樹(shù)脂回用+MVR蒸發(fā)工藝處理噴涂廢水中鎳的工程應(yīng)用

摘要：指出了根據(jù)國(guó)家、區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略，結(jié)合蘇州城市發(fā)展規(guī)劃，從改善提升園區(qū)環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)功能的角度，樹(shù)立錯(cuò)位發(fā)展、集約發(fā)展、綠色發(fā)展以及城市與產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展的理念，合理規(guī)劃發(fā)展定位、規(guī)模、功能布局等，來(lái)促進(jìn)園區(qū)轉(zhuǎn)型升級(jí)，保障區(qū)域人居環(huán)境安全。近年來(lái)，生產(chǎn)制造型企業(yè)需要落實(shí)污染物排放總量控制要求，采取有效措施減少化學(xué)需氧量、氨氮、總磷、重金屬等污染物的排放量，切實(shí)維護(hù)和改善區(qū)域而制定具體的整改措施。園區(qū)某外資企業(yè)積極響應(yīng)環(huán)保法規(guī)和當(dāng)?shù)丨h(huán)保政策的要求，對(duì)噴涂廢水采取樹(shù)脂回收和MVR蒸發(fā)工藝，對(duì)廢水中的氨氮和鎳進(jìn)行有效徹底去除。分析了該工程的設(shè)計(jì)情況和運(yùn)行情況，提出了應(yīng)保證其符合《江蘇省生態(tài)紅線區(qū)域保護(hù)規(guī)劃》《江蘇省國(guó)家級(jí)生態(tài)保護(hù)紅線規(guī)劃》《蘇州工業(yè)園區(qū)生態(tài)紅線區(qū)域保護(hù)方案》生態(tài)紅線區(qū)域保護(hù)規(guī)劃的要求;不新增廢水，符合《江蘇省太湖水污染防治條例》《太湖流域管理?xiàng)l例》和《蘇州市陽(yáng)澄湖水源水質(zhì)保護(hù)條例》的相關(guān)規(guī)定，滿足當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)規(guī)劃，促進(jìn)當(dāng)?shù)鼐G色GDP的快速增長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：廢水零排放;鎳;樹(shù)脂回用+MVR蒸發(fā)

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9944（2020） 2-0090-03

1 引言

噴涂工藝中鎳的根本處理原則首先是改革生產(chǎn)工藝，不用毒性大的重金屬。其次可以采用合理的工藝流程、科學(xué)的管理和操作，減少鎳的含量和隨廢水的流失量，盡量減少外排廢水量。含鎳廢水應(yīng)當(dāng)在產(chǎn)生地點(diǎn)就地處理。不能不經(jīng)過(guò)處理直接排人城市下水道，以免對(duì)環(huán)境造成重大影響。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況和客戶的嚴(yán)格要求，該企業(yè)將廢水中的鎳在不改變其化學(xué)形態(tài)的條件下進(jìn)行濃縮和分離，根據(jù)廢水水質(zhì)、水量等情況組合使用，應(yīng)用樹(shù)脂回用和MVR蒸發(fā)工藝將其徹底去除并達(dá)到生產(chǎn)廢水零排放;維護(hù)簡(jiǎn)單方便，易于長(zhǎng)期使用。

2 工程設(shè)計(jì)情況

園區(qū)某外資企業(yè)噴涂工藝產(chǎn)生的廢水采用樹(shù)脂回用+MVR蒸發(fā)工藝，項(xiàng)目規(guī)模8t/d或500/h，項(xiàng)目已實(shí)施，目前處于正常運(yùn)營(yíng)階段。

2.1 噴涂工藝中廢水排放種類及來(lái)源

該企業(yè)噴涂工藝中廢水排放種類包括酸性廢水/堿性廢水（W1～W2）1200 t/a，排放流量250 L/h;含磷廢水（W3～W4）1200 t/a，排放流量250 L/h;超聲波清洗廢水（W5）78 t/a;噴淋塔廢水（W6）50 t/a;濕式打磨廢水（W7）5 t/a。重金屬鎳主要來(lái)源于金屬表面處理加工所需化學(xué)品中。

2.2 噴涂工藝中廢水排放進(jìn)水設(shè)計(jì)和出水標(biāo)準(zhǔn)

