老企業電鍍廢水處理存在的問題及完善途徑初探

張亞甜， 梁 闊， 張 雷， 閆 旌， 胡 潔， 李 利

（首都航天機械有限公司， 北京 100076）

廣義的電鍍廢水處理概念通常包括生產現場源頭廢水按化學性質分流、廢水輸送和末端處理三個環節，其中將生產現場的地面混合散水按污染物的化學性質分開后分別處理，即“分流分治”是實現末端處理系統穩定達標運行的關鍵。

某老企業的電鍍廢水處理站承擔著電鍍車間電鍍、不銹鋼酸洗、氧化、磷化、化銑生產工藝過程中產生的含氰、含鉻和重金屬酸堿廢水的處理。2004～2009年該企業先后投入近500萬元對電鍍廢水處理站和電鍍工段進行了改造，更新了廢水處理裝置和電鍍廢水輸送管線，設置了應急事故處理池，對電鍍工段地面混合的含氰、含鉻和重金屬酸堿散水實施了“分流分治”改造措施。改造后的電鍍廢水處理站具備處理含氰廢水、含鉻廢水和重金屬酸堿廢水的處理功能。

電鍍廢水經過處理后，廢水中各項污染物排放指標符合《電鍍污染物排放標準》（GB21900-2008），但與《水污染物排放標準》（DB11/307-2013）標準比較，尚存不足并需要改進。通過詳盡闡述電鍍廢水處理原理、該企業電鍍廢水處理現狀、廢水處理存在的不足和原因，以及改進完善的方法，為實現電鍍廢水的穩定達標排放提供一種有效的技術途徑。

1 電鍍廢水處理原理與處理工藝

該企業的電鍍廢水處理站按照各類廢水的特性，設置了含氰廢水處理單元、含鉻廢水處理單元和重金屬酸堿廢水處理單元。各處理單元處理原理如下。

1.1 含氰廢水

含氰廢水來自電鍍工段的氰化鍍鋅、氰化鍍銅、氰化鍍鎘和少量氰化鍍銀過程中產生的漂洗廢水和含氰地面散水。采用次氯酸鈉破氰處理工藝，反應方程式如下：

1.2 含鉻廢水

含鉻廢水來自電鍍工段鍍鉻、拋光、鍍鋅鈍化等過程中產生的漂洗廢水和含鉻地面散水；來自氧化、磷化工段陽極化和磷化填充過程中產生的漂洗廢水。采用“還原+中和+沉淀”處理工藝，反應方程式如下：

1.3 重金屬酸堿廢水

重金屬酸堿廢水來自電鍍、不銹鋼酸和化銑工段前處理、鍍銅、鍍鎳等產生的漂洗廢水和不含鉻的地面混合散水；來自氧化、磷化工段產生的漂洗廢水和含鉻的地面混合散水。采用“中和+沉淀+pH調整+砂濾”處理工藝，主要反應方程式如下：

2 企業電鍍廢水處理現狀研究

2.1 電鍍廢水處理工藝流程

改造前電鍍廢水處理站的電鍍廢水處理工藝流程見圖1。

圖1 現狀電鍍廢水處理工藝流程

2.2 電鍍廢水處理站排水水質現狀及存在的問題

電鍍廢水處理后，排水執行《電鍍污染物排放標準》（GB 21900—2008），2014年電鍍廢水處理站排水水質情況見表1。

表1 2014年電鍍廢水處理站排放口污染物的平均質量濃度 mg/L

從表1可以看出，電鍍廢水處理站的排水水質符合《電鍍污染物排放標準》（GB 21900—2008）。“十二五”期間，北京市加大了對一類重金屬污染物排放的控制力度，《水污染物排放標準》（DB11/307—2013）中對一類重金屬污染物的排放制定了十分嚴格的排放限值，并于2014年1月1號開始實施，見表2。

表2 DB 11/307—2013與GB 21900—2008標準中一類污染物質量濃度排放限值對比表 mg/L

從表2可以看出，北京市《水污染物排放標準》中對一類重金屬污染物的排放要求比《電鍍污染物排放標準》中對一類重金屬污染物的排放要求有很大的提高，其中總鉻（質量分數）提高50%、總鎳（質量分數）提高20%、總鎘（質量分數）提高60%。按照北京市《水污染物排放標準》，電鍍廢水處理站排水水質中的總鉻和總鎳處于超標排放狀態。

3 改造前電鍍廢水處理存在問題的原因分析

根據2014年電鍍廢水處理站運行情況分析，造成排水水質中總鉻和總鎳排放數值偏高的原因分析如下。

3.1 電鍍廢水中總鉻排放數值偏高原因分析

2014年電鍍廢水處理站含鉻廢水處理單元和重金屬酸堿廢水處理單元排水水質中總鉻和六價鉻監測數據年平均值見表3。

表3 含鉻、重金屬酸堿廢水處理單元排水中污染物年平均質量濃度 mg/L

3.1.1 含鉻廢水處理單元分析

從表3可以看出，含鉻廢水處理單元排水中六價鉻排放濃度可以滿足北京市《水污染物排放標準》規定的排放限值，總鉻排放濃度高于北京市《水污染物排放標準》規定的排放限值。處理廢水中六價鉻首先用化學還原法將六價鉻還原為三價鉻，再對三價鉻進行化學沉淀處理，造成排水中總鉻偏高的原因主要是還原劑投加量偏大，影響三價鉻的化學沉淀處理；此外，控制合理的pH值，是實現三價鉻有效沉淀的重要因素。

