深圳某電鍍工業(yè)園廢水處理工程

更新時(shí)間：2011-02-24 15:59 來(lái)源：水處理技術(shù) 作者: 李富祥，龔為進(jìn)，尹運(yùn)基閱讀：5572

摘要：某電鍍工業(yè)園廢水排放量大、成分復(fù)雜。根據(jù)廢水水質(zhì)特點(diǎn)，前處理廢水經(jīng)過(guò)隔油池和氣浮處理，鍍鎳廢水經(jīng)過(guò)化學(xué)氧化和沉淀處理后再和前處理廢水混合進(jìn)入生化系統(tǒng)進(jìn)行處理。含氰廢水采用次氯酸鈉氧化，含鉻廢水采用酸性NaHSO3還原，金屬離子綜合廢水采用氫氧化物沉淀進(jìn)行預(yù)處理后，再和含氰、鉻廢水混合進(jìn)行混凝處理。經(jīng)過(guò)3 個(gè)月的試運(yùn)行，出水COD、SS 質(zhì)量濃度平均值分別為87 mg·L-1 和63 mg·L-1，只有銅離子超標(biāo)，最高達(dá)到0.76mg·L-1。對(duì)銅離子含量高的金屬離子綜合廢水增加內(nèi)電解預(yù)處理工藝，改造后出水水質(zhì)中所有污染物因子都滿(mǎn)足污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 8978－1996）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：電鍍,廢水處理,設(shè)計(jì),工業(yè)園

電鍍工業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量含高濃度的氰和重金屬離子的廢水，如果不經(jīng)處理直接排放，會(huì)嚴(yán)重污染地面水環(huán)境。目前，對(duì)電鍍工業(yè)廢水的處理主要以物理化學(xué)法為主，有化學(xué)氧化、混凝沉淀、膜處理以及微波輻射等[1-4]。

深圳某電鍍工業(yè)園以生產(chǎn)手機(jī)、電腦和家用電器零部件為主。園區(qū)排放的廢水主要來(lái)自鍍件前處理和各電鍍工段后的清洗工段，廢水排放量約為 960 m3·d-1。

1 廢水水量和設(shè)計(jì)水質(zhì)

根據(jù)廢水來(lái)源和主要污染成分將該工業(yè)園生產(chǎn)廢水分為5 個(gè)部分。

前處理廢水：水量220m3·d-1，pH 為6～8，COD 為 280～320mg·L-1，其中石油類(lèi)質(zhì)量濃度250～300mg·L-1。含氰廢水：水量90m3·d-1，pH 為7～9，CN- 質(zhì)量濃度20～30 mg·L-1，總銅質(zhì)量濃度20～25 mg·L-1，總鎳質(zhì)量濃度20～30mg·L-1，CN- 主要以絡(luò)合狀態(tài)存在。含鉻（Ⅵ）廢水：水量120m3·d-1， pH：2~3，Cr(Ⅵ) 含量10～40 mg·L-1。

化學(xué)鍍鎳廢水：水量180 m3·d-1，pH：3 ～5，Ni2+ 質(zhì)量濃度100～120 mg·L-1，元素磷質(zhì)量濃度35～45 mg·L-1，COD 為400～420 mg·L-1。

金屬離子綜合廢水：水量350m3·d-1，pH 為3～6， Cu2+ 質(zhì)量濃度15～25 mg·L-1，Zn2+ 質(zhì)量濃度15～25 mg·L-1，Pb、Pt 少量。

1.1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

根據(jù)廢水水質(zhì)確定處理工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)為：前處理廢水COD 為300 mg·L-1，含氰廢水CN- 質(zhì)量濃度30 mg·L-1；含鉻（Ⅵ）廢水，Cr(Ⅵ)質(zhì)量濃度40 mg·L-1；化學(xué)鍍鎳廢水，Ni2+ 質(zhì)量濃度120 mg·L-1，元素磷質(zhì)量濃度45 mg·L-1，COD 420 mg·L-1；金屬離子綜合廢水，Cu2+ 質(zhì)量濃度25 mg·L-1，Zn2+ 質(zhì)量濃度 25 mg·L-1，其它重金屬以二價(jià)陽(yáng)離子合計(jì)，10 mg·L-1。

1.2 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

設(shè)計(jì)出水水質(zhì)按照污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 8978－1996）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，具體指標(biāo)值為：pH 為6～9， COD 100 mg·L-1，SS 質(zhì)量濃度70 mg·L-1，CN 質(zhì)量濃度0.5 mg·L-1，Cr(Ⅵ) 質(zhì)量濃度0.5 mg·L-1，Ni 質(zhì)量濃度1.0 mg·L-1，Cu 質(zhì)量濃度0.5 mg·L-1，Zn 質(zhì)量濃度5.0 mg·L-1，，Pb 質(zhì)量濃度1.0 mg·L-1。

