化學沉淀工藝處理電鍍高濃度含鉻廢水工程實例

鄧喜紅，王 超，孫志科

（1.長沙環境保護職業技術學院，湖南 長沙410004；2.湖南同一水處理科技有限公司，湖南 長沙410001；3.湖南德邦環保科技有限公司，湖南 長沙410004）

1 引言

某液壓廠是某上市公司控股的股份制企業，是一家集產品設計開發、加工制造、銷售服務于一體的新型液壓油缸和液壓閥專業生產企業，具有近40年液壓缸設計及制造經驗，是目前國內生產規模宏大、質量堪稱一流的液壓缸專業生產廠家，年生產油缸18萬支。廢水主要來自電鍍車間鍍鉻、鈍化、光化、褪鍍等工藝中產生的清洗廢水和電鍍槽廢電鍍液混合而成，產生的廢水中六價鉻和總鉻濃度高、水質波動大等特點。

針對該廠的廢水特點，采用化學沉淀工藝進行處理，經過一年多的實踐，系統運行穩定，出水水質各項指標均達到《電鍍污染物排放標準》（GB219100－2008）排放標準。

2 工程設計

2.1 設計水質和水量

該液壓廠新建電鍍車間后的基準排水量為116m3／d。根據該廠要求，設計水量按20m3／h進行，120m3／d。在新電鍍車間尚未建成之前，含鉻廢水處理設施按每天一班8h工作制度，設備實際運行6h，新電鍍車間建成投產之后，每天二班16h工作制。

含鉻廢水通過獨立管道輸送至污水站含鉻廢水收集池，處理能力10m3／h設備兩套，設計水質見表1。

表1 設計水質

2.2 工藝流程

工藝流程見圖1。

2.3 工藝原理

電鍍車間內的廢電鍍槽液與鍍件清洗廢水分別收集。電鍍車間內新建一個電鍍廢液池，專用于收集更換掉的廢電鍍液。采用計量泵每天定量將電鍍廢液池內的電鍍液抽至清洗廢水集水池內，以避免在更換電鍍槽液時六價鉻濃度過高而影響電鍍廢水處理機的正常工作。

圖1 工藝流程

含鉻廢水調節池內的廢水用泵抽入管道混合器，在此投加酸液，通過pH值在線儀對酸度進行控制；出水進入處理機的還原系統，在此投加還原劑并攪拌，將六價鉻還原成三價鉻；出水自流入反應系統，在此投加堿液，通過pH值在線儀對堿度進行控制，經pH值回調后廢水生成三價鉻沉淀，同時投加PAC和PAM加強絮體生成效果，并在后續的斜管沉淀系統中沉淀分離；沉淀后的上清液進入過濾系統對懸浮物和沉淀物進一步去除，出水達標排放。過濾能力下降時，啟動反洗泵進行反沖洗，反洗水自流入含鉻廢水調節池。

沉淀系統鉻泥用螺桿泵抽入離心脫水機脫水，脫水機濾出水返回含鉻廢水調節池。鉻渣裝袋暫存于含鉻廢水調節池上（含鉻廢水調節池上鋪廢棄鋼管，并留滲水縫隙，周邊砌護欄防止滲出液對周邊滲透），堆碼到一定數量后送危險廢物處置中心處置。調節池和反洗水箱水位采用超聲波液位計，通過PLC系統進行控制，反應機理為：

2.4 反應過程控制點

還原pH值：2.5～3.0；ORP還原電位：230～250；三價鉻沉淀pH值：8.0～8.5。

3 主要工藝參數

含鉻廢水調節池，V＝300m3，玻璃鋼防腐，利用原有水池改造，具有收集含鉻廢水和事故應急貯存的能力，目前可貯存近6d的排水。

自吸泵（兩臺，一用一備），型號：50ZX15－12，Q＝15m3／h，H＝12m，N＝1.5kW；材質：304不銹鋼。

管道混合器（兩臺，一用一備），型號：DN80，Q＝10m3／h；材質：防腐玻璃鋼。

含鉻廢水處理機（兩臺，一用一備），箱體外形尺寸：6.0m×2.0m×4.0m防腐玻璃鋼，分為還原區、pH 值回調絮凝區、沉淀區和過濾區四部分。還原區停留時間20min，回調區停留時間15min，斜管沉淀區表面負荷1.5m3／m2·h，過濾區濾速3m／m2·h。

沉淀斜管，規格：Φ80材料：0.8mm聚乙烯波紋板材加工；過濾材料：材料：ABS專用濾頭＋石英砂；攪拌機2臺，型號：BLED3－43－3，380V，34r／min，N＝3kW。

NaHSO3加藥裝置（兩臺，一用一備）。攪拌罐一個，外形尺寸：Φ0.6m×1.0m玻璃鋼防腐；攪拌機一臺，型號：BLED0－23－0.75，380V，N＝0.75kW；加藥箱兩個，型號：MC－500L，Φ800×1150材質：耐腐蝕PE；計量泵兩臺，型號：GM0050。

