化學(xué)法綜合處理電鍍廢水處理工程實(shí)例

化學(xué)法綜合處理電鍍廢水處理工程實(shí)例

廣東省中山運(yùn)動(dòng)機(jī)械有限公司是中山高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)的一家外貿(mào)易獨(dú)資企業(yè)。生產(chǎn)球桿及其部件的生產(chǎn)技術(shù)包括：涂層、堿洗、研磨、油漆、電子秤等。電鍍過程中工件清洗、漂洗、鍍液的廢棄更新以及鍍液的帶出,“跑、冒、滴、漏”等產(chǎn)生廢水。不同鍍種產(chǎn)生的廢水性質(zhì)及污染物種類有較大差異,外排生產(chǎn)廢水主要有含氰廢水、含鉻廢水和酸堿重金屬?gòu)U水等。為進(jìn)一步保護(hù)和改善中山港及周邊地區(qū)水環(huán)境,該項(xiàng)目按照相關(guān)環(huán)保要求對(duì)電鍍廢水進(jìn)行處理及回用。1廢水的來源和水質(zhì)1.1廢水分類處理電鍍廢水種類多、成分復(fù)雜,不同水質(zhì)電鍍廢水其處理工藝也不同,清污分流、分質(zhì)處理是有效處理的關(guān)鍵。項(xiàng)目生產(chǎn)廢水來源主要有鍍件除油、除氧化膜等前處理過程和電鍍過程清洗廢水、沖洗鍍槽和設(shè)備以及沖刷車間地面的廢水。對(duì)于含氰電鍍產(chǎn)生廢水歸屬含氰廢水;含鉻酐鍍液所產(chǎn)生廢水歸屬為含鉻廢水;前處理工序產(chǎn)生廢水歸屬前處理廢水,除油廢液由于排放量較少,加入前處理廢水處理系統(tǒng)一并處理;含有焦磷酸銅廢水歸屬于含焦磷酸銅廢水;鍍酸銅、鍍鎳等廢水歸屬于重金屬?gòu)U水。項(xiàng)目廢水平均排放量約為120m3/d,按有關(guān)要求,廢水處理設(shè)施設(shè)計(jì)處理能力144m3/d,每天按16h運(yùn)行,各類廢水設(shè)計(jì)處理水量如表1所示。1.2廢水水質(zhì)分析設(shè)計(jì)廢水進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo):(1)含氰廢水:ρ(CN-)≤100mg/L,pH=8~11;(2)含鉻廢水:ρ(Cr6+)≤100mg/L,pH=4~6;(3)含焦磷酸銅廢水:ρ(Cu2+)≤50mg/L,pH=9;(4)重金屬?gòu)U水:ρ(Cu2+)≤100mg/L,ρ(Ni2+)≤100mg/L,pH=3~4;(5)前處理廢水:COD≤200mg/L,ρ(SS)≤200mg/L。該工程建設(shè)時(shí)設(shè)計(jì)處理出水指標(biāo)執(zhí)行廣東省水污染物排放限值(DB44/26-2001)第二時(shí)段一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)2008年發(fā)布實(shí)施的電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB21900-2008)規(guī)定現(xiàn)有企業(yè)自2010年7月1日起執(zhí)行新規(guī)定的水污染物排放限值,因此,該工程運(yùn)行管理出水指標(biāo)及參考執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。2廢水處理技術(shù)2.1廢水處理工藝流程電鍍廢水處理工藝主要有化學(xué)法、離子交換法、吸附法、電解法、反滲透以及電滲析法等,而目前處理效果穩(wěn)定、適應(yīng)性強(qiáng)、處理成本低和管理簡(jiǎn)便的處理工藝仍以化學(xué)法較為成熟可靠,參考國(guó)內(nèi)電鍍行業(yè)廢水處理情況,結(jié)合項(xiàng)目排水實(shí)際,廢水處理工藝流程見圖1。2.2工藝描述和設(shè)計(jì)參數(shù)2.2.1治理重金屬?gòu)U水前處理廢水含有乳化液、表面活性劑和化學(xué)溶劑、酸堿等,單獨(dú)收集進(jìn)入前處理廢水調(diào)節(jié)池均質(zhì)均量,然后進(jìn)入氣浮池加入聚合氯化鋁混凝反應(yīng),氣浮浮渣刮除進(jìn)入污泥池,處理后出水匯入重金屬?gòu)U水調(diào)節(jié)池一并處理。由于處理水量規(guī)模相對(duì)不大,采用集成化組合溶氣氣浮,減少空間需求,溶氣水比例30%~40%。2.2.2沉淀預(yù)處理焦磷酸銅鍍銅廢水單獨(dú)進(jìn)反應(yīng)池加入鈣鹽,堿性條件下反應(yīng)生成沉淀去除PO43-、Cu2+及其它重金屬離子,pH控制8~9,經(jīng)沉淀預(yù)處理后,再匯入重金屬?gòu)U水調(diào)節(jié)池合并處理。