陳同雪-鉻酸回收及電鍍廢水回用工藝改造

1、污染預(yù)防鉻酸回收及電鍍廢水回用工藝改造技術(shù)報(bào)告姓名 陳同雪學(xué)號(hào) 班級(jí) 環(huán)境工程111目錄一、前言2二、污染源分析22.1電鍍廢水概況22.2原電鍍廢水處理工藝存在問(wèn)題22.2.1污染物分類及來(lái)源22.2.2原電鍍廢水處理工藝存在問(wèn)題3二、預(yù)防措施43.1改造后電鍍廢水處理工藝流程43.2鉻酸回收工藝53.2.1工藝流程說(shuō)明5四、可行性分析64.1技術(shù)可行性參考64.2經(jīng)濟(jì)合理性64.3設(shè)備可靠性6五、效益分析85.1環(huán)境效益85.2經(jīng)濟(jì)效益8六、結(jié)語(yǔ)10參考文獻(xiàn)：10一、 前言浙江某電鍍廠原有的電鍍廢水處理工藝部分設(shè)備嚴(yán)重腐蝕，處理廢水的效果不穩(wěn)定，電鍍廢水含有氰、鎘、鎳、鉻、氟及酸堿重金屬等

2、有毒物質(zhì)，重金屬種類多、排放量大、濃度高，考慮對(duì)其進(jìn)行工藝改造達(dá)到電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 21900-2008），同時(shí)通過(guò)再生-脫鈉-濃縮工藝將廢鉻酸回用于生產(chǎn)線上。二、污染源分析2.1電鍍廢水概況該廠的電鍍過(guò)程中產(chǎn)生大量漂洗廢水，總量約為800t/d，廢水類型有五類，處理前廢水詳細(xì)情況見(jiàn)下表。表1.處理前廢水情況序號(hào)廢水類型主要成分水量（m3/h）1含氰、含鎘、含鎳廢水Na2(Cu(CN)4)、Na2(Cd(CN)4)、K(Ag(CN)4)、Ni2+ 等成分82酸堿廢水和焦磷酸銅廢水含磷酸鹽、Cu2P2O7等物質(zhì)203含鉻廢水及地面沖洗水含Cr6+ 等物質(zhì)204含氟廢水含HF、HBF4、S

3、n(BF4)2等成分15檸檬酸除銅廢水主要含Cu5(C6H5O7)212.2原電鍍廢水處理工藝存在問(wèn)題2.2.1污染物分類及來(lái)源原電鍍廢水中主要污染物的進(jìn)、出水水質(zhì)及水量如下表所示：表2.原有工藝進(jìn)水、出水水質(zhì)Tab2. Influent and effluent quality of original process/(mg.L-1)項(xiàng)目PHCODNi2+Cr6+CN-Cu2+F-Cd2+Pb2+Zn2+磷酸鹽進(jìn)水232004001020208010203050204010202040/20301530出水79100200<1.0<0.5<0.3<0.5<7&l

4、t;0.03<0.2<1.0<0.8§ 廢液來(lái)源： 電鍍生產(chǎn)過(guò)程中排放的廢水，包括前處理廢水(除油、除銹廢水中含有石油烴類)，電鍍鍍槽廢水（預(yù)鍍、退鍍和電鍍，廢水中含有重金屬，如鉻、鎳、銅及鋅等），后處理廢水（鈍化、除氫）等。包括輕污染的鍍件上架沖洗水和下架前的冷水沖洗水，熱水洗產(chǎn)生的含油廢水，酸洗產(chǎn)生的酸性廢水，含鎳的漂洗水和含鉻的漂洗水，其中含鉻漂洗廢水是企業(yè)處理的難點(diǎn)。原工藝處理效果不穩(wěn)定，污泥產(chǎn)量大，運(yùn)行費(fèi)用高。§廢氣廢渣此處不做詳細(xì)討論。2.2.2原電鍍廢水處理工藝存在問(wèn)題廢水處理設(shè)施每天兩班，16h 運(yùn)行，可以保證氰化物和鉻、銅、鎳等重金屬達(dá)標(biāo)

