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電鍍廢水化學法綜合處理及回用工程

李景杰

（廣東省環(huán)境技術中心，廣東廣州510308）

摘要：介紹了化學法綜合處理電鍍廢水及采用反滲透工藝處理廢水回用工程。傳統(tǒng)化學法綜合處理前處理廢水、焦磷酸銅廢水、含鉻廢水、含氰廢水和重金屬廢水等電鍍廢水，采用pH和ORP控制儀控制各處理單元加藥量，處理效果穩(wěn)定，技術成熟可靠，運行操作簡便。通過深度處理后，能滿足生產回用要求，減少電鍍廢水排放，實現(xiàn)重金屬污染物總量減排。

關鍵詞：電鍍廢水；化學法處理；回用

中圖分類號：X783文獻標識碼：B文章編號：1000-3770(2013)12-0132-004

廣東省中山某運動器材有限公司是中山火炬高技術產業(yè)開發(fā)區(qū)內一家外商獨資企業(yè)，生產高爾夫球桿頭及其組配件產品，生產工藝包括鋼材經模具鑄造，酸洗、堿洗等表面處理，磨光，噴漆，電鍍等。電鍍過程中工件清洗、漂洗、鍍液的廢棄更新以及鍍液的帶出，“跑、冒、滴、漏”等產生廢水。不同鍍種產生的廢水性質及污染物種類有較大差異，外排生產廢水主要有含氰廢水、含鉻廢水和酸堿重金屬廢水等。為進一步保護和改善中山港及周邊地區(qū)水環(huán)境，該項目按照相關環(huán)保要求對電鍍廢水進行處理及回用。

1·廢水來源及水質

1.1廢水來源及分類

電鍍廢水種類多、成分復雜，不同水質電鍍廢水其處理工藝也不同，清污分流、分質處理是有效處理的關鍵。項目生產廢水來源主要有鍍件除油、除氧化膜等前處理過程和電鍍過程清洗廢水、沖洗鍍槽和設備以及沖刷車間地面的廢水。

對于含氰電鍍產生廢水歸屬含氰廢水；含鉻酐鍍液所產生廢水歸屬為含鉻廢水；前處理工序產生廢水歸屬前處理廢水，除油廢液由于排放量較少，加入前處理廢水處理系統(tǒng)一并處理；含有焦磷酸銅廢水歸屬于含焦磷酸銅廢水；鍍酸銅、鍍鎳等廢水歸屬于重金屬廢水。

項目廢水平均排放量約為120m3/d，按有關要求，廢水處理設施設計處理能力144m3/d，每天按16h運行，各類廢水設計處理水量如表1所示。

1.2設計進出水水質設計廢水進水水質指標：（1）含氰廢水：ρ(CN-)≤100mg/L，pH=8～11；（2）含鉻廢水：ρ(Cr6+)≤100mg/L，pH=4～6；（3）含焦磷酸銅廢水：ρ(Cu2+)≤50mg/L，pH=9；（4）重金屬廢水：ρ(Cu2+)≤100mg/L，ρ(Ni2+)≤100mg/L，pH=3～4；（5）前處理廢水：COD≤200mg/L，ρ(SS)≤200mg/L。

該工程建設時設計處理出水指標執(zhí)行廣東省水污染物排放限值（DB44/26－2001）第二時段一級標準。我國2008年發(fā)布實施的電鍍污染物排放標準（GB21900－2008）規(guī)定現(xiàn)有企業(yè)自2010年7月1日起執(zhí)行新規(guī)定的水污染物排放限值，因此，該工程運行管理出水指標及參考執(zhí)行標準如表2所示。

2·廢水處理工藝

2.1工藝流程

電鍍廢水處理工藝主要有化學法、離子交換法、吸附法、電解法、反滲透以及電滲析法等，而目前處理效果穩(wěn)定、適應性強、處理成本低和管理簡便的處理工藝仍以化學法較為成熟可靠，參考國內電鍍行業(yè)廢水處理情況，結合項目排水實際，廢水處理工藝流程見圖1。

2.2工藝說明及設計參數(shù)

