汽車鍍飾電鍍廢水分質(zhì)處理工程實(shí)例分析

陳 凱，盧斯煜，李建飛，柴少龍，羅偉鋒

(煤科集團(tuán)杭州環(huán)保研究院有限公司，浙江 杭州 311201)

0 引言

電鍍行業(yè)作為當(dāng)今世界三大污染工業(yè)之一，造成的環(huán)境危害不容忽視[1]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的電鍍廠約兩萬(wàn)家，每年排出的電鍍廢水約4億m3[2]。未經(jīng)處理達(dá)標(biāo)的電鍍廢水直接排放將會(huì)嚴(yán)重污染工業(yè)用水和飲用水，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害。

電鍍廢水的主要來(lái)源是鍍件漂洗水，占車間廢水排放總量的80%以上。此外，鍍件鈍化和酸洗、地坪沖洗、極板和掛具沖洗以及化驗(yàn)分析，操作或管理不善引起的“跑、冒、滴、漏”等過(guò)程均會(huì)產(chǎn)生少量廢水[3]。根據(jù)電鍍廢水分質(zhì)分類的處理原則，將電鍍廢水分為前處理廢水、酸堿廢水、含氰廢水、重金屬?gòu)U水、綜合廢水和電鍍廢液等[4]。

1 項(xiàng)目概況

寧波某汽車飾件公司在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行產(chǎn)品表面處理及電鍍處理過(guò)程中[5]，每天12 h排放出約200 t的生產(chǎn)廢水，主要分為含鉻廢水、含鎳廢水、絡(luò)合廢水和綜合廢水(見(jiàn)表1)。

表1 各類廢水排放量

含鉻廢水主要成分為六價(jià)鉻和三價(jià)鉻，來(lái)自生產(chǎn)鍍鉻漂洗過(guò)程，六價(jià)鉻離子對(duì)人體健康的毒害很大，具有很強(qiáng)的氧化性，通常用硫酸亞鐵、亞硫酸鈉或焦亞硫酸鈉等還原劑[6]將六價(jià)鉻還原成毒性較低的三價(jià)鉻后，進(jìn)行后續(xù)處理。

含鎳廢水主要成分為鎳離子，來(lái)自生產(chǎn)鍍鎳漂洗過(guò)程，濃度較高，采用技術(shù)成熟的化學(xué)沉淀法處理。

絡(luò)合廢水主要有化學(xué)鎳廢水、退鍍廢水和混排廢水，分別來(lái)自于生產(chǎn)化學(xué)鍍鎳、掛具鍍層退除和地坪沖洗等過(guò)程，廢水成分復(fù)雜，既含有重金屬鎳等，又有有機(jī)磷酸、檸檬酸和EDTA等絡(luò)合劑，采用芬頓(Fenton)法預(yù)處理+連續(xù)式工藝[7]進(jìn)行處理。

綜合廢水有前處理廢水、含銅廢水、鈀活化廢水和堿解膠廢水。前處理廢水來(lái)自鍍件除油、脫脂等過(guò)程，主要成分為有機(jī)物。含銅廢水、鈀廢水和堿解膠廢水分別來(lái)自于生產(chǎn)鍍銅、鈀活化和解膠工藝。綜合廢水水質(zhì)復(fù)雜，成分不易控制，采用批式預(yù)處理+連續(xù)式工藝進(jìn)行處理。

設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)見(jiàn)表2，出水重金屬指標(biāo)執(zhí)行《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 21900—2008)中表3標(biāo)準(zhǔn)，CODCr達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 8978—1996)的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，氨氮和TP達(dá)到《工業(yè)企業(yè)廢水氮、磷污染物間接排放限值》(DB 33/887—2013)的要求。

表2 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)

mg/L，pH無(wú)量綱

2 工藝流程、主要構(gòu)筑物

2.1 工藝流程

2.2 工藝說(shuō)明

采用還原沉淀法[6]處理含鉻廢水，廢水經(jīng)收集槽調(diào)節(jié)水質(zhì)后進(jìn)入鉻批處理桶，先加酸調(diào)節(jié)廢水pH值至2～3，再投加焦亞硫酸鈉，ORP控制在300 mV以內(nèi)，將六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻，然后加堿調(diào)節(jié)pH至8.0，經(jīng)混凝沉淀處理后，上清液經(jīng)砂濾器過(guò)濾，調(diào)節(jié)pH至6～9后進(jìn)入待排桶。

含鎳廢水經(jīng)收集槽調(diào)節(jié)水質(zhì)后進(jìn)入鎳批處理桶，加堿調(diào)節(jié)pH至10.5，經(jīng)混凝沉淀處理后，上清液經(jīng)砂濾器過(guò)濾，再進(jìn)離子交換系統(tǒng)，最后調(diào)節(jié)pH后進(jìn)入鎳待排桶。鎳離子交換設(shè)備再生后的酸堿廢液進(jìn)鎳批處理桶進(jìn)行處理，處理達(dá)標(biāo)后進(jìn)入鎳待排桶。