5、排放，但出水COD為100200 mg/L，不能達(dá)到電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB21900-2008）中的COD80 mg/L的規(guī)定，原有的工藝流程中也存有諸多問(wèn)題，因此考慮對(duì)原有廢水處理工藝進(jìn)行升級(jí)改造。保證廢水處理系統(tǒng)一年四季能正常運(yùn)行，使改造后的處理設(shè)備及系統(tǒng)能夠增收經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)提升水質(zhì)、減排污廢等環(huán)境效益。需要解決系統(tǒng)存在的以下問(wèn)題：1. 設(shè)備工藝方面：1) 主要構(gòu)筑及設(shè)備時(shí)而受氣候的變化影響，斜管沉降池腐蝕嚴(yán)重，斜管沉降池壁及砂濾罐均銹穿，中間水池防腐防層脫落，侵蝕嚴(yán)重，現(xiàn)需要改進(jìn)管路材質(zhì)使其具備抗腐蝕性與抗磨損性等特點(diǎn)。2) 加堿管路不易清潔維護(hù)，出現(xiàn)堵塞導(dǎo)致加藥困難。2. 資源回用

6、方面：1) 經(jīng)處理系統(tǒng)處理后的水直接排放，并不作為工廠回用水回收，造成不必要的資金損耗和水資源浪費(fèi)。2) 廢水中大量的重金屬部分處理后最終同污泥濾壓填埋，而金屬回收可以為工廠又帶來(lái)一筆經(jīng)濟(jì)效益。原電鍍廢水工藝流程見(jiàn)下圖：二、 預(yù)防措施經(jīng)污染源分析，現(xiàn)考慮對(duì)該廠的電鍍污廢水回用和鉻酸回收兩方面進(jìn)行升級(jí)改造。(1) 電鍍污廢水回用: 廢水中重金屬量大、種類多，去除效果不好，對(duì)原有電鍍廢水工藝進(jìn)行升級(jí)回收改造不僅節(jié)約了自來(lái)水用量、廢水排污費(fèi)、固廢的處理處置費(fèi)等費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)無(wú)害毒物質(zhì)排放。(2) 鉻酸回收: 該廠廢水中金屬鉻濃度較高，現(xiàn)考慮通過(guò)再生-脫鈉-濃縮工藝將廢鉻酸回用于生產(chǎn)線上，盡可能降低該廠的

7、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、實(shí)現(xiàn)鉻酸回收環(huán)境經(jīng)濟(jì)雙收益。3.1改造后電鍍廢水處理工藝流程§ 改造后電鍍廢水處理工藝流程見(jiàn)下圖：3.1.1含氰、含鎘、含鎳廢水含氰、含鎘、含鎳廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水量后把廢水提升至一級(jí)破氰池，在 pH 計(jì)控制下自動(dòng)投加堿液，維持廢水的pH為11，在ORP計(jì)控制下自動(dòng)投加次氯酸鈉將氰根離子氧化（pH=11，ORP=350mV），反應(yīng)完全后，廢水進(jìn)入二級(jí)破氰池，再將廢水提升至混凝斜板沉淀池1與酸堿反應(yīng)池流出的廢水混合，在混凝斜板沉淀池1中投加硫酸調(diào)節(jié)pH為8.5，投加次氯酸鈉（pH=8.5，ORP=650 mV），再在廢水中投加堿，調(diào)整pH到11左右，同時(shí)投加聚合硫酸鐵形成氫

8、氧化物沉淀，在PAM的助凝作用下去除沉淀。3.1.2酸堿廢水、焦磷酸銅廢水酸堿廢水、焦磷酸銅廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，廢水從調(diào)節(jié)池提升到酸堿反應(yīng)池，投堿調(diào)整pH為12左右，同時(shí)投加CaCl2，在高pH環(huán)境下，磷酸根離子與鈣離子結(jié)合形成磷酸鈣，等廢水反應(yīng)完全后進(jìn)入混凝斜管沉淀池1中，與流入混凝斜管沉淀池1中含氰、含鎘、含鎳廢水混合，沉淀后一同流入中間水池1。3.1.3含鉻廢水含鉻廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，從調(diào)節(jié)池提升至含鉻廢水反應(yīng)池，在廢水中先投加酸，調(diào)節(jié)pH在23范圍內(nèi)，由ORP儀反饋信號(hào)給投藥泵，控制投加亞硫酸氫鈉，使 Cr6+被還原為Cr3+，此時(shí)污水pH較低（<3），排至中間水池1與混凝斜板沉淀池1出