2.2.1前處理廢水處理

前處理廢水含有乳化液、表面活性劑和化學溶劑、酸堿等，單獨收集進入前處理廢水調節(jié)池均質均量，然后進入氣浮池加入聚合氯化鋁混凝反應，氣浮浮渣刮除進入污泥池，處理后出水匯入重金屬廢水調節(jié)池一并處理。由于處理水量規(guī)模相對不大，采用集成化組合溶氣氣浮，減少空間需求，溶氣水比例30%～40%。

2.2.2含焦磷酸銅廢水處理

2.2.3含鉻廢水處理

含鉻廢水首先加硫酸調節(jié)pH，運行過程中加入部分廢酸，減少商品硫酸消耗量。在還原劑選擇上，由于硫酸亞鐵產生污泥量大，因此采用亞硫酸氫鈉將六價鉻還原為三價鉻，鉻還原反應過程中氧化還原電位與pH密切相關，采用pH、ORP控制儀控制加藥量，pH控制2～3，氧化還原電位控制300mV左右，設計參數(shù)較常規(guī)處理參數(shù)適當延長反應停留時間，，反應時間30min。還原后廢水中三價鉻與重金屬廢水合并處理，生成氫氧化物沉淀除去。

2.2.4含氰廢水處理

含氰廢水采用二級破氰法連續(xù)處理，堿性條件下用NaClO完全氧化氰化物，破氰反應過程中氧化還原電位與pH密切相關，因此采用pH、ORP控制儀嚴格控制反應條件和加藥量，設計參數(shù)較常規(guī)處理參數(shù)適當延長反應停留時間，保證破氰反應充分進行。徹底破氰后匯入重金屬廢水合并處理。

一級破氰pH控制11～12，氧化還原電位控制300mV，水力停留時間30min，將氰化物氧化為氰酸鹽。

2.2.5重金屬廢水處理

含鎳、銅等重金屬廢水進入重金屬廢水調節(jié)池，與經過預處理的含氰廢水、焦磷酸銅廢水、含鉻廢水、前處理廢水混合，進入反應池加堿沉淀反應，控制加藥量使pH穩(wěn)定在8～11之間最佳點，中和沉淀反應停留時間15～30min，生成沉淀后再經絮凝反應形成礬花加速沉淀，在沉淀池中固液分離，沉淀池上清液進入砂濾池，出水中和回調pH至6～9后達標排放。砂濾池濾速3.0m3/(m2·h)，定期反沖洗，反沖洗水采用中和池出水。

2.2.6污泥處理

沉淀池排泥先經污泥濃縮池進行濃縮，然后采用板框壓濾機脫水，將濕污泥含水率降低到80%及以下外運無害化處置。污泥量主要包括反應過程生成的重金屬氫氧化物沉淀、廢水中去除的SS污泥量以及投加混凝劑產生的污泥量，濕污泥量（含水率98%～99%）約5～7m3/d。

3·回用水深度處理

3.1處理工藝

為減少廢水排放量，項目要求水重復利用率達50%，廢水回用分兩部分，一部分經處理后達標廢水可回用至水質要求較低的前處理使用，另一部分回用于鍍鉻清洗和退鍍鉻等清洗用水要求較高，需經深度處理滿足回用水水質要求。深度處理采用反滲透為核心工藝對達標排水進行處理，處理量2～2.5m3/h，處理后水質電導率40～50μS/cm，工藝流程如圖2所示。

3.2處理單元設計

RO系統(tǒng)對進水水質要求較高，RO前處理單元控制進水水質SDI≤4，濁度≤1NTU，余氯≤0.1mg/L，前處理單元出水用高壓泵打入RO系統(tǒng)。RO系統(tǒng)設電導率儀控制水質參數(shù)。反滲透濃水返回重金屬廢水調節(jié)池再處理。

回用水深度處理主要設備包括：提升泵，1臺，Q=4.2m3/h，H=30m，N=1.1kW；多介質過濾器，1套，Φ760×2500；反洗泵，1臺，Q=18m3/h，H=30m，N=3.0kW；活性炭過濾器，1套，Φ700×2800；微孔過濾器，1套，PX05-30濾芯，4支；高壓泵，1臺，Q=5m3/h，H=120m，N=4kW；RO系統(tǒng)，1套，產水量2.5m3/h，RE4040-BE反滲透膜，12支，脫鹽率99.5%，回收率15%；清洗泵，1臺，Q=8m3/h，H=30m，N=1.85kW；清洗水箱，1臺，PE水箱，250L。