2.2.3氧化還原電位含鉻廢水首先加硫酸調(diào)節(jié)pH,運(yùn)行過程中加入部分廢酸,減少商品硫酸消耗量。在還原劑選擇上,由于硫酸亞鐵產(chǎn)生污泥量大,因此采用亞硫酸氫鈉將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻,鉻還原反應(yīng)過程中氧化還原電位與pH密切相關(guān),采用pH、ORP控制儀控制加藥量,pH控制2~3,氧化還原電位控制300mV左右,設(shè)計(jì)參數(shù)較常規(guī)處理參數(shù)適當(dāng)延長(zhǎng)反應(yīng)停留時(shí)間,反應(yīng)時(shí)間30min。還原后廢水中三價(jià)鉻與重金屬?gòu)U水合并處理,生成氫氧化物沉淀除去。2.2.4破氰控制要點(diǎn)含氰廢水采用二級(jí)破氰法連續(xù)處理,堿性條件下用NaClO完全氧化氰化物,破氰反應(yīng)過程中氧化還原電位與pH密切相關(guān),因此采用pH、ORP控制儀嚴(yán)格控制反應(yīng)條件和加藥量,設(shè)計(jì)參數(shù)較常規(guī)處理參數(shù)適當(dāng)延長(zhǎng)反應(yīng)停留時(shí)間,保證破氰反應(yīng)充分進(jìn)行。徹底破氰后匯入重金屬?gòu)U水合并處理。一級(jí)破氰pH控制11~12,氧化還原電位控制300mV,水力停留時(shí)間30min,將氰化物氧化為氰酸鹽。二級(jí)破氰pH控制7.5~8.0,氧化還原電位控制650mV,水力停留時(shí)間30min,將氰酸鹽進(jìn)一步氧化成二氧化碳和氮?dú)狻?.2.5沉淀控制含鎳、銅等重金屬?gòu)U水進(jìn)入重金屬?gòu)U水調(diào)節(jié)池,與經(jīng)過預(yù)處理的含氰廢水、焦磷酸銅廢水、含鉻廢水、前處理廢水混合,進(jìn)入反應(yīng)池加堿沉淀反應(yīng),控制加藥量使pH穩(wěn)定在8~11之間最佳點(diǎn),中和沉淀反應(yīng)停留時(shí)間15~30min,生成沉淀后再經(jīng)絮凝反應(yīng)形成礬花加速沉淀,在沉淀池中固液分離,沉淀池上清液進(jìn)入砂濾池,出水中和回調(diào)pH至6~9后達(dá)標(biāo)排放。砂濾池濾速3.0m3/(m2·h),定期反沖洗,反沖洗水采用中和池出水。2.2.6外運(yùn)改性處置沉淀池排泥先經(jīng)污泥濃縮池進(jìn)行濃縮,然后采用板框壓濾機(jī)脫水,將濕污泥含水率降低到80%及以下外運(yùn)無害化處置。污泥量主要包括反應(yīng)過程生成的重金屬氫氧化物沉淀、廢水中去除的SS污泥量以及投加混凝劑產(chǎn)生的污泥量,濕污泥量(含水率98%~99%)約5~7m3/d。3深度處理和水處理3.1回用水水質(zhì)要求為減少?gòu)U水排放量,項(xiàng)目要求水重復(fù)利用率達(dá)50%,廢水回用分兩部分,一部分經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)廢水可回用至水質(zhì)要求較低的前處理使用,另一部分回用于鍍鉻清洗和退鍍鉻等清洗用水要求較高,需經(jīng)深度處理滿足回用水水質(zhì)要求。深度處理采用反滲透為核心工藝對(duì)達(dá)標(biāo)排水進(jìn)行處理,處理量2~2.5m3/h,處理后水質(zhì)電導(dǎo)率40~50μS/cm,工藝流程如圖2所示。3.2回用水處理系統(tǒng)RO系統(tǒng)對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求較高,RO前處理單元控制進(jìn)水水質(zhì)SDI≤4,濁度≤1NTU,余氯≤0.1mg/L,前處理單元出水用高壓泵打入RO系統(tǒng)。RO系統(tǒng)設(shè)電導(dǎo)率儀控制水質(zhì)參數(shù)。反滲透濃水返回重金屬?gòu)U水調(diào)節(jié)池再處理?；赜盟疃忍幚碇饕O(shè)備包括:提升泵,1臺(tái),Q=4.2m3/h,H=30m,N=1.1kW;多介質(zhì)過濾器,1套,Φ760×2500;反洗泵,1臺(tái),Q=18m3/h,H=30m,N=3.0kW;活性炭過濾器,1套,Φ700×2800;微孔過濾器,1套,PX05-30濾芯,4支;高壓泵,1臺(tái),Q=5m3/h,H=120m,N=4kW;RO系統(tǒng),1套,產(chǎn)水量2.5m3/h,RE4040-BE反滲透膜,12支,脫鹽率99.5%,回收率15%;清洗泵,1臺(tái),Q=8m3/h,H=30m,N=1.85kW;清洗水箱,1臺(tái),PE水箱,250L。