9、水進(jìn)行中和后進(jìn)入混凝斜板沉淀池2中綜合處理。3.1.4含氟廢水含氟廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，提升至含氟反應(yīng)池，調(diào)整pH到79后通過(guò)投加CaCl2使水中的氟離子與鈣離子結(jié)合形成氟化鈣，然后廢水進(jìn)入混凝斜板沉淀池2中，向水中投加PAC、PAM，通過(guò)調(diào)整水中的pH至 Pb、Sn等金屬離子沉淀下來(lái)。3.1.5檸檬酸廢水檸檬酸廢水中含銅離子，廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池后進(jìn)入檸檬酸反應(yīng)池，投堿調(diào)整廢水的pH在78之間，通過(guò)投加Na2S將水中的銅離子轉(zhuǎn)化為CuS。然后廢水進(jìn)入混凝斜管沉淀池2中進(jìn)行固液分離，將水中的CuS去除。3.1.6回用收集進(jìn)入混凝斜管沉淀池2的廢水一部分進(jìn)行污泥處理，一部分進(jìn)入中間水池2。用泵把水送入砂過(guò)濾

10、器，如果從中間水池2的出水通過(guò)石英砂過(guò)濾，水質(zhì)達(dá)標(biāo)則排入回用水收集池，若不達(dá)標(biāo)，再經(jīng)過(guò)離子交換器過(guò)濾達(dá)標(biāo)后進(jìn)入回用水收集池。3.2鉻酸回收工藝3.2.1工藝流程說(shuō)明圖3.鉻酸回用工藝流程如圖所示，鉻酸回收工藝首先采用氫氧化鈉溶液對(duì)飽和陰樹(shù)脂進(jìn)行再生，再生后的樹(shù)脂可繼續(xù)用于含鉻漂洗水回用工藝中，而再生液經(jīng)過(guò)炭濾、精密過(guò)濾后，用氫型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行脫鈉處理，處理后的鉻酸液經(jīng)精密過(guò)濾、蒸發(fā)濃縮后回用于生產(chǎn)線上。上述工藝流程中的精密過(guò)濾采用濾芯式和濾袋式兩種類型，均采用聚丙烯（PP）無(wú)紡布改性材料，以增強(qiáng)其抗污染性能。 四、可行性分析4.1技術(shù)可行性參考參考一：沈陽(yáng)建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院為解決工

11、廠斜管沉降池嚴(yán)重腐蝕、砂濾罐出現(xiàn)銹穿、加堿管路堵塞無(wú)法加藥、中間水池防腐防層脫落等問(wèn)題，采用該電鍍廢水處理工藝將原有的電鍍廢水處理設(shè)施進(jìn)行改造，并對(duì)現(xiàn)有處理工藝方案、處理設(shè)備等進(jìn)行改進(jìn)?，F(xiàn)運(yùn)行良好,效益明顯。參考二：上海工程技術(shù)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院和上海山青水秀環(huán)境工程有限公司采用以離子交換技術(shù)為核心、靈活轉(zhuǎn)換樹(shù)脂類型的工程進(jìn)行升級(jí)改造，為一減震器集團(tuán)有限公司解決了鋼件鍍鉻過(guò)程中產(chǎn)生大量漂洗廢水的問(wèn)題。該企業(yè)原采用化學(xué)沉淀法對(duì)廢水進(jìn)行處理。水處理總量約為300d/t，主要污染物為Cr（VI）及Fe、Zn 、Mn等金屬離子。工程實(shí)施后實(shí)現(xiàn)了廢水回用，成功回收的鉻酸溶液經(jīng)濃縮后回用到生產(chǎn)線上?，F(xiàn)運(yùn)行良

12、好。4.2經(jīng)濟(jì)合理性1、新增能耗： 新增離子交換器，動(dòng)力16.5 kW，工作時(shí)間16 h，日動(dòng)力消耗 264 kWh，成本 269 元/d，平均增加電費(fèi)0.336元/m3。2、新增藥劑費(fèi)： HCl噸水用量0.02kg，單價(jià)0.5元/kg，噸水成本 0.01元。NaOH噸水用量0.03kg，單價(jià)3.1元/kg，噸水成本0.093元。藥劑費(fèi)合計(jì)0.103元/m3。新增加的電費(fèi)和藥劑費(fèi)總和為0.439元/m3，最終水處理成本為4.33元/m3。4.3設(shè)備可靠性1. 離子交換器：在原有工藝流程的砂濾池后面增加離子交換器，若石英砂過(guò)濾的水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，增加離子交換柱再生系統(tǒng)，保證離子交換樹(shù)脂再生及水處理效果

