含氰含銅電鍍廢水處理技術(shù)的研究

黃國(guó)洪

【摘 要】：電鍍行業(yè)在生產(chǎn)過程中使用到大量的化學(xué)品和重金屬，從而產(chǎn)生并排放大量含重金屬的廢水，如果不加以處理或者處理工藝不當(dāng)，重金屬和有害物質(zhì)排放到水體，勢(shì)必對(duì)環(huán)境及人類產(chǎn)生嚴(yán)重危害。目前鍍銅生產(chǎn)上應(yīng)用廣泛的有氰化鍍銅，硫酸鹽鍍銅，焦磷酸鹽鍍銅，其中氰化物為劇毒，因此，研究電鍍廢水的處理是一個(gè)熱點(diǎn)問題。各大污水處理廠對(duì)于電鍍廢水的處理方法各種各樣，種類繁多，常用方法有堿性氯化法，電解法等。本文結(jié)合某鍍銅車間實(shí)例，對(duì)含氰含銅電鍍廢水的處理技術(shù)展開了研究，經(jīng)調(diào)試運(yùn)行表明該電鍍生產(chǎn)廢水處理工藝運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果良好，污染物去除率達(dá)到98.2%。為電鍍廢水處理技術(shù)的選擇提供了參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】：電鍍廢水；處理技術(shù)；研究

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，電鍍行業(yè)也取得了極大的進(jìn)步，電鍍廢水的處理問題越來越受重視。氰化鍍銅的特點(diǎn)為表面光亮，結(jié)晶細(xì)致，孔隙率低，容易拋光，具有良好的導(dǎo)電性和可焊性，所以被廣泛應(yīng)用，含氰廢水毒性強(qiáng)，危害性大，所以必須經(jīng)過處理達(dá)標(biāo)后方可排放。因此，對(duì)電鍍廢水處理技術(shù)展開研究具有十分重要的意義。

1.設(shè)計(jì)水質(zhì)、水量及排放標(biāo)準(zhǔn)

鍍銅車間工序中（如圖1所示），化學(xué)除油使用堿性物質(zhì)和表面活性劑，酸洗時(shí)使用150g/L的鹽酸，預(yù)鍍銅和鍍銅使用氰化鈉和氰化亞銅，氰化鈉含量為120～140g/L，氰化亞銅含量為120～130g/L，pH值為9～13，使用苯并三氮唑進(jìn)行鈍化。

根據(jù)該鍍銅車間生產(chǎn)工序及廢水水質(zhì)特征，將鍍銅生產(chǎn)廢水分為含銅、含氰、含油廢水，這些廢水來自不同的生產(chǎn)工序，組分復(fù)雜，廢水水量12m3/d，其中含油廢水6m3/d，含銅含氰廢水6m3/d，考慮到該廠生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大的可能，將該廠廢水處理站處理規(guī)模設(shè)計(jì)為20m3/d，出水水質(zhì)執(zhí)行《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB21900-2008）表2標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)見表1。

2.處理工藝

2.1工藝流程

該車間生產(chǎn)情況為單班，生產(chǎn)廢水主要產(chǎn)生在白天。該車間主要有兩種廢水：含油廢水和含氰含銅廢水。因此，在設(shè)計(jì)上采用分類法即分別對(duì)含油廢水和含氰含銅廢水進(jìn)行收集和處理，具體處理工藝分述如下。

2.1.1含油廢水處理工藝

由于鍍件在沖壓成型加工時(shí)沾有油污，在電鍍前必須去除油污，才能保證鍍層的質(zhì)量，否則容易引起鍍層脫皮、氣泡、不均勻等質(zhì)量問題。鍍銅線鍍件表面的油污經(jīng)化學(xué)除油法堿清洗，清洗后的漂洗含油廢水排入鍍銅廢水處理站進(jìn)行處理。

含油廢水常用的分離方法有：重力式分離、離心式分離、電分離、離心分離、氣浮分離等。目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的仍然是重力分離技術(shù)。該技術(shù)是典型的初級(jí)處理方法， 是利用油和水的密度差及油和水的不相溶性， 在靜止或流動(dòng)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)油珠、懸浮物與水分離。分散在水中的油珠在浮力作用下緩慢上浮、分層， 油珠上浮速度取決于油珠顆粒的大小， 油與水的密度差， 流動(dòng)狀態(tài)及流體的粘度。它們之間的關(guān)系可用Stokes 和Newton等定律來描述。該鍍銅車間排放廢水中含油珠粒徑較大，易浮于水面，形成油膜或油層，因此，使用無動(dòng)力油水分離器便能滿足要求，工藝流程見圖2。

2.1.2含氰含銅廢水處理工藝

該鍍銅車間含氰含銅廢水來源于鍍銅鍍槽結(jié)晶出的碳酸鈉廢渣的溶解液，排入鍍銅污水處理站采用堿性氯化法破氰及沉淀法去銅處理。

2.1.2.1氰化物的去除

氰化物是一種劇毒性物質(zhì)，處理含氰廢水的方法主要有堿性氯化法、電解法、臭氧處理法、空氣催化氧化法等。該污水站采用技術(shù)較成熟、成本也相對(duì)較低的堿性氯化法破氰。