NaOH加藥裝置。攪拌罐一個，外形尺寸：Φ0.6m×1.0m，玻璃鋼防腐；攪拌機一臺，型號：BLED0－23－0.55，380V，N＝0.55kW；加藥箱兩個，型號：MC－500L，Φ800×1150，材質：耐腐蝕PE；計量泵（兩臺，一用一備），型號：GM0370。

H2SO4加藥裝置，加藥箱一個，型號：PT－2000L（特級品），Φ1360×1460，材質：耐腐蝕PE；計量泵（兩臺，一用一備）型號：GM0025。

PAC加藥裝置。攪拌罐一個，外形尺寸：Φ0.6m×1.0m玻璃鋼防腐；攪拌機一臺，型號：BLED0－23－0.55，380V，N＝0.55kW；投藥箱兩個，外形尺寸：1.0m×1.0m×1.0m 材料：10mmPVC板；磁力泵（兩臺，一用一備），型號：20CQ－12，Q＝3m3／h，H＝12m，N＝0.37kW，380V；材質：304不銹鋼；流量計兩套，型號：DN15，材質：PVC＋有機玻璃。

PAM加藥裝置，攪拌罐一個，外形尺寸：Φ0.6m×1.0m材料：A3鋼板，厚度4mm玻璃鋼防腐；攪拌機一臺，型號：BLED1－23－0.75，380V，N＝1.1kW；加藥箱兩個，型號：MC－500L，Φ800×1150，材質：耐腐蝕PE；計量泵（兩臺，一用一備）；型號：GM0090。

離心脫水機，一臺，型號：LW－250，Q＝2－5m3／h，10.5kW，380V，外形尺寸：2080mm×1020mm×655mm，雙電機、雙變頻。

單螺桿泵，一臺，型號：G30－1，Q＝5m3／h，H＝60m，N＝2.2kW，380V，材質：不銹鋼。

ORP在線儀（每套設備一臺，共兩臺），型號：HX－91，220V模擬輸出：4－20mV，PH在線儀（每套設備兩臺，共四臺），型號：HX－91，220V模擬輸出：4－20mV，PLC控制系統及電氣控制系統一套。

反洗水箱，鋼制成品水箱，V＝30m3。反洗泵（兩臺，一用一備），型號：ALG200－200A，Q＝179m3／h，H＝10m，N＝11kW，380V。

4 廢水處理效果

土建施工從2010年3月正式動工，因年后一直多雨，至5月份才基本完工；7月初所有設備全部安裝完畢，全面開始工藝調試并進入試轉；2010年9月初由當地環境監測站取樣檢測，一次性全部指標合格。經過3個多月的試運行，環境監測部門對該工程進行了驗收監測，各部分處理效果見表2。

表2 廢水處理效果

5 經濟分析

該工程總造價為125萬元，其中土建費45萬元、設備費80萬元。本處理工藝的運行成本主要由動力費用、藥劑費、維護費、折舊費、人工管理費等部分組成。

5.1 動力費用

本廢水處理系統的總裝機容量為136.46kW·h如果電費以0.6元／kW·h計，則t廢水動力費為：噸水電費成本為136.46×0.6／120＝0.68元／m3。

5.2 藥劑費

硫酸投加量：32kg／d，濃硫酸價格：600元／t；片堿投加量：30kg／d，片堿價格：2100元／t；亞硫酸氫鈉投加量：200kg／d，亞硫酸氫鈉價格：2800元／t；PAC投加量：6kg／d PAC 價 格：1800 元／t；PAM 投 加 量：0.6kg／d PAM 價格：16000元／t；噸水藥劑費成本：（32×0.6＋30×2.1＋200×2.8＋6×1.8＋0.6×16）／120＝5.52元／m3。

5.3 維護費

按年運行330d計，取設備投資費用5%行；則噸水維護費為：800000×5%÷330÷120＝1.01元／t廢水。

5.4 折舊費

土建投資按30年使用，設備投資按20年使用；則噸水折舊費為：（450000÷30＋800000÷20）÷330÷12＝1.39元／t廢水。

5.5 人工管理費

定編為2人，月工資平均為2000元；則噸水人工管理費為：噸水人工費成本為4000／（120×30）＝1.11元／m3。

5.6 總運行費用

①＋②＋③＋④＋⑤＝1.11＋0.68＋5.52＋1.01＋1.39＝9.71元／m3。

6 結語

采用化學沉淀工藝處理液壓件廠電鍍高濃度含鉻廢水，裝置運行穩定，運行費用低；自動化程度較高，操作簡便，運行方式靈活，對水質波動適應能力強，出水水質各項指標均達到《電鍍污染物排放標準》（GB21900－2008）排放標準。

［1］ 李國會，馬相賓，裴 燏.化學還原法處理電鍍含鉻廢水的工程應用［J］.工業安全與環保，2011，37（10）：12～15.

［2］ 常軍霞，王三反，王 挺，等.化學共沉淀－鐵氧體法對含鉻廢水的處理工藝［J］.凈水技術，2010，29（6）：36～39.