13、。2. 混凝斜管沉淀： 槽體采用316L不銹鋼，現(xiàn)場(chǎng)拼裝，外表面噴環(huán)氧鐵紅底漆和醇酸面漆，并安裝扶梯和操作平臺(tái)，解決斜管沉降池嚴(yán)重腐蝕的問(wèn)題。3. 砂過(guò)濾器：采用厚5mm的316L不銹鋼材質(zhì)，防止砂濾罐銹穿。4. 堿管：原先堿管路堵塞無(wú)法加藥，現(xiàn)更換堿管并在藥泵前安裝Y型過(guò)濾器。5. 中間水池：原中間水池的防腐層已經(jīng)脫離，采用五布七油的環(huán)氧樹(shù)脂和玻璃纖維布重做防腐防滲。6. 反應(yīng)池：各個(gè)反應(yīng)池均為 PP 材質(zhì)，厚度為 15 mm，用加強(qiáng)筋加固。7. 處理槽：選用材料耐酸堿腐蝕、耐氧化不變形，并配壓縮空氣攪拌裝置防止污泥沉積。表3. 主要構(gòu)筑物及其設(shè)計(jì)參數(shù)序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格有效容積數(shù)量材料1破氰反

14、應(yīng)池2200mmx3500mmx1400mm1m32座PP材質(zhì) 加強(qiáng)筋加固2含酸堿廢水反應(yīng)池2200mmx3500mmx1400mm1m31座PP材質(zhì) 加強(qiáng)筋加固3含鉻廢水反應(yīng)池中酸化槽2200mmx1300mmx1400mm4m31座PP材質(zhì) 加強(qiáng)筋加固4還原槽2200mmx2700mmx1400mm8m31座PP材質(zhì) 加強(qiáng)筋加固5含氟廢水反應(yīng)槽1800mmx850 mmx1 400 mm2m31座PP材質(zhì) 加強(qiáng)筋加固6檸檬酸除銅廢水反應(yīng)槽1800mmx850 mmx1 400 mm厚度為15 mm2m31座PP材質(zhì) 加強(qiáng)筋加固7處理槽2200mmx2700mmx1400mm1座耐酸堿腐蝕、

15、耐氧化材料8壓縮空氣攪拌裝置1座9混凝斜管沉淀池13500mmx8600mmx3800mm 28 m3/h1座316 L不銹鋼材質(zhì)加強(qiáng)筋加固10混凝斜管沉淀池 23500mmx8000mmx3800mm 25 m3/h2座316 L不銹鋼材質(zhì)加強(qiáng)筋加固11中間水池 22 100 mmx3 100 mm2座316L 不銹鋼材質(zhì)12離子交換器1 500 mmx4 200 mm2座4 t樹(shù)脂 316L不銹鋼材質(zhì)13過(guò)濾器1500mmx2400mm3臺(tái)玻璃鋼加強(qiáng)14精密過(guò)濾器15芯40寸2臺(tái)SUS304外殼15濾芯5m x 4030根PP16陽(yáng)床1500mmx2400mm2玻璃鋼加強(qiáng)17陽(yáng)樹(shù)脂SQSX

16、-0011批18陰樹(shù)脂SQSX-0021批19回用水箱PT-10000L1個(gè)PE20活性炭過(guò)濾器750mmx1950mm1套玻璃鋼加強(qiáng)21袋式過(guò)濾器300mmx1200mm1套SUS304外殼22脫鈉柱750mmx1950mm2個(gè)玻璃鋼加強(qiáng)23脫鈉樹(shù)脂SQSX-0031批24鉻酸收集箱PT-2000L1個(gè)PE25鉻酸收集箱PT-5000L1個(gè)PE26蒸發(fā)裝置組合1套鈦鋼防腐27PH儀表64213個(gè)組合28自控制柜組合1套組合（實(shí)現(xiàn)自動(dòng)處理洗脫再生）29板框壓濾設(shè)備組合1套五、效益分析5.1環(huán)境效益電鍍污廢水回用實(shí)現(xiàn)無(wú)害毒物質(zhì)排放，將處理水用于生產(chǎn)和場(chǎng)地清潔；鉻酸回收后回用于生產(chǎn)線上，最大降低該