堿性氯化法是在堿性條件下，采用次氯酸鈉、漂白粉、液氯、二氧化氯等氧化劑將氰化物破壞的方法，該污水站選用的破氰氧化劑為易于控制、氧化效率高、運(yùn)行成本較低的二氧化氯。在堿性條件下，只要有足夠的氧化劑，氰化物就會(huì)很快地水解轉(zhuǎn)化成微毒的CNO-，pH越高，轉(zhuǎn)化越快。若pH小于8.5則有釋放出劇毒CNCl的危險(xiǎn)。廢水處理操作時(shí)先向含氰含銅廢水中投加氫氧化鈉，將廢水的pH控制在9左右，然后通入二氧化氯來氧化氰化物。

二氧化氯氧化法是一種新型高效的催化氧化技術(shù)，它是利用強(qiáng)氧化劑二氧化氯在非均相催化劑存在條件下，氧化降解廢水中的有機(jī)污染物，可直接氧化有機(jī)污染物為最終產(chǎn)物或?qū)⒋蠓肿佑袡C(jī)污染物氧化成小分子有機(jī)污染物，提高廢水的可生化性. 在二氧化氯催化氧化技術(shù)中采用的是非均相催化劑，由于催化劑的加入加快了反應(yīng)速度，這是因?yàn)椋浩湟唤档土朔磻?yīng)的活化能；其二改變了反應(yīng)歷程。二氧化氯處理含氰廢水的反應(yīng)原理：ClO2與CN-迅速反應(yīng)生成氰酸鹽和亞氯酸鹽，反應(yīng)方程式為：2ClO2+CN-+H2O→CNO-+2ClO2+2H+氯酸鹽在ClO2氧化作用下，進(jìn)一步分解為CO2和N2，最終實(shí)現(xiàn)無害化處理的目的，反應(yīng)方程式為：2CNO-+H2O→2CO2+N2+2OH

2.1.2.2銅的去除

對(duì)于含銅電鍍廢水的處理主要采用化學(xué)法、離子交換法、膜分離法、吸附法、生物法等，其中化學(xué)沉淀法由于設(shè)備操作簡(jiǎn)單、效果穩(wěn)定而得到廣泛應(yīng)用。基本原理是金屬銅離子在堿性條件下與氫氧根結(jié)合生成難溶的氫氧化銅，生成的氫氧化銅難溶物再經(jīng)沉淀分離從水中分離出來，沉淀出水再經(jīng)過石英砂和活性炭過濾器進(jìn)一步凈化。含氰含銅廢水處理工藝見圖3。

2.2污水處理站主要構(gòu)筑物

主要構(gòu)筑物、設(shè)備參數(shù)見表2。

3.污水處理運(yùn)行及分析

3.1運(yùn)行中需注意的幾個(gè)問題

（1）含油廢水中的油為防腐油，油水分離除油工藝中可將油回收利用于鍛造車間的潤(rùn)滑。

（2）含氰含銅廢水先進(jìn)入脫氰反應(yīng)器，pH自控儀設(shè)定值為9，自動(dòng)投加NaOH，當(dāng)pH值超過9時(shí)，自動(dòng)停止加藥。與此同時(shí)，QRP自控儀根據(jù)設(shè)定值QRP=350mV自動(dòng)投入二氧化氯，當(dāng)池內(nèi)QRP>350mV時(shí)自動(dòng)停止加藥。反應(yīng)時(shí)間控制在30min，經(jīng)破氰處理后的廢水進(jìn)入下一處理池。

（3）含氰含銅廢水進(jìn)入脫氰反應(yīng)器，在堿性條件下，加入二氧化氯進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)，廢水處理站多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，單獨(dú)使用二氧化氯做氧化劑破氰時(shí)，氰化物降低到一定濃度時(shí)很難再繼續(xù)下降，此時(shí)加入少量次氯酸鈉能促使反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，給予足夠的反應(yīng)時(shí)間后，廢水中的含氰化合物即被去除。

（4）污泥經(jīng)板框壓濾機(jī)脫水，風(fēng)干后交由有資質(zhì)環(huán)保公司進(jìn)行回收處置。可對(duì)污泥中貴重金屬進(jìn)行提煉，使污泥作為下游產(chǎn)業(yè)的原料有效利用，經(jīng)檢測(cè)污泥中主要重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)（g/Kg）：總銅9.23，總鎳1.36。

3.2處理效果

該工程于2012年建成并投入使用，整個(gè)處理工藝運(yùn)行穩(wěn)定，出水水質(zhì)良好，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，經(jīng)該工藝處理后，主要污染物去除率達(dá)到98.2%，處理后水質(zhì)達(dá)到《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB21900-2008）表2標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

3.3主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

污水處理站總占地面積200m2，總投資約90萬元，藥劑費(fèi)用0.58元/m2，電費(fèi)1.95元/m2，人工費(fèi)0.67元/m2，維修費(fèi)0.08元/m2，折舊費(fèi)0.25元/m2，總運(yùn)行費(fèi)用為3.53元/m2。

4.結(jié)論

綜上所述，在電鍍行業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)電鍍廢水進(jìn)行處理，確保其出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)十分重要。因此，在電鍍生產(chǎn)中，需要結(jié)合電鍍廢水的實(shí)際情況，選擇合適的電鍍廢水處理技術(shù)，確保出水水質(zhì)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，提高電鍍生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。本文介紹了一種含氰含銅電鍍廢水處理的工藝，該工藝具有成本低、處理效果良好等優(yōu)點(diǎn)，可在類似電鍍企業(yè)中推廣。

【參考文獻(xiàn)】：

[1] 李憲偉， 姜承志，孫許可.乳狀液膜法處理含銅電鍍廢水的原理與研究進(jìn)展[J].電鍍與精飾.2016（09）

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