電鍍廢水綜合治理工程實(shí)例

容 繼

(廣西冶金研究院有限公司， 南寧　530023)

電鍍廢水綜合治理工程實(shí)例

容 繼

(廣西冶金研究院有限公司， 南寧530023)

摘要：采用氧化還原、化學(xué)沉淀法處理廣西某五金有限公司電鍍廢水，先用堿性氯化法和化學(xué)還原法分別對(duì)含氰廢水和含鉻廢水進(jìn)行預(yù)處理，處理后混入酸堿廢水進(jìn)入化學(xué)沉淀處理工序。結(jié)果表明：該方法技術(shù)成熟，運(yùn)行費(fèi)用較低，出水水質(zhì)達(dá)到GB 21900—2008 《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中新建企業(yè)水污染物排放限值要求。

關(guān)鍵詞：電鍍廢水；含氰廢水；含鉻廢水；工程實(shí)例

電鍍廢水主要來源于鍍件清洗、地面沖洗、吊掛具和極板沖洗等，鍍件清洗廢水是電鍍廢水中最主要的廢水來源之一，占生產(chǎn)廢水總排放量的80%以上，各種污染物由鍍件表面附著的槽液帶入鍍件清洗廢水中。車間地面沖洗、掛具沖洗、化驗(yàn)分析等過程中均產(chǎn)生少量廢水，應(yīng)全部收集后排入廢水處理站。按照電鍍廢水分質(zhì)分類處理的原則，將電鍍車間排出的廢水分為前處理廢水、含氰廢水、含鉻廢水、含銅廢水、含鎳廢水、綜合廢水及電鍍廢液等。

1項(xiàng)目概況

廣西某五金有限公司主要進(jìn)行金屬表面處理及電鍍處理，在生產(chǎn)過程中排放出一定量的生產(chǎn)廢水。生產(chǎn)廢水主要有含氰、含鉻、酸堿廢水，廢水排放量見表1。

表1　各類廢水排放量

設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)參照該公司老廠廢水水質(zhì)指標(biāo)，處理出水達(dá)到GB 21900—2008《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中新建企業(yè)水污染物排放限值要求。進(jìn)、出水水質(zhì)見表2。

表2　電鍍廢水進(jìn)、出水水質(zhì)　mg/L

2工藝流程

根據(jù)分質(zhì)分類處理原則，含氰廢水和含鉻廢水分別進(jìn)行預(yù)處理，先用堿性氯化法和化學(xué)還原法分別對(duì)含氰廢水和含鉻廢水進(jìn)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(jìn)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(dá)標(biāo)排放。沉淀污泥排到污泥池后經(jīng)板框壓濾機(jī)脫水，泥餅外運(yùn)，濾液回流至綜合廢水調(diào)節(jié)池。廢水處理工藝見圖1。

圖1　電鍍廢水處理工藝

兩級(jí)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(jià)鉻還原成3價(jià)鉻，還原劑可采用硫酸亞鐵、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉等。6價(jià)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5 m×2 m×4 m，容積為40 m3，停留時(shí)間8 h，池底布空氣管，定時(shí)開啟防止沉淀。設(shè)置耐腐蝕自吸泵2臺(tái)，根據(jù)池內(nèi)水位高低，自動(dòng)控制。

3.2一級(jí)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1.5 m×1.5 m×1.6 m，容積為3 m3，停留時(shí)間0.6 h，采用機(jī)械攪拌裝置，配置pH和ORP自動(dòng)控制加藥系統(tǒng)各1套。

3.3二級(jí)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1.5 m×1.5 m×1.6 m，容積為3 m3，停留時(shí)間0.6 h，采用機(jī)械攪拌裝置，配置pH和ORP自動(dòng)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2.5 m×2 m×4 m，容積為20 m3，停留時(shí)間8 h，池底布空氣管，定時(shí)開啟防止沉淀。設(shè)置耐腐蝕自吸泵2臺(tái)，根據(jù)池內(nèi)水位高低，自動(dòng)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1.5 m×1.5 m×1.6 m，容積為3 m3，停留時(shí)間1 h，采用機(jī)械攪拌裝置，配置pH和ORP自動(dòng)控制加藥系統(tǒng)各1套，控制pH值為2～3、ORP值為250～300 mV。

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8 m×5 m×4 m，容積為160 m3，停留時(shí)間8 h，池底布空氣管，定時(shí)開啟防止沉淀。設(shè)置耐腐蝕自吸泵2臺(tái)，根據(jù)池內(nèi)水位高低，自動(dòng)控制。

