高效沉淀池在電鍍廢水處理應用中的弊端和解決措施

朱勇　莫渺

摘 要：某電子廠為節約水處理占地面積，提升廢水處理效率，決定采用高效沉淀池來處理混合型電鍍廢水。然而，這個組合設備在實際運行中卻發生了諸多問題，嚴重影響了整套系統的處理效果。為此，對相應的弊端產生原因從源頭重新進行分析，實施了有效地解決措施，達到了中和-降解-混凝-沉淀-達標排放的目標，也為同行提供了可行的例證。

關鍵詞：電子廠;電鍍廢水;高效沉淀池

中圖分類號：TU9? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2022）07-0098-03

1概況

1.1 項目概況

某電子廠，建設規模為1萬噸鋰電箔制造，項目于2018年8月份通過竣工環境保護驗收。該項目廢水采用“PH調節+絮凝沉淀”的處理工藝，其工藝流程如圖1所示。

1.2 高效沉淀池介紹

高效沉淀池工藝是依托污泥混凝、循環（回流）、斜管分離及濃縮等多種理論，通過合理的水利和結構設計，開發出的集泥水分離與污泥濃縮功能于一體的新一代沉淀工藝[1]。該特殊的結構設計，尤其適用于中水回用和各類廢水高標準排放領域。

該項目共建有2套污水處理系統，分別稱為含銅廢水處理系統和含鉻廢水處理系統，工藝流程相似，共建有兩個高效沉淀池，分別為含銅沉淀池和含鉻沉淀池。

該項目高效沉淀池高度4.5 m，直徑8 m，池底坡度10°，為現澆鋼筋混凝土半地下式沉淀池。池底中心處最低點設置排泥管連接污泥泵。每個高效沉淀池配備一臺刮泥機，刮泥機線外圓線速度為3 m/min。高效沉淀池斜管孔徑80 mm，斜管斜長1 m，斜管安裝傾角60°，斜管底部配水區0.67 m，斜管上部水深1.87 m。污水在三級反應槽加藥充分攪拌絮凝后通過沉淀池中上部φ219 mm進水管進入中心管，開始沉淀。

為節約水處理占地面積，提升廢水處理效率，遂采用上述高效沉淀池，以期縮短流程，加速污泥沉淀效果，確保處理達標。該高效沉淀池剖面圖如圖2所示。

含有表面處理類有機物添加劑的電鍍廢水不同于單一的酸堿廢水，雖然項目部運用上述高效沉淀池這樣的組合拳，結果能做到短時間內應急，但只能算是中試結果合格，達不到長期穩定運行的目的;現場高效沉淀池內污水渾濁，污泥翻池，刮泥機故障頻出，令人無所適從。

2 高效沉淀池不適用的原因分析和初步解決方案

2.1 原因分析

現場實際情況是廢水經過一級沉淀后，出現污泥翻池現象，并且廢水無法連續穩定的達標排放。經過反復試驗和過程檢討中發現：

銅箔生產過程中運用的表面處理技術，使電鍍廢水中含有很多的光亮劑、穩定劑等許多有機物添加劑，它們會和銅離子、鉻離子形成穩定的絡合物，單一的氧化還原或傳統的絮凝沉淀法都不能達到理想的處理效果。

浸沒式超濾置于沉淀池斜管上部，沉淀池斜管上部的上清液通過自吸泵負壓抽吸，使上清液透過膜表面，從中空纖維膜內側抽出，污染物截留在膜表面。而為防止污染物堆積在超濾表面，為超濾增加曝氣裝置。在高效沉淀池當中，水流方向與沉淀物沉降方向相反，沉淀物向下沉降，而水流方向向上。浸沒式超濾在高效沉淀池將污水抽出過程中，提升了水流向上的流速，影響了沉淀物向下正常的沉降，導致經常出現污泥翻池現象。

2.2 解決措施

將浸沒式超濾移出高效沉淀池，增加二沉系統。

項目部將高效沉淀池中的超濾系統拆除移走，沉淀池的上清液通過自吸泵打入新增的二級加藥反應池中，按照順序依次投入硫化鈉、硫酸亞鐵、PAM，使殘留的銅離子、鉻離子形成硫化銅、氫氧化鉻的沉淀形式將其去除，硫化鈉可以較好的捕捉水中絡合態的銅離子、鉻離子，將殘留的銅離子、鉻離子去除，硫酸亞鐵與PAM的絮凝作用可以使硫化銅、氫氧化鉻聚集形成更大的礬花，此后流入新增的二級斜管沉淀池中，依靠重力的作用將沉淀物去除。新增一個超濾膜池，二級沉淀池的上清液自流進入超濾膜池中，超濾膜的出水經回調PH值后，達標排放。新增二級斜管沉淀池和超濾膜池的排泥都經過污泥泵打入污泥池中。新增二沉系統管路圖如圖3所示。

