中山高平工業(yè)園電鍍廢水集中處理工程

更新時間：2011-02-24 15:47 來源：作者: 閱讀：12042

中山市三角鎮(zhèn)高平工業(yè)區(qū)由原高平化工區(qū)擴大區(qū)域和發(fā)展配套項目演變而來，包含了化工園、輕工園和科技園三個規(guī)劃工業(yè)小區(qū)。高平化工園位于高平工業(yè)區(qū)西部，園內(nèi)規(guī)劃、已建或在建有表面處理產(chǎn)生的企業(yè)廢水中含有各種重金屬、有毒物質(zhì)，對環(huán)境影響較大。

高平電鍍污水處理有限公司于2003年3月在一、二期建設的基礎(chǔ)上改擴建第三期工程，承擔園內(nèi)規(guī)劃的25家表面處理企業(yè)的工業(yè)廢水集中處理任務，規(guī)劃處理能力1．2萬m3/d。電鍍廢水分為5類：含氰廢水、含鉻廢水、混排廢水、前處理廢水和酸堿綜合廢水。原水分類及水質(zhì)見表1，要求達到的排放標準見表2。

1 廢水處理工藝流程(見下圖)

1.1 含氰廢水的預處理

氰化電鍍是常用的鍍法之一，主要用于鍍鋅、鍍鉛、鍍鎘、鍍銅、鍍銀、鍍金。鍍件的質(zhì)量優(yōu)于無氰電鍍，鍍液質(zhì)量較穩(wěn)定，操作管理也較為方便。根據(jù)各種氰化電鍍鍍液的配方，氰化電鍍過程中產(chǎn)生的含氰廢水中除含有劇毒的游離氰化物外，也有銅氰、鎘氰、銀氰、鋅氰等絡合離子存在，所以破氰后，重金屬離子也將進入廢水中。因此，在處理含氰廢水時，也應包括對重金屬離子的處理。

含氰廢水的處理方法很多，有電解氧化法、活性炭吸附法，離子交換法、臭氧法和硫酸亞鐵法等。目前國內(nèi)外多采用堿性氯化法，本系統(tǒng)就采用此種方法。即在堿性條件下，投入氧化劑將氰根離子通過兩級氧化反應生成CO2和N2，從而達到去除氰根離子的目的。

堿性氯化法破氰分兩個階段：第一階段是將氰氧化成氰酸鹽，稱為“不完全化” ，反應式如下：

CN +ClO-+H2O—> CNCl+20H-

CNCI+2OH-一>CN0- +C1- +H20

反應條件：pH=lO．0～11．0；ORP=350-400mV。

第二階段是將氰酸鹽進一步氧化分解成二氧化碳和氮氣，稱為“完全氧化”。反應式如下：

2CNO～+3CLO-+H2O—>2CO2+N2+3C1-+2OH-

反應條件：pH=7．5～8．0；ORP=600～650mV。

經(jīng)過破氰預處理后的含氰廢水(CN-<0．5mg／L)再排入綜合廢水調(diào)節(jié)池中，與其它預處理后的出水混合一起處理，在堿性條件下進一步去除廢水中的重金屬離子。

1.2 含鉻廢水的預處理

含鉻電鍍廢水來源于鍍鉻、鈍化、鋁陽極氧化等鍍件的清洗水，該廢水中主要含Cr6+，以CrO4 2- 、Cr207 2-形式存在。一般的鍍鉻清洗水濃度為20～150mg／L；鈍化后的清洗水中Cr6+濃度高達200～300mg／L。此外，還含有三價鉻、銅、鐵、鎳、鋅等重金屬離子以及硫酸、硝酸、氧化物等。

含鉻廢水的處理方法有化學法、離子交換法、電解法、活性炭吸附法、蒸發(fā)濃縮法、表面活性劑法等，其中化學還原法最常用。化學還原法是利用硫酸亞鐵、亞硫酸鹽、二氧化硫等還原劑，將廢水中六價鉻還原成三價鉻離子，加堿調(diào)整pH值，使三價鉻形成氫氧化鉻沉淀去除。主要化學反應：

Cr207 2- + 3HSO3 - + 5H +—>2Cr 3+ + 3SO42- + 4H2O

反應條件：pH=2．5～3．0；ORP=250～280mV。

經(jīng)上述還原預處理后的含鉻廢水(Cr6+ <0．5mg／L)再排入綜合廢水調(diào)節(jié)池中，與其它預處理后的出水昆合一起處理，在堿性條件下進一步去除廢水中的cr 離子。