17、廠的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、實(shí)現(xiàn)鉻酸回收環(huán)境經(jīng)濟(jì)雙收益。5.2經(jīng)濟(jì)效益5.2.1改造前、后費(fèi)用比較總費(fèi)用包括電費(fèi)、藥劑費(fèi)、人工費(fèi)，總費(fèi)用節(jié)約了1.9元/m3表4.改造前、后費(fèi)用比較 (元/m3)Tab4. Comparison of operation cost before and after reconstruction項(xiàng)目電費(fèi)藥劑費(fèi)人工費(fèi)總費(fèi)用改造前0.5606.5000.677.700改造后0.8966.6030.678.1395.2.2工程運(yùn)行成本（節(jié)約費(fèi)用）工程運(yùn)行可節(jié)約多項(xiàng)費(fèi)用：回收鉻酸、排污費(fèi)用、自來(lái)水費(fèi)用以及改造前廢水處理費(fèi)用和污泥處理處置費(fèi)等共計(jì)127.35萬(wàn)元/年。表5.工程運(yùn)行成本（

18、節(jié)約費(fèi)用）節(jié)約費(fèi)用項(xiàng)目成本回收鉻酸216000元/a排污費(fèi)用315000元/a（以3.5元/t計(jì)）自來(lái)水費(fèi)用135000元/a（以1.5元/t計(jì)）改造前廢水處理費(fèi)用382500元/a改造前污泥處理處置費(fèi)225000元/a合計(jì)1273500元/a5.2.3工藝改造前后的進(jìn)、出水質(zhì)水量對(duì)比表6.電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)部分標(biāo)準(zhǔn)Tab6. Design discharge standard項(xiàng)目PH/(mg.L-1)CODNi2+Cr6+CN-Cu2+F-Cd2+Pb2+Zn2+磷酸鹽排放標(biāo)準(zhǔn)69800.50.20.30.5100.050.21.51.0表7.回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)污染物排放限值PH色度/倍SS/m

19、g/LCOD /mg/LBODs臭味總大腸菌群/個(gè)/L溶解性固體/mg/L6.5930105010無(wú)不快感覺(jué)5800對(duì)比表8、表9、表10，即電鍍廢水工藝改造前后的進(jìn)、出水質(zhì)水量對(duì)比，污廢水處理工藝改造前后水質(zhì)有了明顯改善：COD、Ni2+、Cr6+等項(xiàng)目均達(dá)到了電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，見(jiàn)表6；回用水也要求達(dá)到城市污水再生利用雜用水水質(zhì) (GB18920-2002)，見(jiàn)表7。表8.原有工藝進(jìn)水、出水水質(zhì)水量Tab8. Influent and effluent quality and quantity of original process/(mg.L-1)項(xiàng)目PHCODNi2+Cr6+CN-

20、Cu2+F-Cd2+Pb2+Zn2+磷酸鹽進(jìn)水232004001020208010203050204010202040/20301530出水79100200<1.0<0.5<0.3<0.5<10<0.05<0.2<1.5<1.0水量(m3/d)20040026035090100表9.改造后進(jìn)水水質(zhì)及水量Tab9. Current influent quality and quantity of electroplating waste water項(xiàng)目PH/(mg.L-1)CODNi2+Cr6+CN-Cu2+F-Cd2+Pb2+Zn2+磷酸鹽進(jìn)水水質(zhì)352405507016014032010020050130150280100200160280130260100300水量(m3/d)400550400130110六、結(jié)語(yǔ)廢水處理成本相對(duì)于原有工藝雖然有所提高，但實(shí)現(xiàn)了洗漂水充分回用，社會(huì)效益顯著。另外通過(guò)污水回用及對(duì)鉻酸資源的回收，節(jié)約了自來(lái)水用量、廢水排污費(fèi)、固廢的處理處置費(fèi)及鉻酸的使用量。具有明顯的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益，既增加了環(huán)境效益又為企業(yè)節(jié)約了費(fèi)用。參考文獻(xiàn)：1 GB 21900-2008 電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)S.北京:中國(guó)環(huán)境出版社 , 2008.2李亞峰, 張文靜 某廠