2.3 成果小結

第一，新增了二沉系統后，可以確保污水中的銅離子/鉻離子濃度可以穩定在排放標準以下。

第二，超濾膜安裝了獨立的膜池，膜池和沉淀池的功能相互獨立，對于超濾膜的使用更加合理，減輕超濾膜的使用壓力。超濾膜無需再吊出來清洗，可以在膜池中完成清洗。

第三，現有高效沉淀池在拆除了超濾膜后可以恢復高效沉淀池的功能，其較小的表面負荷以及較長的停留時間可以充分地沉淀水中的絮體，保證一級沉淀的出水效果，減輕二級沉淀的加藥壓力;也可以預防銅離子/鉻離子濃度較高時的特殊情況。在減去了曝氣后，污泥的沉淀效果也會更好，不會出現污泥翻池的情況。

3 系統紊亂的根本原因及解決措施

3.1 一級沉淀池的結構缺陷是造成系統紊亂的根本原因

新增二沉系統后，污水基本能夠保證合格，但是高效沉淀池卻依舊渾濁，過度依賴二沉系統。后期新增項目污水處理量將大幅度增加，而二沉系統處理量有限。

高效沉淀池利用豎流式沉淀池原理，其水流方向與懸浮顆粒沉降方向相反，當顆粒具有絮凝性時，上升的小顆粒和下沉的大顆粒之間相互接觸、碰撞而絮凝，使粒徑增大，沉速加快。另一方面，沉速等于水流上升速度的顆粒在池中形成一懸浮層，對上升的小顆粒起攔截和過濾作用[2]。由于沉淀池配水區高度過低，沉淀池在運行一段時間后，原本應在斜管區和配水區之間的懸浮層會慢慢上移，甚至高于斜管區，最終導致上清液渾濁，沉淀池沉淀效果不好。

3.2 解決措施

調整高效沉淀池內各區域高度。割除了原浸沒式超濾支架，斜管支架整體上移，斜管上部貼近污水進水管，提高了斜管區的同時，增加了配水區的高度，減少了清水區的高度，沉淀效率更高，區域布置更加合理高效。高效沉淀池各區域高度調整如表1所示。調整后的高效沉淀池剖面圖，如圖4所示。

3.3 成果小結

高效沉淀池上清液清澈見底，污水通過高效沉淀池基本能保證達標，釋放了二沉系統的壓力。

4 增加曝氣裝置，改善排泥效果

4.1 原因分析

含銅沉淀池污泥淤積在高效沉淀池斜管填料上方，斜管填料被壓變形塌陷，刮泥機減速機由于過載造成基座已開裂。

傳統的豎流式沉淀池底部坡度有45°～60°，而高效沉淀池底部坡度只有10°，污泥容易在池底淤積。

排泥泵排泥頻次過低。

4.2 解決措施

在刮泥機漿葉骨架上增加曝氣裝置。

第一，對含銅沉淀池進行維修，包含更換含銅沉淀池全部斜管填料約55 m2，更換刮泥機減速機一臺。

第二，在刮泥機槳葉上增加曝氣裝置（不銹鋼氣管），一個月左右開啟一次曝氣裝置，對沉淀池池底和斜管上淤積的污泥進行曝氣，一次10分鐘左右。

第三，增加污泥泵排泥幅度，定期開啟污泥泵進行排泥。

4.3 成果小結

含銅沉淀池正常平穩運行了兩年多，斜管填料上方很少有污泥淤積。

5 結語

經過不斷地探索研究，針對上述高效沉淀池3個方面的改造措施，總結出應用“沉淀池+二沉+超濾”的組合方法處理含有表面處理類有機物添加劑的電鍍廢水的有效途徑，徹底解決了現場水處理無法長期穩定達標排放的難題，釋放了水處理系統設備原有的處理能力，為項目的后期擴建掃清了障礙，也為同行提供了可行的例證。

參考文獻

[1] 劉大明.高效沉淀池的技術研究和應用[J].化工管理，2016（4）： 138-140.

[2] 陳家慶.環保設備原理與設計（第三版）[M].北京：中國石化出版社，2019.

收稿日期：2022-02-11

作者簡介：朱勇（1971—），男，安徽桐城人，本科，研究方向：電解銅箔制造。