某公司電鍍廢水處理工程工藝設(shè)計(jì)

（紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司，福建 龍巖 364200）

隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電鍍技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，利用電鍍?cè)碓诟鞣N材料的表面覆蓋金屬鍍膜，具有良好的裝飾效果和防護(hù)性能[1]。近年來，電鍍行業(yè)迅猛發(fā)展，電鍍廢水的處理需求日益增加。電鍍生產(chǎn)過程中使用大量的化學(xué)品，這些化學(xué)品通常具有強(qiáng)酸、堿腐蝕性，因此產(chǎn)生的廢水處理難度較大[2]。目前，國(guó)內(nèi)主要處理電鍍廢水的主流方法有化學(xué)沉淀法、電解法、離子交換法、吸附法、膜分離法及生物處理法等[3]。本文以某公司電鍍廢水處理為例，介紹了含氰電鍍廢水的處理工藝及效果。

某公司在生產(chǎn)過程中有電鍍工藝，產(chǎn)生了含鎳、含銅、含鋅、含銀、含氰化物和含酸堿等廢水，致使廢水中銅離子、鎳離子、鋅離子、銀離子、氰化物和pH超標(biāo)，若不加以治理直接排放，將會(huì)對(duì)受納水體造成嚴(yán)重污染[4]。

對(duì)于該廢水的治理要求是工藝簡(jiǎn)單，便于掌握和正常運(yùn)行，而且投資和運(yùn)行費(fèi)用也要較低。本設(shè)計(jì)就是根據(jù)上述特點(diǎn)，選擇有效的處理方法和流程，處理后的水完全達(dá)到國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)。

1 設(shè)計(jì)條件

1.1 廢水概況

根據(jù)該公司提供相關(guān)資料，廢水日均排放量為8.0噸以下。若以后隨生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，廢水量增加，可延長(zhǎng)處理站每天運(yùn)行的時(shí)間。

1.2 廢水污染因子及設(shè)計(jì)水量

按每天工作運(yùn)行4個(gè)小時(shí)計(jì)算本設(shè)計(jì)水流量。

根據(jù)廠方提供的有關(guān)資料，按處理的方式將該廠生產(chǎn)廢水分為以下3大類，見下表1。

1.3 出水水質(zhì)

該項(xiàng)目廢水處理后達(dá)到《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB21900-2008）中表2所規(guī)定的排放限值。

2 設(shè)計(jì)原則

（1）貫徹執(zhí)行國(guó)家關(guān)于環(huán)境保護(hù)的政策，符合國(guó)家的有關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)。

（2）根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)要求，所選污水處理工藝力求技術(shù)先進(jìn)成熟、處理效果好、運(yùn)行穩(wěn)妥可靠、高效節(jié)能、經(jīng)濟(jì)合理，確保污水處理效果，減少工程投資及日常運(yùn)行費(fèi)用。

（3）妥善處理處置污水處理過程中產(chǎn)生的污泥，避免造成二次污染。

（4）為確保工程的可靠性及有效性，提高自動(dòng)化水平，降低運(yùn)行費(fèi)用，減少日常維護(hù)檢修工作量，改善工人操作條件。

（5）為保證污水處理系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，供電系統(tǒng)需有較高的可靠性，且污水站運(yùn)行設(shè)備有足夠的備用率。

（6）所有構(gòu)筑物和設(shè)備具有防腐、防漏處理。

表1 生產(chǎn)廢水的分類(單位：mg/L)

表2 出水排放標(biāo)準(zhǔn)(單位：mg/L)

圖1 處理工藝流程圖

3 電鍍廢水處理工藝的選擇

根據(jù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有含氰廢水的各種處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合本設(shè)計(jì)電鍍廢水的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)選擇采用化學(xué)法進(jìn)行連續(xù)處理：先破氰，后混凝處理。設(shè)計(jì)處理流程見圖1所示。

3.1 工藝流程說明

3.1.1 含氰廢水（系統(tǒng)A）

廢水在堿性條件下，次氯酸鹽將氰根氧化分解為無毒的物質(zhì)，其反應(yīng)原理為在堿性條件下，用次氯酸鈉作氧化劑，使氰根氧化成氮?dú)狻錃夂吞妓猁}，反應(yīng)分兩步進(jìn)行：

