樹脂回用+MVR蒸發工藝處理噴涂廢水中鎳的工程應用

摘要：指出了根據國家、區域發展戰略，結合蘇州城市發展規劃，從改善提升園區環境質量和生態功能的角度，樹立錯位發展、集約發展、綠色發展以及城市與產業協調發展的理念，合理規劃發展定位、規模、功能布局等，來促進園區轉型升級，保障區域人居環境安全。近年來，生產制造型企業需要落實污染物排放總量控制要求，采取有效措施減少化學需氧量、氨氮、總磷、重金屬等污染物的排放量，切實維護和改善區域而制定具體的整改措施。園區某外資企業積極響應環保法規和當地環保政策的要求，對噴涂廢水采取樹脂回收和MVR蒸發工藝，對廢水中的氨氮和鎳進行有效徹底去除。分析了該工程的設計情況和運行情況，提出了應保證其符合《江蘇省生態紅線區域保護規劃》《江蘇省國家級生態保護紅線規劃》《蘇州工業園區生態紅線區域保護方案》生態紅線區域保護規劃的要求;不新增廢水，符合《江蘇省太湖水污染防治條例》《太湖流域管理條例》和《蘇州市陽澄湖水源水質保護條例》的相關規定，滿足當地環境保護規劃，促進當地綠色GDP的快速增長。

關鍵詞：廢水零排放;鎳;樹脂回用+MVR蒸發

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2020） 2-0090-03

1 引言

噴涂工藝中鎳的根本處理原則首先是改革生產工藝，不用毒性大的重金屬。其次可以采用合理的工藝流程、科學的管理和操作，減少鎳的含量和隨廢水的流失量，盡量減少外排廢水量。含鎳廢水應當在產生地點就地處理。不能不經過處理直接排人城市下水道，以免對環境造成重大影響。根據生產實際情況和客戶的嚴格要求，該企業將廢水中的鎳在不改變其化學形態的條件下進行濃縮和分離，根據廢水水質、水量等情況組合使用，應用樹脂回用和MVR蒸發工藝將其徹底去除并達到生產廢水零排放;維護簡單方便，易于長期使用。

2 工程設計情況

園區某外資企業噴涂工藝產生的廢水采用樹脂回用+MVR蒸發工藝，項目規模8t/d或500/h，項目已實施，目前處于正常運營階段。

2.1 噴涂工藝中廢水排放種類及來源

該企業噴涂工藝中廢水排放種類包括酸性廢水/堿性廢水（W1～W2）1200 t/a，排放流量250 L/h;含磷廢水（W3～W4）1200 t/a，排放流量250 L/h;超聲波清洗廢水（W5）78 t/a;噴淋塔廢水（W6）50 t/a;濕式打磨廢水（W7）5 t/a。重金屬鎳主要來源于金屬表面處理加工所需化學品中。

2.2 噴涂工藝中廢水排放進水設計和出水標準

酸堿廢水W1/W2和含磷廢水W3/W4經混合后通過樹脂離子交換系統處理后回用于生產線，作為W3/W4生產線和噴淋塔的補充水。再生產的廢液與W5～7混合后經酸堿中和利用蒸發器進行蒸發處理，蒸發后的冷凝水再經過樹脂離子交換系統處理后作為W3/W4生產線和噴淋塔的補充水。蒸發后產生的濃縮廢液委外處理，整個工廠實現無廢水外排。廢水系統內的任何收集池或處理槽不允許有液體溢出系統只允許補水，不能產生任何多余的水使系統無法及時處理或超出使用點使用量（超聲波清洗不使用回用水）。

全廠水污染產生及排放情況如表1所示。

廢水經處理后達到零排放，處理后水質可滿足《城市污水再生利用工業用水水質》（ GB/T 19923 - 2005）中工藝與產品用水標準后進入回用水池，直接回用于生產。其中W1/W2和W3/W4經離子交換樹脂處理系統處理后能滿足下列出水水質如表2所示。

W5～W7和離子交換樹脂系統產生再生廢液經蒸發系統處理后能滿足下列出水水質（表3）。

2.3 工藝流程及說明

W1/W2酸堿廢水和W3/W4含磷廢水經收集后混合，通過預處理過濾器和活性碳過濾器去除水中大部分懸浮物和有機物，然后再通過離子樹脂交換系統交換并吸附水中陰陽離子，使水質滿足工藝回用水標準。離子交換樹脂的技術中，最常見的是，將原液中的鹽類交換為離子交換樹脂的反離子H離子或OH離子的'脫鹽'。鹽類在溶液中可電離陽離子（ Cation）與陰離子（ Anion），在陽離子交換樹脂中，陽離子與H離子進行交換，而陰離子與OH離子在陰離子交換樹脂中進行交換（圖1）。

當樹脂飽和后，通過再生恢復樹脂的吸附功能，再生產生的廢液和工廠其他廢水混合后通過酸堿調節單元調節pH值至中性，然后進入低溫蒸發單元處理。

（1）預處理。設備啟動后，將收集池內的廢液吸人雜質過濾分離器內，去除大顆粒的雜質，專門過濾器上配有開關，顆粒雜質要清理時，更換或清理不銹鋼濾袋。

（2）預熱。本設備為全自動，蒸發器自動進水，水泵運行產生真空，壓縮機運行產生熱量給蒸發罐內廢水加熱，在真空狀態下，廢水溫度上升到37℃以上，預熱完成，廢水開始蒸發。

（3）蒸發濃縮過程。蒸發溫度設定為37～42℃，壓縮機壓縮氟利昂產生熱量給真空罐加熱，真空罐水分快速蒸發，蒸發的水蒸氣通過熱交換器循環泵給真空罐內的水加熱，真空罐內的水達到沸點，開始蒸發，氟利昂通過膨脹閥氣化后給真空罐水蒸氣制冷，蒸氣上升遇冷液化進入儲水罐，氟利昂吸收了熱量，通過壓縮機壓縮制熱，給真空罐內廢水加熱。如果在蒸發的過程中有氣泡上升，傳感器檢測到后，消泡劑自動加進去消泡，一個周期完成后，開始排出濃縮液（一個周期的時間可設定）。

（4）濃縮液排出。一個周期完成后，壓縮泵停止工作，濃縮液管路上氣動閥打開，蒸發罐加壓，將濃縮液壓入濃縮罐內。

處理工藝流程圖如圖2所示。

處理工藝水量平衡圖如圖3。

3 項目運行情況

3.1 進水水質分析

本項目設計水質鎳=0mg/L，氨氮=200 mg/L，COD= 1000 mg/L是基于當時的水樣檢測數據上浮10%。項目建設實施調試完畢其各水質指標變化達到排放標準要求。

3.2 出水水質分析

本項目出水執行更為嚴格的表2和表3標準。經過系統的優化調整和強化現場運營管理，確保系統的穩定運行，嚴格低于排放標準。廢水處理設施設備運行前后對比如圖4。

4 結語

采用樹脂回用+MVR蒸發工藝處理噴涂廢水中的鎳和氨氮，可以穩定運行并確保出水水質達標排放;項目實施后達到生產廢水為零排放，故重金屬和氨氮實現零排放。全過程貫徹清潔生產原則和循環經濟理念，采用先進的工藝、設備，減少污染物的產生量和排放量，使物耗、能耗和污染物排放指標等達到國內同行業清潔生產先進水平。

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作者簡介：趙博（1985-），女，工程師，碩士，研究方向為企業環境、安全、職業健康衛生等。