電鍍廢水優化改造研究

熊 倩，鄧 彪，向博斌

（1.深圳市前海東江環保科技服務有限公司，廣東 深圳 518055；2.深圳市華冠自動化科技有限公司，廣東 深圳 518110；3.深圳碧水源生態投資建設有限公司，廣東 深圳 518001）

江蘇某汽車配件廠主要為汽車生產商代加工汽車配件，產生的工業廢水主要來自17條電鍍生產線產生的電鍍廢水以及電鍍廢氣洗滌塔產生的酸霧凈化廢水。主要污染物為各類重金屬，如鉻、鎳、銅、鋅、鐵等。該廠對廢水進行分類收集，廢水主要包括含鉻廢水（包含鉻鎳褪洗水）、含鎳廢水、酸鋅含鋅廢水、堿性含鋅廢水、鋅鎳合金廢水、磷化電泳廢水、酸堿廢水，每日廢水的產生總量為270 m3。因公司發展需要，調整了生產工藝，所產生廢水的水質和水量皆有所變化，原有處理設備老化，導致出水難以滿足《電鍍污染物排放標準》（GB21900-2008）[1]中表2的要求。因此，需要對該企業的廢水處理設施進行改造。

1 概況

1.1 原水水質及水量

該廠現有廢水收集系統分為7類,各種廢水的量及水質見表1。

表1 原水水質及水量

1.2 原有處理工藝

原工程采用4套旋流化學處理一體機，工藝流程為“破絡-混凝-壓濾-出水”，分別為含鉻廢水（10 m3/h）、含鎳廢水（10 m3/h）、酸堿廢水（15 m3/h）和銅鋅廢水（10 m3/h），重金屬指標執行《電鍍污染物排放標準》（GB21900-2008）中表2標準，其他指標（如COD、氨氮等）執行納管排放標準[1]。具體工藝流程如圖1所示。

表2 主要構筑物及設計參數

圖1 原有處理工藝流程圖

2 問題分析

經對現場原有運行情況、所選工藝及出水水質分析，原工程存在以下問題：原廢水處理采用的旋流化學處理一體機工藝過于簡單，對部分含絡合物廢水處理效果差，出水不能穩定達標；原設施加藥等過程管理粗放，加藥量大，污泥產生量較大，處理成本高；調整生產工藝后，廢水收集分類及水量發生變化，原設備不能滿足處理要求；原廢水處理設施老化嚴重，影響使用；自動化程度低，完全依靠運行人員的經驗進行處理，進水水質波動時無法合理控制處理過程。

3 改造方案

本次提標改造工程共分為三部分：重金屬處理[2-3]、深度處理和回用。其中重金屬處理和深度處理部分的處理規模按照330 m3/d進行，每天工作時間為10 h；回用處理系統按200 m3/d設計，每天運行10 h。重金屬處理部分的出水標準為《電鍍污染物排放標準》（GB21900-2008）中表3的標準，深度處理部分的出水標準為納管標準，回用處理的出水標準為城市雜用水標準。

3.1 重金屬處理系統改造

改造后廢水總處理量為330 m3/d，共包括5類廢水，分別為含鉻廢水（60 m3/d）、含鎳廢水（50 m3/d）、含鋅混合廢水（40 m3/d）、鋅鎳合金廢水（30 m3/d）和酸堿綜合廢水（150 m3/d），具體工藝流程如圖2所示。

圖2 改造后處理工藝流程圖

3.1.1 含鉻廢水[4]處理系統（含鉻鎳褪洗廢水）

該系統處理工藝為先在酸性條件下加還原劑（NaHSO3）將Cr6+還原成Cr3+，再加堿調節pH值至9.5～10.0，然后進入膜池，經PTFE膜過濾后用酸回調pH值至中性，然后進入深度處理。設備采用在線pH計和ORP傳感器自動調節加藥量。

3.1.2 含鎳廢水[5]處理系統

含鎳廢水主要來自電鍍過程中部分老化的原液和鍍件清洗液，其中含有金屬鎳、絡合試劑和有機添加劑。先調整含鎳廢水pH值至10.5～11.0，加入適量的Na2S和PAC，形成含鎳氫氧化物及含鎳硫化物沉淀，經PTFE膜過濾后用酸回調pH值至中性，再進入深度處理。