由于重金屬主要以絡(luò)合態(tài)形式存在，絡(luò)合廢水是電鍍廢水中最難處理的一類廢水[8]。本工程采用Fenton法[8]處理絡(luò)合廢水，廢水進(jìn)入絡(luò)合批處理桶后，先加酸調(diào)節(jié)pH至3～4，投加雙氧水和硫酸亞鐵，F(xiàn)enton反應(yīng)2 h，加堿調(diào)節(jié)pH至10.5，混凝沉池后的上清液進(jìn)入綜合連續(xù)處理反應(yīng)槽。

絡(luò)合母液在母液批處理桶經(jīng)芬頓反應(yīng)后，配液至絡(luò)合批處理桶進(jìn)一步處理。

綜合廢水主要有前處理廢水、酸銅廢水、鈀活化廢水和堿解膠廢水。綜合廢水進(jìn)入綜合批處理桶，加堿調(diào)節(jié)pH在10.5，經(jīng)混凝沉淀處理，上清液經(jīng)砂濾器過(guò)濾，再進(jìn)離子交換系統(tǒng)，調(diào)節(jié)pH至6～9后進(jìn)入綜合待排桶。綜合離子交換設(shè)備再生后的酸堿廢液進(jìn)綜合批處理桶進(jìn)行處理，處理達(dá)標(biāo)后進(jìn)入綜合待排桶。

污泥壓濾液、預(yù)處理后絡(luò)合廢水以及鉻鎳綜合批處理后不達(dá)標(biāo)的廢水進(jìn)綜合連續(xù)處理系統(tǒng)，后經(jīng)砂濾器過(guò)濾，再進(jìn)離子交換系統(tǒng)，調(diào)節(jié)pH至6～9后進(jìn)入綜合待排桶。

本工程產(chǎn)生的污泥分為含鎳污泥、含鉻污泥、綜合污泥和母液污泥，經(jīng)重力預(yù)濃縮后經(jīng)壓濾機(jī)壓濾進(jìn)行脫水處理，壓濾液進(jìn)綜合連續(xù)處理，脫水后的干污泥委外處理。

2.3 主要構(gòu)筑物

表3 主要構(gòu)筑物一覽表

3 工程運(yùn)行效果與分析

表4 調(diào)試運(yùn)行期間水質(zhì)數(shù)據(jù) mg/L,pH無(wú)量綱

該工程自2019年5月中旬設(shè)備安裝結(jié)束后開(kāi)始使用，經(jīng)兩個(gè)多月的調(diào)試運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，設(shè)備運(yùn)行良好，處理效果可靠，達(dá)到設(shè)計(jì)要求和預(yù)期目的，排放指標(biāo)均低于標(biāo)準(zhǔn)值，水質(zhì)數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表4。

4 投資與運(yùn)行費(fèi)用

該工程總投資600萬(wàn)元，設(shè)計(jì)處理水量400 t/d。運(yùn)行費(fèi)用主要包括電費(fèi)、藥劑費(fèi)、人工費(fèi)和耗材費(fèi)等，調(diào)試期間運(yùn)行費(fèi)用約9.6元/t，藥劑成本計(jì)算見(jiàn)表5，運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算見(jiàn)表6。

表5 藥劑成本計(jì)算

表6 運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算

5 小結(jié)

本工程對(duì)電鍍廢水進(jìn)行分類收集和分質(zhì)處理，采用批式預(yù)處理+連續(xù)式的工藝，技術(shù)成熟、運(yùn)行費(fèi)用較低，效果穩(wěn)定可靠，能承受大水量和高濃度負(fù)荷的沖擊。

本工程主要使用FRP材質(zhì)和鋼結(jié)構(gòu)材質(zhì)的構(gòu)筑物，占地面積小，使整個(gè)處理工藝更加緊湊，施工及操作管理方便。設(shè)備自動(dòng)化程度高，配套穩(wěn)定可靠的pH、ORP等儀表，實(shí)現(xiàn)在線數(shù)據(jù)監(jiān)控，最大限度地降低勞動(dòng)強(qiáng)度，明顯提高廢水處理效率和處理設(shè)施運(yùn)行的穩(wěn)定性。

采用批式預(yù)處理+連續(xù)式的工藝處理電鍍廢水，出水Ni≤0.1 mg/L、總鉻≤0.5 mg/L、Cu≤0.3 mg/L、CODCr≤500 mg/L、氨氮≤35 mg/L、TP≤8 mg/L，pH 6～9，重金屬指標(biāo)達(dá)到《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 21900—2008)中表3排放標(biāo)準(zhǔn)，其余指標(biāo)達(dá)到當(dāng)?shù)匚鬯幚韽S納管標(biāo)準(zhǔn)。