)的變化，改造時(shí)設(shè)計(jì)按年處理2 100 m3廢水考慮，處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)處理能力2 m3/h。

3.2 廢水處理系統(tǒng)組成

廢水處理系統(tǒng)由兩段破氰單元、金屬離子去除單元、固液分離單元、過(guò)濾單元、投藥單元和自動(dòng)控制系統(tǒng)單元六部分組成。

3.3 廢水處理系統(tǒng)工作原理與處理流程

氰化電鍍生產(chǎn)線排放的含氰廢水(包括含氰地面散水)集中收集至室外含氰廢水調(diào)節(jié)池，通過(guò)廢水提升泵送入含氰廢水處理系統(tǒng)，一段破氰反應(yīng)將pH值調(diào)整在大于11，投加次氯酸鈉，反應(yīng)終點(diǎn)ORP控制在300 mv；二段破氰反應(yīng)將pH值調(diào)整在7.5左右，投加次氯酸鈉，反應(yīng)終點(diǎn)ORP控制在600 mv～650 mv。破氰的同時(shí)，廢水中絡(luò)合的金屬離子也發(fā)生沉淀反應(yīng)，考慮鎘離子和鋅離子的特殊性，在破氰后投加金屬離子捕集劑(簡(jiǎn)稱(chēng)DTC)，使廢水中的金屬離子在偏中性條件下完成沉淀反應(yīng)，捕集劑的投加量通過(guò)ORP實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。出水通過(guò)絮凝、助凝和沉淀作用完成固液分離，上清液再通過(guò)纖維過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，水質(zhì)取樣檢測(cè)合格后，通過(guò)廢水泵排入廠電鍍綜合廢水處理系統(tǒng)。

固液分離產(chǎn)生的污泥通過(guò)廂式壓濾機(jī)壓濾形成泥餅后裝桶，壓濾水返回調(diào)節(jié)池；為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，系統(tǒng)設(shè)置了不合格回流系統(tǒng)，即當(dāng)檢測(cè)出水水質(zhì)超標(biāo)時(shí)，關(guān)閉出水閥，同時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟回流閥，將超標(biāo)廢水返回調(diào)節(jié)池。

改造后的系統(tǒng)反應(yīng)方程式如下：

一段反應(yīng)方程式見(jiàn)式(1)～式(5)。

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

二段反應(yīng)方程式見(jiàn)式(6)、式(7)。

(6)

2CNCl+3ClO-+H2O→2CO2↑+N2↑+5Cl-+2H+(一段處理殘留的CNCl)

(7)

金屬離子捕集劑(DTC)的作用：

DTC是一種長(zhǎng)鏈高分子，含有大量極性基，極性基中的硫離子帶負(fù)電，易極化變形產(chǎn)生負(fù)電場(chǎng)，捕捉陽(yáng)離子，同時(shí)趨向成鍵，生成難溶的二硫代氨基甲酸鹽(DTC鹽)而析出，如離子鍵DTC-Cu、DTC-Zn等。

含氰電鍍廢水處理工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 含氰廢水處理工藝流程圖

3.4 含氰電鍍廢水處理系統(tǒng)主要設(shè)備配置

含氰電鍍廢水處理系統(tǒng)主要設(shè)備配置見(jiàn)第208頁(yè)表2。

表2 廢水處理系統(tǒng)主要設(shè)備配置清單

4 廢水處理系統(tǒng)控制功能

廢水處理水量采用流量計(jì)計(jì)量；酸堿、氧化劑、金屬離子捕集劑的投加量采用pH計(jì)、ORP和調(diào)節(jié)閥等自動(dòng)控制；調(diào)節(jié)池、加藥罐液位采用超聲波液位控制。所有運(yùn)行控制參數(shù)傳輸至電腦控制界面。

控制系統(tǒng)分操作間電腦界面自動(dòng)控制和現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制兩種模式，并具有自動(dòng)保護(hù)功能。

根據(jù)生產(chǎn)特點(diǎn)，系統(tǒng)設(shè)置故障報(bào)警功能，包括：廢水調(diào)節(jié)池超高水位報(bào)警，信號(hào)傳至生產(chǎn)工段辦公室；加藥系統(tǒng)缺藥報(bào)警、各泵體泵口電磁閥、不合格廢水回流電磁閥故障報(bào)警等，信號(hào)傳輸至電腦控制界面。

含氰廢水的正常操作運(yùn)行在操作間電腦控制臺(tái)完成，電腦控制界面包括以下內(nèi)容：

1) 含氰廢水處理工藝流程界面，帶各環(huán)節(jié)操作按鈕，可實(shí)時(shí)顯示各環(huán)節(jié)工作狀態(tài)。

2) 液位顯示系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)顯示廢水調(diào)節(jié)池、加藥罐、次氯酸鈉儲(chǔ)存鑵液位高低。

3) 數(shù)據(jù)設(shè)定與顯示系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)流量、pH值、ORP參數(shù)的設(shè)定與實(shí)時(shí)顯示。

4) 故障報(bào)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各泵體、電磁閥故障報(bào)警和加藥罐缺藥報(bào)警等。

5) 歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)系統(tǒng)，查詢(xún)系統(tǒng)某日運(yùn)行處理水量、累計(jì)處理水量等。

5 運(yùn)行效果分析

含氰電鍍廢水處理系統(tǒng)排水執(zhí)行《水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 11/307—2013)，近3年廢水處理后檢測(cè)數(shù)值見(jiàn)第206頁(yè)表3。

從表3中可以看出，處理后的含氰電鍍廢水中各項(xiàng)污染物均達(dá)標(biāo)。

表3 廢水檢測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表 mg/L(pH值除外)

6 結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)家對(duì)廢水排放要求的不斷提高，選擇合理、有效的廢水處理方法是實(shí)現(xiàn)電鍍廢水達(dá)標(biāo)排放的基本要求。相信在各級(jí)生態(tài)環(huán)境主管部門(mén)的關(guān)懷和企業(yè)的共同努力下，各類(lèi)工業(yè)生產(chǎn)中生產(chǎn)的廢水污染物一定能得到有效的處理，為職工創(chuàng)造良好的生產(chǎn)環(huán)境，履行企業(yè)應(yīng)盡的社會(huì)職責(zé)。