氧化反應(yīng)分兩步進(jìn)行：①通過pH控制系統(tǒng)自動(dòng)控制堿的加入量，調(diào)節(jié)廢水的pH值至10～11，同時(shí)通過ORP（氧化還原電位）自動(dòng)控制系統(tǒng)控制氧化劑的加入量，使廢水的ORP值在300mV～350mV之間；②通過pH控制系統(tǒng)自動(dòng)控制酸的加入量，調(diào)節(jié)廢水的pH值為7～8，同時(shí)通過ORP自動(dòng)控制系統(tǒng)控制氧化劑的加入量，使廢水的ORP值為600mV～700mV。破氰后的廢水匯入到綜合調(diào)節(jié)池中和系統(tǒng)B的廢水合并以進(jìn)行后續(xù)處理。（一般當(dāng)水中余氯（Cl-）量為2mg/dm3～5mg/dm3時(shí)，可認(rèn)為氰已基本被破壞。）

也就是破氰分兩步走：

一級(jí)破氰池：pH=10～11 ORP=300～350mv（調(diào)試設(shè)定）；

二級(jí)破氰池：pH=7～8 ORP=600～700mv（調(diào)試設(shè)定）。

3.1.2 含銅、鎳酸堿綜合廢水（系統(tǒng)B）

含銅、鎳酸性綜合廢水流入綜合調(diào)節(jié)池中和破氰后的廢水合并，然后提升到中和池中，加入氫氧化鈉調(diào)整pH值在10.5左右，然后自流到混凝反應(yīng)池中，這時(shí)鎳、銅等離子形成溶度積極小的沉淀物，通過投加PAC（聚合氯化鋁）和PAM（聚丙烯酰胺），使水中顆粒在混凝劑的作用下變大，然后在斜板沉淀池中分離沉淀物，達(dá)到去除重金屬的目的。PAC、PAM添加量參數(shù)如下：PAM設(shè)計(jì)最大投藥量為10mg/L，濃度為0.1%；PAC設(shè)計(jì)最大投藥量為100mg/L，濃度為2%。

斜板沉淀池中的上清液自流到達(dá)中間水池，為了進(jìn)一步去除廢水中的SS，將廢水再通過水泵送到濾罐過濾后流入回調(diào)池，經(jīng)回調(diào)池加酸回調(diào)pH為7～9，然后自流到清水池，最后經(jīng)排放堰達(dá)標(biāo)排放。

經(jīng)前處理的廢水調(diào)pH=10.5左右，反應(yīng)式如下：

H++OH-=H2O

Mn++nOH=M(OH)n↓

3.1.3 高濃度含銅、鎳廢水

該股廢水水量小，一個(gè)月排放一次，每次僅0.20m3，但金屬離子濃度很高，酸性較強(qiáng)，若一次性進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成較大沖擊，故應(yīng)先排到事故池中暫存，每天從事故池中加少量到綜合調(diào)節(jié)池，進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)。

3.1.4 SS的去除

廢水中的懸浮物可由混凝沉淀法得以去除。在系統(tǒng)的末端設(shè)石英砂過濾器以保證其出水水質(zhì)。

表3 主要處理構(gòu)筑物一覽表

表4 主要設(shè)備一覽表

表5 各構(gòu)筑物預(yù)期去除率一覽表

3.2 主要構(gòu)筑物、設(shè)備、去除率一覽表

主要構(gòu)筑物見表3。

主要設(shè)備見表4。

各處理構(gòu)筑物預(yù)期去除率見表5。

4 結(jié)論

本項(xiàng)目為處理電鍍廢水，電鍍行業(yè)使用了大量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬溶液，甚至包括鎘、氰化物、鉻酐等有毒有害化學(xué)，在工藝過程中排放了污染環(huán)境和危害人類健康的廢水、廢氣和廢渣，會(huì)對(duì)水環(huán)境質(zhì)量和人的身體健康造成危脅。其危害甚大，治理勢(shì)在必行。

根據(jù)該電鍍廢水的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用了“先破氰，后混凝處理”的物化處理工藝。處理后總CN-由50mg/L降到0.3mg/L，總銅由159.76mg/L降到0.5mg/L，總銀由30mg/L降到0.3mg/L，總鋅由66.98mg/L降到1.5mg/L，總鎳由134.15mg/L降到0.5mg/L，SS降到50mg/L，總的去除率依次為：99.4%，99.7%，99.0%，97.5%，99.6%。出水水質(zhì)達(dá)到《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB21900-2008）中新建企業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)中表2規(guī)定的水污染物排放濃度限值的規(guī)定。

本設(shè)計(jì)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行技術(shù)可靠性、經(jīng)濟(jì)合理性及實(shí)施可能性等多方面綜合性研究，進(jìn)行工藝比較和論證，提出合理建設(shè)方案，優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，致力于使本項(xiàng)目達(dá)到環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益高度統(tǒng)一。