電鍍廢水綜合處理技術與工藝研究

林麗珊

摘 要：電鍍廢水的治理在國內外普遍受到重視，對電鍍廢水治理方法和工藝的研究也很多。本文結合實例，重點探討了電鍍工業廢水的處理技術及工藝，并詳細分析了處理效果，結果表明，該處理方法技術成熟，運行費用較低，出水水質達標，可為電鍍工業廢水的處理提供參考，以消除或減少其對環境的污染，達到保護環境、造福人民的目的。

關鍵詞：電鍍廢水；處理工藝；構造物；運行效益

電鍍是利用電化學的方法對金屬和非金屬的表面進行裝飾﹑防護 和獲得某些新的性質的一種工藝過程，也是當今全球三大污染工業之一，其廢水的排放量約占工業廢水排放總量的10%，而其中只有不到50%的廢水在排放前得到有效治理。其產生的廢水含有氰化物及鉻、銅、鋅、鎘、鎳等重金屬污染物，若處理不當就排入環境水體中不僅容易破壞生態平衡，還可能危害人類健康，所以加強對電鍍廢水的綜合處理技術和工藝的研究尤為必要。

1 項目概況

某五金有限公司主要從事工藝飾品的電鍍生產，在生產過程中排放出一定量的電鍍生產廢水。生產廢水主要有含氰、金、銀、鉻、酸堿等嚴控污染物，廢水排放量見表1。

設計進水水質參照該公司老廠廢水水質指標，處理出水達到《電鍍水污染物排放標準》（DB44/1597-2015）中新建企業水污染物排放限值要求。進、出水水質見表2。

2 工藝流程

在實際應用過程中，由于傳統處理方法受到種種因素的制約，有其特定的適用范圍或局限性。化學沉淀法處理電鍍廢水則具有工藝簡單、處理對象廣泛等優勢。化學深沉法是使廢水中呈溶解狀態的重工屬轉變為不溶于水的重金屬化學物的方法。該工藝的優點是所采用的沉淀劑石灰、碳酸鈉等、來源廣，價格低，便于管理，處理后廢水可達標排放。氧化還原法處理電鍍廢水的原理為氧化，還原，酸堿中和等化學反應及高分子絮凝等物理過程。在電鍍廢水處理過程，利溶解于廢水中的，利用溶解于廢水中的有毒有害物質，在氧化還原反應中能被氧化或被還原的性質，從而將其轉換為無毒無害的新物質。

根據分質分類處理原則，含氰廢水和含鉻廢水分別進行預處理，先用堿性氯化法和化學還原法分別對含氰廢水和含鉻廢水進行預處理，預處理后的廢水排入綜合廢水調節池中與綜合廢水混合，將混合廢水泵至pH調節池，加堿液調節pH=9.5后流入混凝反應池進行混凝反應。反應完成后流入沉淀池中沉淀，出水經砂濾池過濾，調節pH后達標排放。沉淀污泥排到污泥池后經板框壓濾機脫水，污泥交有資質的危廢公司處置濾液回流至綜合廢水調節池。

兩級堿性氯化法破氰反應的化學方程式如下：

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價鉻還原成3價鉻，還原劑可采用硫酸亞鐵、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉等。6價鉻還原反應的化學方程式如下：

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化學方程式如下：

Cr3++3OH-→Cr（OH）3↓

Ni2++2OH-→Ni（OH）2↓

Cu2++2OH-→Cu（OH）2↓

Zn2++2OH-→Zn（OH）2↓

3 主要構筑物

3.1 含氰廢水調節池

采用地下式鋼筋混凝土結構，環氧樹脂防腐，內部尺寸為5m×2m×4m，容積為40m3，停留時間8h，池底布空氣管，定時開啟防止沉淀。設置耐腐蝕自吸泵2臺，根據池內水位高低，自動控制。

3.2 一級破氰池

采用地上式鋼筋混凝土結構，環氧樹脂防腐，內部尺寸為1.5m×1.5m×1.6m，容積為3m3，停留時間0.6h，采用機械攪拌裝置，配置pH和ORP自動控制加藥系統各1套。

3.3二級破氰池

采用地上式鋼筋混凝土結構，環氧樹脂防腐，內部尺寸為1.5m×1.5m×1.6m，容積為3m3，停留時間0.6h，采用機械攪拌裝置，配置pH和ORP自動控制加藥系統各1套。

3.4 含鉻廢水調節池

采用地下式鋼筋混凝土結構，環氧樹脂防腐，內部尺寸為2.5m×2m×4m，容積為20m3，停留時間8h，池底布空氣管，定時開啟防止沉淀。設置耐腐蝕自吸泵2臺，根據池內水位高低，自動控制。

3.5 還原池

采用地上式鋼筋混凝土結構，環氧樹脂防腐，內部尺寸為1.5m×1.5m×1.6m，容積為3m3，停留時間1h，采用機械攪拌裝置，配置pH和ORP自動控制加藥系統各1套，控制pH值為2～3、ORP值為250～300mV。

