化學(xué)法綜合處理電鍍廢水處理工程實例

化學(xué)法綜合處理電鍍廢水處理工程實例

廣東省中山運動機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廢水等。為進一步保護和改善中山港及周邊地區(qū)水環(huán)境,該項目按照相關(guān)環(huán)保要求對電鍍廢水進行處理及回用。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廢水。項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)計處理能力144m3/d,每天按16h運行,各類廢水設(shè)計處理水量如表1所示。1.2廢水水質(zhì)分析設(shè)計廢水進水水質(zhì)指標:(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)重金屬廢水: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)時設(shè)計處理出水指標執(zhí)行廣東省水污染物排放限值(DB44/26-2001)第二時段一級標準。我國2008年發(fā)布實施的電鍍污染物排放標準(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,該工程運行管理出水指標及參考執(zhí)行標準如表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、處理成本低和管理簡便的處理工藝仍以化學(xué)法較為成熟可靠,參考國內(nèi)電鍍行業(yè)廢水處理情況,結(jié)合項目排水實際,廢水處理工藝流程見圖1。2.2工藝描述和設(shè)計參數(shù)2.2.1治理重金屬廢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,單獨收集進入前處理廢水調(diào)節(jié)池均質(zhì)均量,然后進入氣浮池加入聚合氯化鋁混凝反應(yīng),氣浮浮渣刮除進入污泥池,處理后出水匯入重金屬廢水調(diào)節(jié)池一并處理。由于處理水量規(guī)模相對不大,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進反應(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,再匯入重金屬廢水調(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鉻還原為三價鉻,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)計參數(shù)較常規(guī)處理參數(shù)適當(dāng)延長反應(yīng)停留時間,反應(yīng)時間30min。還原后廢水中三價鉻與重金屬廢水合并處理,生成氫氧化物沉淀除去。2.2.4破氰控制要點含氰廢水采用二級破氰法連續(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控制儀嚴格控制反應(yīng)條件和加藥量,設(shè)計參數(shù)較常規(guī)處理參數(shù)適當(dāng)延長反應(yīng)停留時間,保證破氰反應(yīng)充分進行。徹底破氰后匯入重金屬廢水合并處理。一級破氰pH控制11~12,氧化還原電位控制300mV,水力停留時間30min,將氰化物氧化為氰酸鹽。二級破氰pH控制7.5~8.0,氧化還原電位控制650mV,水力停留時間30min,將氰酸鹽進一步氧化成二氧化碳和氮氣。2.2.5沉淀控制含鎳、銅等重金屬廢水進入重金屬廢水調(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,中和沉淀反應(yīng)停留時間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,沉淀池上清液進入砂濾池,出水中和回調(diào)pH至6~9后達標排放。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外運改性處置沉淀池排泥先經(jīng)污泥濃縮池進行濃縮,然后采用板框壓濾機脫水,將濕污泥含水率降低到80%及以下外運無害化處置。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)要求為減少廢水排放量,項目要求水重復(fù)利用率達50%,廢水回用分兩部分,一部分經(jīng)處理后達標廢水可回用至水質(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達標排水進行處理,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)對進水水質(zhì)要求較高,RO前處理單元控制進水水質(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廢水調(diào)節(jié)池再處理。回用水深度處理主要設(shè)備包括:提升泵,1臺,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,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,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,Q=8m3/h,H=30m,N=1.85kW;清洗水箱,1臺,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,運行情況良好。加藥單元采用自動控制系統(tǒng),設(shè)備開?，F(xiàn)場手動和程序自動控制,中央監(jiān)控室設(shè)監(jiān)控屏顯示系統(tǒng)運行狀態(tài)。處理后出水達到設(shè)計出水標準及電鍍污染物排放標準(GB21900-2008),經(jīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門驗收合格?；赜盟蓾M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50%。廢水處理工程建成運行后監(jiān)測數(shù)據(jù)如表3所示。5廢水運行成本廢水處理工程占地面積250m2,平面布置緊湊。工程運行費用較低,日常運行費用主要包括電耗、藥劑消耗及人工費用等。系統(tǒng)總裝機功率45kW,耗電量126.32kWh/d,單位水量耗電指標0.88kWh/m3,電費單價0.8元/kwh,電費成本0.70元/m3;人工定員4人,人工總費用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103.85元/d,藥劑費成本0.72元/m3(見表4)。合計,電鍍廢水處理運行成本2.53元/m3。回用水處理運行成本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,對重金屬污染物去除適應(yīng)性強。由于該工程建設(shè)時期較早,對于含鉻廢水及重金屬廢水含鎳廢水都經(jīng)預(yù)處理后再混合集中處理,排放出水指標雖達到相關(guān)標準,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一步完善,以滿足相關(guān)標準及工程規(guī)范要求。電鍍廢水化學(xué)法綜合處理單元自動控制。加藥自動控制系統(tǒng)由pH和ORP控制儀通過傳感器控制各處理單元計量泵加藥,操作簡便,運行可靠。避免了人工投加藥劑的勞動強度大以及控制加藥量不準確造成藥劑投加不足或消耗浪費的情況。計量泵及儀表探頭采用進口品牌,增加系統(tǒng)運行可靠性。電鍍廢水化學(xué)法處理后再經(jīng)反滲透處理分類回用。達標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,減少廢水排放量。項目的建成運行實現(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)計參數(shù)適當(dāng)延長了反應(yīng)停留時間,反應(yīng)時間30min,以保證氧化還原反應(yīng)充分進行,提高處理效果。電鍍廢水處理工程操作環(huán)境惡劣,對設(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