電鍍廢水近零排放及資源回用工藝

黃建陽，陳鑫，徐冬，孫亞輝，楊洋

（陜西福天寶環?？萍加邢薰?，西安 710000）

1 背景說明

電鍍是工業生產與制造過程中的基礎產業，普遍應用于電子、五金、機械等需要對產品表面處理的行業，以此達到防腐、耐磨、導電、裝飾等基本需求，是產業升級及結構調整過程中不可或缺的一部分。由于產品的多樣性，以及性能要求的差異，電鍍生產過程中產生的廢水普遍具有以下特點：

（1）污染物種類繁多：在電鍍生產過程中，根據鍍件的使用功能不同，按照《電鍍行業污染物排放標準》（GB21900-2008）的要求，廢水中含有石油類、表面活性劑、氨氮、磷、各種重金屬及氰化物等多種污染因子。

（2）污染物濃度大：由于生產過程中，電鍍槽液需要定期更換排放，以及不同形狀的鍍件會將槽液帶出，廢水中各種污染因子濃度較高，含鹽量普遍在1%左右，如不進行處理，會對周邊環境造成很大影響，生態環境急劇惡化。

（3）水質波動大：由于生產的復雜性及鍍件需求的變化，廢水中的污染因子種類及濃度變化較大。

（4）傳統處理工藝復雜：面對各種污染因子，多種重金屬混合，傳統工藝需要按照污染物不同性質進行單獨收集，再進行分類處置。系統至少需要設置多達7～9種預處理系統，再進行綜合處理。針對有機物污染，如石油類氨氮、總氮及總磷等，只能采取生物法處理，工藝復雜，運行管理難度較大。

2 電鍍廢水傳統處理工藝

電鍍廢水傳統處理工藝以化學沉淀+生化的處理工藝為主。主要工藝如圖1。

圖1 電鍍廢水傳統處理工藝流程

電鍍廢水傳統處理工藝需按照污染因子進行分類處置，此類工藝主要的問題有：

（1）由于系統的復雜程度及不可控因子較多，系統無法滿足穩定達標，特別是在生態環境敏感地區，如太湖流域，按照《電鍍行業污染物排放標準》（GB21900-2008）表三的要求，傳統處理工藝無法達到標準。

（2）電鍍廢水中有機物的成分以油脂類、表面活性劑及多種電鍍添加劑為主，可生化性很差，且碳氮磷比例嚴重失調，無法滿足微生物繁殖需求。生化系統日常維護主要以經驗維護為主，需要專業人員進行種群及生態分析研判，管理復雜。加上水質的波動，加大了系統運營的難度。

（3）傳統工藝不考慮水體脫鹽的問題，在達標的情況下，如直接排放河道等自然淡水河體，會造成水體鹽分的升高，并會破壞水體原有的生態環境。

（4）傳統工藝處理電鍍廢水，系統出水無法回用至生產線，對清潔生產及污染減排無實質性作用。

3 SCR工藝（見圖2）

圖2 SCR工藝示意

SCR工藝基于物料平衡及資源回收的設計理念，區別于以達標排放為目的傳統工藝技術。在傳統工藝無法達到穩定達標排放及資源回收的情況下，SCR工藝具有很好的經濟效益及環境效益。其主要優點如下：

（1）相對于傳統工藝，SCR系統出水水質穩定，滿足《電鍍污染物排放標準》（GB21900-2008）表三標準。傳統工藝由于技術本身的局限性，在水質不斷變化的情況下，系統兼容性不夠，系統負荷的變化造成出水水質無法穩定達標。

（2）傳統工藝在應對水質變化時，通過藥劑的種類和使用量的調整來處理廢水，造成水系的二次污染和處理成本的急劇增加。

（3）SCR系統通過大量在線傳感器來實現系統的自動運行，在水質波動的情況下，可自適應調整相應運行參數，減輕人員工作強度，避免人為失誤。同時后臺自動記錄水質及運行參數，初步實現數據采集和分類，為下一步實現大數據分析及AI智能打下基礎，進一步優化系統運行。

（4）關于生產線槽液和濃液，傳統工藝無法進行處置利用，只能委托第三方危廢單位進行轉移、收集和處置，在這一過程中存在多重風險和漏洞，對轉移車輛、人員以及處置單位的要求極高；一旦發生泄漏，環境污染是不可逆過程。SCR工藝可針對不同槽液和濃液，通過酸堿回收、金屬回收、鹽分濃縮、結晶、分離等工序，對相應槽液作無害化處置，同時實現資源回收。

（5）SCR系統出水水質優于《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）Ⅳ類水質標準，可根據車間生產要求100%回用，實現水系的閉路循環；真正做到廢水零排放。

（6）通過領先的電積技術，實現金屬離子的分類單質化，最大限度地實現重金屬在線回收，且沒有二次或次生污染。相較于傳統工藝通過化學沉淀，形成金屬氫氧化物，進行固液分離的方法，無需加藥，提高了回收率，且污泥產生量大為減少。

（7）通過先進的膜涂層技術，將水體中的鹽分進行濃縮、分離，最終形成工業副產鹽加以回收利用，SCR系統所產副產鹽，純度高、雜質少、含水率低，優于相關工業副產鹽標準。

4 SCR工藝應用

某公司吳江項目采用SCR工藝，項目總投資4000余萬元，設計進水1200m3/d。2016年7月開始建設，2016年12月建成投產，至2018年3月，系統運行穩定，出水直接回用至企業生產線，經濟效益和環境效益良好。設計進水水質如表1；系統出水水質及對比見表2；系統產工業副產鹽指標如表3。在現行《電鍍行業污染物排放標準》（GB21900-2008）表三標準要求下，進行兩種工藝對比及運行成本分析見表4。

表1 設計進水水質

表2 系統出水水質對比

表3 系統產工業副產鹽指標

表4 SCR運行成本對比

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5 結語

（1）電鍍廢水種類多、污染物復雜，采用傳統工藝處理無法滿足實際要求。

（2）SCR系統出水優于現行的《電鍍污染物排放標準》，大部分指標達到了《生活飲用水衛生標準》（GB 5749-2006）的要求，可回用至企業生產線。

（3）采用SCR工藝可滿足現行環保要求，實現廢水近零排放，資源回收。

（4）系統所產的工業副產鹽以氯化鈉和硫酸鈉為主，所有指標均優于《工業鹽標準極限》（GBT 5462-2015）的要求，可用于其他工業生產。

（5）采用SCR工藝系統，企業解決了污水達標排放問題，可以安心生產，擴大經營；各種資源得到最大限度的回收再利用，政府真正實現了節能減排，促進經濟發展，增產不增污；同時改善了環境，廢水近零排放，對生態環境友好。