4·處理效果

工程已建成投入使用，運行情況良好。加藥單元采用自動控制系統(tǒng)，設備開�，F(xiàn)場手動和程序自動控制，中央監(jiān)控室設監(jiān)控屏顯示系統(tǒng)運行狀態(tài)。處理后出水達到設計出水標準及電鍍污染物排放標準（GB21900－2008），經當?shù)丨h(huán)保部門驗收合格。回用水可滿足工件清洗質量及不影響后工序鍍槽鍍液質量，水重復利用率達50%。廢水處理工程建成運行后監(jiān)測數(shù)據(jù)如表3所示。

5·效益分析

廢水處理工程占地面積250m2，平面布置緊湊。工程運行費用較低，日常運行費用主要包括電耗、藥劑消耗及人工費用等。系統(tǒng)總裝機功率45kW，耗電量126.32kWh/d，單位水量耗電指標0.88kWh/m3，電費單價0.8元/kwh，電費成本0.70元/m3；人工定員4人，人工總費用4800元/月，人員工資成本1.11元/m3；藥劑消耗包括NaClO、NaOH、H2SO4、PAM、PAC、Ca(OH)2、NaHSO3等，合計103.85元/d，藥劑費成本0.72元/m3（見表4）。合計，電鍍廢水處理運行成本2.53元/m3。

回用水處理運行成本2.08元/m3，其中，電耗為1.15元/m3；藥劑消耗0.15元/m3；精密過濾芯使用3個月，0.09元/m3；活性炭使用半年左右，0.37元/m3；RO使用壽命3年，0.32元/m3。

6·結論

化學法綜合處理包含氧化還原、中和沉淀和固液分離等過程。按照清污分流、分質處理原則采用化學法綜合處理電鍍廢水，技術成熟、效果穩(wěn)定，對重金屬污染物去除適應性強。由于該工程建設時期較早，對于含鉻廢水及重金屬廢水含鎳廢水都經預處理后再混合集中處理，排放出水指標雖達到相關標準，但不屬車間或生產設施廢水排放口，因此在工程改造過程考慮進一步完善，以滿足相關標準及工程規(guī)范要求。

電鍍廢水化學法綜合處理單元自動控制。加藥自動控制系統(tǒng)由pH和ORP控制儀通過傳感器控制各處理單元計量泵加藥，操作簡便，運行可靠。避免了人工投加藥劑的勞動強度大以及控制加藥量不準確造成藥劑投加不足或消耗浪費的情況。計量泵及儀表探頭采用進口品牌，增加系統(tǒng)運行可靠性。

電鍍廢水化學法處理后再經反滲透處理分類回用。達標排放水一部分供用水水質要求較低的工件清洗等表面前處理使用，反滲透處理出水回用于鍍鉻清洗和退鍍鉻清洗，減少廢水排放量。項目的建成運行實現(xiàn)電鍍廢水重金屬污染物總量減排，提高水重復利用率。

含氰廢水、含鉻廢水等反應過程設計參數(shù)適當延長了反應停留時間，反應時間30min，以保證氧化還原反應充分進行，提高處理效果。

電鍍廢水處理工程操作環(huán)境惡劣，對設備選用及構筑物防腐要求較高，廢水提升泵采用超高分子量聚乙烯塑料襯里、耐磨耐腐蝕離心泵；各反應池設攪拌器攪拌混合，采用不銹鋼材質；構筑物采用樹脂玻璃纖維布防腐。

重金屬廢水綜合了經預處理的含氰廢水、焦磷酸銅廢水、含鉻廢水、前處理廢水等，再在同一反應池加堿沉淀反應和沉淀池中沉淀，因此，產生的電鍍沉淀污泥沒有分類重金屬污泥，給污泥處理處置回收帶來一定困難。但由于該項目廢水量不大，如污泥分類沉淀收集，則極大增加工程投資。改善方法為提高清潔生產水平，增加Ni2+等金屬的生產線回收水平。

  本文關鍵詞：電鍍廢水化學法綜合處理及回用工程，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。