3.7pH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1.8 m×1.8 m×2.0 m，容積為6 m3，停留時(shí)間0.3 h，采用機(jī)械攪拌裝置，pH自動(dòng)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3 m×1.8 m×2.0 m，內(nèi)分2格，分別為快混池和慢混池，容積為10 m3，停留時(shí)間0.5 h，采用機(jī)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8 m×5 m×4.5 m，水力表面負(fù)荷0.6 m3/m2·h，池內(nèi)放置斜管，管孔為60 mm，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3 m×1.5 m×3.0 m，設(shè)計(jì)濾速7 m/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)。

3.11pH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1.8 m×1.5 m×2.5 m，容積為6 m3，停留時(shí)間0.3 h，采用機(jī)械攪拌裝置，pH自動(dòng)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2.5 m×2 m×4 m，容積為20 m3，采用全自動(dòng)板框壓濾機(jī)1臺(tái)。

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(jí)破氰池后，pH控制加藥系統(tǒng)自動(dòng)投加堿液，控制pH值在11～11.5，ORP控制加藥系統(tǒng)自動(dòng)投加漂白水，控制ORP值在300～350 mV；出水流到二級(jí)破氰池后，pH控制加藥系統(tǒng)自動(dòng)投加酸液，控制pH值在6.5～7，ORP控制加藥系統(tǒng)自動(dòng)投加漂白水，控制ORP值在600～650 mV。采用兩級(jí)堿性氯化法處理工藝，廢水中的氰離子被氧化成為N2[3-4]。

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(dòng)投加酸液，控制pH值在2～3，ORP控制加藥系統(tǒng)自動(dòng)投加亞硫酸鈉溶液，控制ORP值在250～300 mV。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(jià)鉻還原成3價(jià)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(dòng)投加堿液，控制pH值在9～10，廢水中的鎳、銅、鋅以及3價(jià)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(shí)可去除大部分的有機(jī)污染物和懸浮性污染物，最后廢水通過砂濾池去除細(xì)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(dá)標(biāo)排放[6-7]。

4.4運(yùn)行效果

該工程經(jīng)一定時(shí)間的調(diào)試運(yùn)行后，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果可靠，出水達(dá)到GB 21900—2008《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中新建企業(yè)水污染物排放限值要求，水質(zhì)數(shù)據(jù)整理結(jié)果見表3。

5投資與運(yùn)行費(fèi)用

工程總投資約110萬元，處理水量為400 t/d。運(yùn)行費(fèi)用主要包括：電費(fèi)、藥劑費(fèi)、人工費(fèi)等，運(yùn)行費(fèi)用約1.9元/m3，藥劑成本計(jì)算見表4，運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算見表5。

表3　水質(zhì)數(shù)據(jù)整理結(jié)果　mg/L

表4　藥劑成本計(jì)算

備注：藥劑價(jià)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(jì)算；綜合廢水包括預(yù)處理后的含氰廢水和含鉻廢水。

表5　運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算

備注：電費(fèi)按0.6元/(kW·h)；人工費(fèi)按2人計(jì)；總運(yùn)行費(fèi)用為前面3項(xiàng)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(dú)收集進(jìn)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(jiǎn)單、效果穩(wěn)定可靠，能承受大水量和高濃度負(fù)荷的沖擊。

(3) 本工程在設(shè)計(jì)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(gè)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(jī)械化、自動(dòng)化設(shè)備，以降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高廢水處理效率和處理設(shè)施運(yùn)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。

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An engineering project of treating electroplate wastewater

Rong Ji

(Guangxi Research Institute of Metallurgy, Nanning 530023,China)

Abstract:In this case,we adopted redox and chemical precipitation to treat the electroplate wastewater from a hardware company in Guangxi. Firstly,cyanide-containing and chromium-containing wastewater was separately preprocessed by chlorination and chemical reduction,and then mixed with acid-base wastewater and went into chemical precipitation process.The application showed that,this technology was matured and cost saving,and its effluent was able to meet the requirements of Emission Standard of Pollutants for Electroplating (GB 21900-2008).

Keywords:electroplate wastewater；cyanide-containing wastewater；chromium-containing wastewater;case

收稿日期：2015-09-14；2016-01-07修回

作者簡(jiǎn)介：容繼，男，1979年生，工程師，研究方向：環(huán)境工程設(shè)計(jì)、清潔生產(chǎn)。E-mail：30122333@qq.com

中圖分類號(hào)：X703

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A