1.3 前處理廢水的預處理

前處理廢水主要來自于電鍍工藝的預處理階段，預處理階段主要是對鍍件進行刨光、清洗和除油等處理。因此，前處理排出的廢水中主要含有油、酸、堿和部分表面活性劑等物質(zhì)，一般不含有重金屬。前處理廢液的處理主要是去除COD。

處理COD最有效最經(jīng)濟的方法就是生化法。但電鍍廢水中COD的主要成分為表面活性劑，其化學性質(zhì)穩(wěn)定，直接進行生化則較難降解，并且該廢液中會含有少部分重金屬，對微生物有毒害作用，因此在進入生化系統(tǒng)前，必須先將其去除。微電解法是利用鐵一碳粒料在電解質(zhì)溶液中腐蝕形成的微電解過程來處理廢水的一種電化學技術(shù)。電極反應過程不耗電，會產(chǎn)生氧化還原、電附聚等作用；電極反應產(chǎn)生的新生態(tài)Fe 是一種吸附、包容和絡合能力相當強的混凝劑。故微電解法的特點是作用機制多、協(xié)同性強、綜合效果好、可提高廢水的可生化性，與二級生化處理工藝匹配性好、操作簡便、運行費用低。其COD去除率可達20％～60％，脫色率在50％～96％。目前該技術(shù)已廣泛應用于各種無機廢水處理和有機難降解廢水的預處理上，效果十分明顯。微電解反應的原料為鑄鐵屑和焦炭，鑄鐵是鐵和碳的合金，當其浸沒在酸性廢水(或電解質(zhì)溶液)中時鐵和炭之間存在著明顯的電勢差，這樣便在兩者之間形成了無數(shù)個微小原電池。在鐵屑中加入焦炭后，鑄鐵屑與焦炭粒接觸進一步形成較大原電池，使鐵屑在受到微原電池腐蝕的基礎(chǔ)上，又受到大原電池的腐蝕，從而加快了電化學反應的進行，同時存在空隙可以防止結(jié)塊堵塞，保持良好的水力條件，延長再生周期。反應中鐵做陽極，炭做陰極，反應過程如下：

陽極：Fe—2e—> Fe2+ —0．44V；

陰極：H+ +2e—>H2 0．00V；

O2+4e-+4H+ —>2H2O +1．23V (酸性有氧條件下)。

從上述反應方程式可以得知，當鐵炭微電解處于酸性有氧的電解質(zhì)環(huán)境時，炭和鐵構(gòu)成的電勢差最大，可以達到1．67V。這樣的氧化電位足以氧化大部分有機物。經(jīng)微電解后的前處理廢水經(jīng)過混凝沉淀去除重金屬后，進入后續(xù)生化處理進一步去除COD。

1.4 混排廢水的預處理

混排廢水主要指鍍槽滲漏、操作或管理不善引起的“跑、冒、滴、漏”的各種槽液和排水；另外還有車間地面沖洗、刷洗極板水等。混排廢水成分復雜，不易控制，由于含氰廢水和含鉻廢水混在一起，故對這部分廢水的處理應先破氰，將氰氧化，然后再還原除鉻。

1.5 綜合廢水的處理

綜合廢水主要來自鍍件清洗水，呈酸性，水量大，是電鍍廢水的主要來源。與其它幾種預處理的出水混合成綜合廢水。廢水中主要含有Cu2+、Ni2+ 等重金屬離子，這些重金屬離子以游離態(tài)形式存在于廢水中。將廢水：pH值調(diào)節(jié)為8．0～9．5，添加助凝劑和絮凝劑(PAC、PAM)，使之形成氫氧化物沉淀，經(jīng)過沉淀固液分離可去除Cu2+、Ni2+ 等重金屬離子。此時，若出水中重金屬離子超標，過濾出水升至砂濾塔、陽離子交換塔，從而去除廢水中殘留重金屬離子，出水達標排放。

2 處理效果

該廢水處理工程于2004年6月投入運行以來，設施運轉(zhuǎn)正常，處理效果良好，出水水質(zhì)穩(wěn)定達標。經(jīng)中山市環(huán)境監(jiān)測中心站監(jiān)測(治理后廢水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果見表3)，出水達到廣東省地方標準水污染物排放限值》(DB44／26—2001)一級標準的要求。工程于2005年3月正式通過中山市環(huán)保局的竣工驗收。