酸堿廢水W1/W2和含磷廢水W3/W4經(jīng)混合后通過(guò)樹(shù)脂離子交換系統(tǒng)處理后回用于生產(chǎn)線，作為W3/W4生產(chǎn)線和噴淋塔的補(bǔ)充水。再生產(chǎn)的廢液與W5～7混合后經(jīng)酸堿中和利用蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)處理，蒸發(fā)后的冷凝水再經(jīng)過(guò)樹(shù)脂離子交換系統(tǒng)處理后作為W3/W4生產(chǎn)線和噴淋塔的補(bǔ)充水。蒸發(fā)后產(chǎn)生的濃縮廢液委外處理，整個(gè)工廠實(shí)現(xiàn)無(wú)廢水外排。廢水系統(tǒng)內(nèi)的任何收集池或處理槽不允許有液體溢出系統(tǒng)只允許補(bǔ)水，不能產(chǎn)生任何多余的水使系統(tǒng)無(wú)法及時(shí)處理或超出使用點(diǎn)使用量（超聲波清洗不使用回用水）。

全廠水污染產(chǎn)生及排放情況如表1所示。

廢水經(jīng)處理后達(dá)到零排放，處理后水質(zhì)可滿足《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》（ GB/T 19923 - 2005）中工藝與產(chǎn)品用水標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)入回用水池，直接回用于生產(chǎn)。其中W1/W2和W3/W4經(jīng)離子交換樹(shù)脂處理系統(tǒng)處理后能滿足下列出水水質(zhì)如表2所示。

W5～W7和離子交換樹(shù)脂系統(tǒng)產(chǎn)生再生廢液經(jīng)蒸發(fā)系統(tǒng)處理后能滿足下列出水水質(zhì)（表3）。

2.3 工藝流程及說(shuō)明

W1/W2酸堿廢水和W3/W4含磷廢水經(jīng)收集后混合，通過(guò)預(yù)處理過(guò)濾器和活性碳過(guò)濾器去除水中大部分懸浮物和有機(jī)物，然后再通過(guò)離子樹(shù)脂交換系統(tǒng)交換并吸附水中陰陽(yáng)離子，使水質(zhì)滿足工藝回用水標(biāo)準(zhǔn)。離子交換樹(shù)脂的技術(shù)中，最常見(jiàn)的是，將原液中的鹽類交換為離子交換樹(shù)脂的反離子H離子或OH離子的'脫鹽'。鹽類在溶液中可電離陽(yáng)離子（ Cation）與陰離子（ Anion），在陽(yáng)離子交換樹(shù)脂中，陽(yáng)離子與H離子進(jìn)行交換，而陰離子與OH離子在陰離子交換樹(shù)脂中進(jìn)行交換（圖1）。

當(dāng)樹(shù)脂飽和后，通過(guò)再生恢復(fù)樹(shù)脂的吸附功能，再生產(chǎn)生的廢液和工廠其他廢水混合后通過(guò)酸堿調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)pH值至中性，然后進(jìn)入低溫蒸發(fā)單元處理。

（1）預(yù)處理。設(shè)備啟動(dòng)后，將收集池內(nèi)的廢液吸人雜質(zhì)過(guò)濾分離器內(nèi)，去除大顆粒的雜質(zhì)，專門過(guò)濾器上配有開(kāi)關(guān)，顆粒雜質(zhì)要清理時(shí)，更換或清理不銹鋼濾袋。

（2）預(yù)熱。本設(shè)備為全自動(dòng)，蒸發(fā)器自動(dòng)進(jìn)水，水泵運(yùn)行產(chǎn)生真空，壓縮機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生熱量給蒸發(fā)罐內(nèi)廢水加熱，在真空狀態(tài)下，廢水溫度上升到37℃以上，預(yù)熱完成，廢水開(kāi)始蒸發(fā)。