3.6 綜合廢水調節池

采用地下式鋼筋混凝土結構，環氧樹脂防腐，內部尺寸為8m×5m×4m，容積為160m3，停留時間8h，池底布空氣管，定時開啟防止沉淀。設置耐腐蝕自吸泵2臺，根據池內水位高低，自動控制。

3.7 pH調節池

采用地上式鋼筋混凝土結構，環氧樹脂防腐，內部尺寸為1.8m×1.8m×2.0m，容積為6m3，停留時間0.3h，采用機械攪拌裝置，pH自動控制加藥系統1套，控制pH值為9.5～10.5。

3.8 混凝反應池

采用地上式鋼筋混凝土結構，環氧樹脂防腐，內部尺寸為3m×1.8m×2.0m，內分2格，分別為快混池和慢混池，容積為10m3，停留時間0.5h，采用機械攪拌裝置。

3.9 斜管沉淀池

斜管沉淀池采用升流式異向流結構，地上式鋼筋混凝土結構，環氧樹脂防腐，內部尺寸為8m×5m×4.5m，水力表面負荷0.6m3/m2·h，池內放置斜管，管孔為60mm，傾角為60度。

3.10 砂濾池

采用地上式鋼筋混凝土結構，環氧樹脂防腐，內部尺寸為3m×1.5m×3.0m，設計濾速7m/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。

3.11 pH回調池

采用地上式鋼筋混凝土結構，環氧樹脂防腐，內部尺寸為1.8m×1.5m×2.5m，容積為6m3，停留時間0.3h，采用機械攪拌裝置，pH自動控制加藥系統1套。

3.12 污泥濃縮池

采用地下式鋼筋混凝土結構，環氧樹脂防腐，內部尺寸為2.5m×2m×4m，容積為20m3，采用全自動板框壓濾機1臺。

4 調試與分析

4.1 含氰廢水的預處理

將含氰廢水提升到一級破氰池后，pH控制加藥系統自動投加堿液，控制pH值在11～11.5，ORP控制加藥系統自動投加漂白水，控制ORP值在300～350mV；出水流到二級破氰池后，pH控制加藥系統自動投加酸液，控制pH值在6.5～7，ORP控制加藥系統自動投加漂白水，控制ORP值在600～650mV。采用兩級堿性氯化法處理工藝，廢水中的氰離子被氧化成為N2。

4.2 含鉻廢水的預處理

將含鉻廢水提升到還原池后，pH控制加藥系統自動投加酸液，控制pH值在2～3，ORP控制加藥系統自動投加亞硫酸鈉溶液，控制ORP值在250～300mV。采用化學還原法處理工藝，在酸性條件下亞硫酸鈉將6價鉻還原成3價鉻。

4.3 綜合廢水的處理

將綜合廢水提升到pH調節池后，pH控制加藥系統自動投加堿液，控制pH值在9～10，廢水中的鎳、銅、鋅以及3價鉻等離子與氫氧根生成氫氧化物沉淀，再經快混池和慢混池分別投加PAC、PAM，提高混凝沉淀效果，同時可去除大部分的有機污染物和懸浮性污染物，最后廢水通過砂濾池去除細小的、不易沉淀的懸浮物，在pH回調池控制pH值為7～8后達標排放。

4.4 運行效果

該工程經一定時間的調試運行后，系統運行穩定，處理效果可靠，出水達到《電鍍水污染物排放標準》（DB44/1597-2015）中新建企業水污染物排放限值要求。

5 投資與運行費用

工程總投資約110萬元，處理水量為400t/d。運行費用主要包括：電費、藥劑費、人工費等，運行費用約1.9元/m3，藥劑成本計算見表4，運行費用計算見表5。

備注：藥劑價格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計算；綜合廢水包括預處理后的含氰廢水和含鉻廢水。

備注：電費按0.6元/（kW·h）；人工費按2人計；總運行費用為前面3項總和。

6 小結

（1）電鍍工藝種類繁多、工藝復雜，不同企業的電鍍廢水水質相差較大，但共同特征是均含重金屬離子、酸、堿等污染物，電鍍廢水應分類收集、分質處理。

（2）本工程綜合考慮了含氰、含鉻廢水、綜合廢水的性質，含氰廢水和含鉻廢水單獨收集進行預處理后再與綜合廢水混合統一處理排放。工藝采用的是傳統的化學法，技術成熟、操作簡單、效果穩定可靠，能承受大水量和高濃度負荷的沖擊。

（3）本工程在設計過程中，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。最大限度地采用機械化、自動化設備，以降低勞動強度，提高廢水處理效率和處理設施運行的穩定性。

（4）電鍍企業應推行清潔生產，提高清洗效率，減少廢水產生量。有條件的企業，廢水處理后應回用。

參考文獻

[1]劉景允.綜合電鍍廢水處理技術與工藝研究[C].天津大學，2008.

[2]廖濤.電鍍廢水處理技術與工藝研究[C].三峽大學， 2013.

[3]胡翔，陳建峰，李春喜.電鍍廢水處理技術研究現狀及展望[J].新技術新工藝， 2008（12）：5-10.