4鍍層控制及回用水應(yīng)用工程已建成投入使用,運(yùn)行情況良好。加藥單元采用自動(dòng)控制系統(tǒng),設(shè)備開停現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)和程序自動(dòng)控制,中央監(jiān)控室設(shè)監(jiān)控屏顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。處理后出水達(dá)到設(shè)計(jì)出水標(biāo)準(zhǔn)及電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB21900-2008),經(jīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門驗(yàn)收合格。回用水可滿足工件清洗質(zhì)量及不影響后工序鍍槽鍍液質(zhì)量,水重復(fù)利用率達(dá)50%。廢水處理工程建成運(yùn)行后監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如表3所示。5廢水運(yùn)行成本廢水處理工程占地面積250m2,平面布置緊湊。工程運(yùn)行費(fèi)用較低,日常運(yùn)行費(fèi)用主要包括電耗、藥劑消耗及人工費(fèi)用等。系統(tǒng)總裝機(jī)功率45kW,耗電量126.32kWh/d,單位水量耗電指標(biāo)0.88kWh/m3,電費(fèi)單價(jià)0.8元/kwh,電費(fèi)成本0.70元/m3;人工定員4人,人工總費(fèi)用4800元/月,人員工資成本1.11元/m3;藥劑消耗包括NaClO、NaOH、H2SO4、PAM、PAC、Ca(OH)2、NaHSO3等,合計(jì)103.85元/d,藥劑費(fèi)成本0.72元/m3(見表4)。合計(jì),電鍍廢水處理運(yùn)行成本2.53元/m3。回用水處理運(yùn)行成本2.08元/m3,其中,電耗為1.15元/m3;藥劑消耗0.15元/m3;精密過濾芯使用3個(gè)月,0.09元/m3;活性炭使用半年左右,0.37元/m3;RO使用壽命3年,0.32元/m3。6電鍍廢水處理工程化學(xué)法綜合處理包含氧化還原、中和沉淀和固液分離等過程。按照清污分流、分質(zhì)處理原則采用化學(xué)法綜合處理電鍍廢水,技術(shù)成熟、效果穩(wěn)定,對(duì)重金屬污染物去除適應(yīng)性強(qiáng)。由于該工程建設(shè)時(shí)期較早,對(duì)于含鉻廢水及重金屬?gòu)U水含鎳廢水都經(jīng)預(yù)處理后再混合集中處理,排放出水指標(biāo)雖達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),但不屬車間或生產(chǎn)設(shè)施廢水排放口,因此在工程改造過程考慮進(jìn)一步完善,以滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及工程規(guī)范要求。電鍍廢水化學(xué)法綜合處理單元自動(dòng)控制。加藥自動(dòng)控制系統(tǒng)由pH和ORP控制儀通過傳感器控制各處理單元計(jì)量泵加藥,操作簡(jiǎn)便,運(yùn)行可靠。避免了人工投加藥劑的勞動(dòng)強(qiáng)度大以及控制加藥量不準(zhǔn)確造成藥劑投加不足或消耗浪費(fèi)的情況。計(jì)量泵及儀表探頭采用進(jìn)口品牌,增加系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。電鍍廢水化學(xué)法處理后再經(jīng)反滲透處理分類回用。達(dá)標(biāo)排放水一部分供用水水質(zhì)要求較低的工件清洗等表面前處理使用,反滲透處理出水回用于鍍鉻清洗和退鍍鉻清洗,減少?gòu)U水排放量。項(xiàng)目的建成運(yùn)行實(shí)現(xiàn)電鍍廢水重金屬污染物總量減排,提高水重復(fù)利用率。含氰廢水、含鉻廢水等反應(yīng)過程設(shè)計(jì)參數(shù)適當(dāng)延長(zhǎng)了反應(yīng)停留時(shí)間,反應(yīng)時(shí)間30min,以保證氧化還原反應(yīng)充分進(jìn)行,提高處理效果。電鍍廢水處理工程操作環(huán)境惡劣,對(duì)設(shè)備選用及構(gòu)筑物防腐要求較高,廢水提升泵采用超高分子量聚乙烯塑料襯里、耐