（3）蒸發(fā)濃縮過(guò)程。蒸發(fā)溫度設(shè)定為37～42℃，壓縮機(jī)壓縮氟利昂產(chǎn)生熱量給真空罐加熱，真空罐水分快速蒸發(fā)，蒸發(fā)的水蒸氣通過(guò)熱交換器循環(huán)泵給真空罐內(nèi)的水加熱，真空罐內(nèi)的水達(dá)到沸點(diǎn)，開(kāi)始蒸發(fā)，氟利昂通過(guò)膨脹閥氣化后給真空罐水蒸氣制冷，蒸氣上升遇冷液化進(jìn)入儲(chǔ)水罐，氟利昂吸收了熱量，通過(guò)壓縮機(jī)壓縮制熱，給真空罐內(nèi)廢水加熱。如果在蒸發(fā)的過(guò)程中有氣泡上升，傳感器檢測(cè)到后，消泡劑自動(dòng)加進(jìn)去消泡，一個(gè)周期完成后，開(kāi)始排出濃縮液（一個(gè)周期的時(shí)間可設(shè)定）。

（4）濃縮液排出。一個(gè)周期完成后，壓縮泵停止工作，濃縮液管路上氣動(dòng)閥打開(kāi)，蒸發(fā)罐加壓，將濃縮液壓入濃縮罐內(nèi)。

處理工藝流程圖如圖2所示。

處理工藝水量平衡圖如圖3。

3 項(xiàng)目運(yùn)行情況

3.1 進(jìn)水水質(zhì)分析

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)水質(zhì)鎳=0mg/L，氨氮=200 mg/L，COD= 1000 mg/L是基于當(dāng)時(shí)的水樣檢測(cè)數(shù)據(jù)上浮10%。項(xiàng)目建設(shè)實(shí)施調(diào)試完畢其各水質(zhì)指標(biāo)變化達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.2 出水水質(zhì)分析

本項(xiàng)目出水執(zhí)行更為嚴(yán)格的表2和表3標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)整和強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)管理，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，嚴(yán)格低于排放標(biāo)準(zhǔn)。廢水處理設(shè)施設(shè)備運(yùn)行前后對(duì)比如圖4。

4 結(jié)語(yǔ)

采用樹(shù)脂回用+MVR蒸發(fā)工藝處理噴涂廢水中的鎳和氨氮，可以穩(wěn)定運(yùn)行并確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放;項(xiàng)目實(shí)施后達(dá)到生產(chǎn)廢水為零排放，故重金屬和氨氮實(shí)現(xiàn)零排放。全過(guò)程貫徹清潔生產(chǎn)原則和循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念，采用先進(jìn)的工藝、設(shè)備，減少污染物的產(chǎn)生量和排放量，使物耗、能耗和污染物排放指標(biāo)等達(dá)到國(guó)內(nèi)同行業(yè)清潔生產(chǎn)先進(jìn)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]全國(guó)人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì).中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法[Rl.北京：中國(guó)法制出版社，2015.

[2]中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部.中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)稅法[R].北京：環(huán)境保護(hù)部，2018.

[3]中華人民共和國(guó)主席令.中華人民共和國(guó)環(huán)境影響評(píng)價(jià)法[R].北京：法律出版社.201 6.

[4]中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部，常見(jiàn)問(wèn)題解答[R].北京：環(huán)境保護(hù)部，201 7.

[5]國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)研究中心.環(huán)境管理體系IS014001[S].武漢：武漢艾賽歐信息咨詢有限公司，2015.

[6]環(huán)境保護(hù)部，污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978 - 96[S].北京：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 出版社，1996.

[7]環(huán)境保護(hù)部.污水排人城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31962 - 2015[S].北京：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)出版社，2015.

[8]北京市建委，給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50069-2002[S].北京：北京市建委，2002.

[9]蘇州市工業(yè)園區(qū)荷蘭國(guó)家投資的威特立創(chuàng)能科技（蘇州）有限公司.關(guān)于公司廢水排放方案的投資與研究[R].蘇州：蘇州市工業(yè)園區(qū)荷蘭國(guó)家投資的威特立創(chuàng)能科技（蘇州）有限公司，2019.

[10]蘇州市工業(yè)園區(qū)荷蘭國(guó)家投資的威特立創(chuàng)能科技（蘇州）有限公司.關(guān)于公司環(huán)境管理體系構(gòu)建和執(zhí)行研究[R].蘇州：蘇州市工業(yè)園區(qū)荷蘭國(guó)家投資的威特立創(chuàng)能科技（蘇州）有限公司，2019.

作者簡(jiǎn)介：趙博（1985-），女，工程師，碩士，研究方向?yàn)槠髽I(yè)環(huán)境、安全、職業(yè)健康衛(wèi)生等。