3)2626隔離開關控制規則，分閘條件：262斷路器分閘。合閘條件：262斷路器分閘、26230接地開關分閘、26240接地開關分閘、26260接地開關分閘。

3.1.3 含鋅混合廢水處理系統

含鋅混合廢水包括酸性和堿性廢水，COD含量較高，同時存在少量的絡合態鋅。先調整廢水pH值至10～10.5，并投加Na2S破絡，經PTFE膜過濾后用酸回調pH值至中性，然后進入深度處理。

3.1.4 鋅鎳合金廢水處理系統

鋅鎳合金廢水主要是鍍件清洗過程中產生的廢水，廢水中含有鋅、鎳、銅等金屬離子，還存在部分有機物（含絡合物）及磷酸鹽等。經小試實驗確認采用“NaClO+NaOH+Na2S”相結合的方法，然后經PTFE膜過濾后用酸回調pH值至中性，進入深度處理。

3.1.5 酸堿綜合廢水處理系統

酸堿綜合廢水包括酸堿清洗廢水、電泳廢水、磷化廢水、跑冒滴漏廢水，主要含油脂、溶劑等有機物。其中磷化和電泳廢水要單獨收集。先在堿性條件下投加PAC、PAM除磷并去除部分有機污染物，清液再與酸堿廢水混合，在堿性條件下通過投加Na2S的方式強化沉淀效果，再經PTFE膜過濾后用酸回調pH值至中性，進入深度處理。

3.2 深度處理系統

深度處理系統采用“臭氧氧化+生物活性炭”工藝，其中包括2套800 g/h的空氣源臭氧發生系統（1用1備）、4套φ1400×4150 mm不銹鋼臭氧接觸氧化塔、2套φ2000×3200 mm生物活性炭罐。臭氧氧化能夠很好去除廢水中存在的有機污染物，同時能夠破壞出水中可能殘存的絡合態重金屬物質，使其成為離子態。生物活性炭能夠通過活性炭填料上生長的微生物系統消化水中殘留的有機物及NH3-N，同時活性炭的高吸附性能夠有效去除水中的重金屬離子，進一步確保廢水的達標排放。

3.3 回用處理系統

采用RO處理部分深度處理出水，使其達到回用要求。RO系統采用一級二段處理，進水水為20 m3/h，一段RO采用12支8040反滲透膜，二段RO采用8支8040反滲透膜，工藝流程見圖3。

圖3 回用處理工藝流程圖

3.4 主要構筑物參數

回用處理系統主要構筑物及設計參數見表2。

4 運行效果

安裝完成后，5 d內出水即達到穩定，重金屬處理部分出水達到《電鍍污染物排放標準》（GB21900-2008）中表3的要求，第5 d時系統的進出水水質如表3所示。深度處理出水COD＜150 mg/L，氨氮＜5 mg/L，穩定達到納管標準。

表3 改造后重金屬廢水處理效果

5 經濟分析

本工程主要運行費用為電費、藥劑費、污泥處置費。工程正常運行后用電量為1 306.2 kWh/d，當地電價為0.6元/kWh，則電耗為2.37元/噸水；藥劑主要為片堿、次氯酸鈉、硫化鈉及亞硫酸氫鈉（具體見表4），日平均藥劑費為1 488.18元，即4.51元/噸水；每日平均產生含鉻污泥76.11 kg、含鎳污泥為117.37 kg、鋅鎳污泥為6.26 kg、含鋅污泥為43.77 kg、綜合污泥為97.29 kg，污泥處置費為947.82元，即2.87元/噸水；合計水處理費用為9.75元/噸水。

表4 改造后每日藥劑平均使用量

6 結論

本工程優化改造完成后，重金屬處理系統出水達到《電鍍污染物排放標準》（GB21900-2008）表3標準，工藝運行穩定，處理成本約為9.75元/噸水。深度處理系統出水COD濃度低于150 mg/L，氨氮濃度低于5 mg/L，優于納管標準，RO出水滿足能夠滿足回用要求。

新工藝采用納米級PTFE工藝，工藝流程短，能在保證出水水質達標的同時減少藥劑投加量和污泥產量，從而降低了占地和運行成本。工程現場連接管路簡單、排列整齊，處理車間干凈整潔，各分區劃分清晰，工程運行環境較原來有了大幅提升。