3.1.2 重金屬酸堿廢水處理單元分析

由圖1現狀廢水處理工藝流程可以看出，氧化、磷化工段含鉻地面混合散水排入重金屬酸堿廢水處理單元，而重金屬酸堿廢水處理單元沒有處理六價鉻的功能，因此含鉻廢水混入重金屬酸堿廢水處理單元將直接造成廢水的超標排放。

3.1.3 鉻廢水處理單元廢水流向分析

根據廢水排放標準規定，一類重金屬污染物排放實行車間排放口控制，由圖1現狀廢水處理工藝流程可以看出，含鉻廢水處理后，排水進入重金屬酸堿廢水處理單元，重金屬酸堿廢水處理單元為車間排放口。2012—2014年電鍍廢水處理站各處理單元年處理廢水量情況見下頁表4。

從表4可以看出，重金屬酸堿廢水處理單元的廢水處理量是含鉻廢水處理單元廢水處理量的4～5倍，因此，重金屬酸堿廢水處理單元在不混入含鉻廢水情況下，含鉻廢水經處理達標后進入重金屬酸堿廢水處理單元是不會造成總鉻和六價鉻超標排放的。

表4 2012—2014年電鍍廢水處理站各處理單元年處理廢水量統計表 t/a

綜上分析，氧化、磷化工段含鉻地面散水與其它地面散水混合排入重金屬酸堿廢水處理單元是造成廢水處理站排水中總鉻數值偏高的主要原因。

3.2 廢水中總鎳排放數值偏高原因分析

目前，重金屬酸堿廢水處理單元在中和沉淀環節pH值控制在8.5～9.0，而鎳離子的最佳沉淀pH值應大于9.5。因此，重金屬酸堿廢水處理單元在中和沉淀環節pH值較低是造成廢水處理站排水中總鎳數值偏高的主要原因。

4 完善廢水處理系統的途徑

4.1 對氧化、磷化工段的含鉻地面混合散水實施“分流分治”

2009年該企業已對電鍍工段地面混合散水進行了“分流分治”改造，實現了含鉻、含氰和其它重金屬酸堿地面混合散水的分流，在技術和工程實施上取得了一定經驗。因此，2016年該企業又投資96萬元，在氧化、磷化廠房地面劃定含鉻地面散水區域，進行隔離，將收集的含鉻地面散水輸送至含鉻廢水調節池，其它地面散水輸送至重金屬酸堿廢水調節池，即可達到廢水的“分流分治”目的。

具體實施方法為：

1）在氧化、磷化廠房內劃定含鉻地面散水收集區域，拆除、清運區域內影響施工的給排水、蒸汽以及通風管線，上述管線重新布線安裝。

2）在氧化廠房夾層地面制作混凝土收集淺池，收集含鉻地面散水，在氧化廠房二層含鉻工序周邊制作防腐、防滲隔離圍擋，使含鉻地面散水與其它地面散水分開，含鉻地面散水收集后排入下層收集淺池；在磷化廠房含鉻工序周邊制作防腐、防滲隔離圍擋，使含鉻地面散水與其它地面散水分開；將收集的含鉻地面散水用管道輸送至廠房外含鉻廢水主管道。

3）更新廠房外部含鉻廢水主管線，實現含鉻廢水有效輸送至廢水處理站含鉻廢水調節池。

4.2 加強含鉻廢水處理單元關鍵控制環節的維護與管理

加強含鉻廢水處理系統中ORP控制儀和pH控制儀的維護與管理，經常檢查，定期清洗探頭；發現顯示數據不正常時，及時分析原因，必要時及時更換探頭。

4.3 設置鍍鎳漂洗水槽邊回收裝置，完善重金屬酸堿處理單元操作規程

設置鍍鎳漂洗水槽邊回收裝置，減少鎳離子的排放量；完善重金屬酸堿處理單元操作規程，合理控制處理過程中pH值的參數，提高鎳離子的沉淀去除效果，實現含鎳廢水的達標排放；做好pH調整單元的控制，實現廢水處理站出水pH值達標。

改造完善后的廢水處理站電鍍廢水處理工藝流程見圖2。

圖2 改造后的電鍍廢水處理工藝流程

2016—2017年電鍍廢水處理站排水中污染物的平均濃度見表5。

表5 2016—2017年電鍍廢水處理站排水中污染物的平均濃度 mg/L

5 結語

采取以上技術和管理措施后，電鍍廢水處理站對電鍍廢水的處理效果得到了進一步提升，無需進行大規模的技術改造即可基本滿足北京市《水污染物排放標準》（DB 11/307—2013）規定的一類污染物排放限值的要求，實現電鍍廢水處理站的穩定達標運行。