2 處理工藝

2.1 工藝選擇

前處理廢水：污染物以鍍件上的油污為主，為提高處理效果，降低藥劑成本，在工藝選擇上采取了物理、生化相結(jié)合的方法，廢水首先通過(guò)隔油池去除大部分油污，然后通過(guò)氣浮去除廢水中懸浮的細(xì)小油滴，最后再通過(guò)生化方法去除剩余的有機(jī)物。

含氰廢水：目前我國(guó)含氰廢水的處理在生產(chǎn)實(shí)踐上有多種方法，如離子交換、電解氯化、臭氧氧化、堿性氯化法[5-6]等，其中堿性氯化法在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有相當(dāng)成熟的經(jīng)驗(yàn)[7]，采用也很廣泛。Ca(ClO)2 的成本雖然較低，但會(huì)產(chǎn)生Ca(OH)2 和CaSO4 沉淀，增加了污泥量[8]，本工程以次氯酸鈉為氧化劑，以計(jì)量泵投加，反應(yīng)完全后在混合池與金屬綜合廢水匯合。

含Cr(Ⅵ)廢水：廢水來(lái)源于鍍鉻車(chē)間，鉻元素是以鉻酸根（CrO4 2-）和重鉻酸根（Cr2O7 2-）的形式存在。生產(chǎn)上對(duì)于Cr(Ⅵ)廢水的化學(xué)處理多采用還原法，還原劑有硫酸亞鐵、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、二氧化硫、焦亞硫酸鈉等，將六價(jià)鉻還原為Cr3+，并形成為Cr(OH)3 ，由于亞硫酸氫鈉還原劑反應(yīng)速度相對(duì)較快[9]、用藥量較小、污泥量少[10]，本工程采用的是酸性NaHSO3 還原法，反應(yīng)完全后在混合池與金屬綜合廢水匯合，再經(jīng)混凝、沉淀及pH 回調(diào)達(dá)標(biāo)后排放。

化學(xué)鍍鎳廢水：該工業(yè)園有化學(xué)鍍鎳工序的車(chē)間共計(jì)9 家，由于各個(gè)車(chē)間所采用的藥劑配方互不相同，廢水處理站收集的化學(xué)鍍鎳廢水的成分非常復(fù)雜，根據(jù)各車(chē)間提供的資料，除了鎳鹽（多為硫酸鎳）外，廢水中還含有次亞磷酸鹽，有機(jī)酸（如檸檬酸、丁二酸、乳酸等）、有機(jī)鹽（如醋酸鈉）、表面活性劑等，甚至還有微量蛋白質(zhì)（作為光亮劑），因而選擇工藝的著眼點(diǎn)實(shí)際上有3 個(gè)，即金屬鎳、元素磷和有機(jī)物。工藝選擇上首先通過(guò)強(qiáng)氧化劑將次、亞磷酸鹽氧化為正磷酸鹽，然后投加石灰乳沉淀磷酸鹽和氧化過(guò)程中從絡(luò)合態(tài)中被釋放出來(lái)的鎳，再通過(guò)生化系統(tǒng)去除有機(jī)物。

金屬離子綜合廢水：除以上4 路廢水以外的其它以重金屬污染為主的廢水均歸入此類(lèi)。主要污染物質(zhì)有Cu、Zn，少量Pb、Pt 等。金屬離子的去除主要采用氫氧化物沉淀法和硫化物沉淀法。硫化物溶度積要比其氫氧化物溶度積小很多，金屬離子沉淀也會(huì)更徹底；但由于硫化物形成的絮團(tuán)很小，沉降緩慢，需另加凝絮劑；另外生成的金屬硫化物，是有潛在毒性的物質(zhì)，需進(jìn)行再處理[11]。因而本工程采用氫氧化物沉淀法處理。

2.2 工藝流程及參數(shù)控制

各路廢水處理的工藝流程見(jiàn)圖1。

各路廢水處理參數(shù)控制為：（1）前處理廢水： pH 調(diào)整池pH 為10～10.5；（2）含氰廢水：一級(jí)氧化池pH 為10～11，ORP 為300～350 mV。二級(jí)氧化池pH 為8～9，ORP 為600～650 mV；（3）含鉻廢水：還原反應(yīng)池pH 為2～3，ORP 為250～300 mV；（4）化學(xué)鍍鎳廢水：氧化反應(yīng)池為pH 為2～3，ORP 為450～500 mV；pH 調(diào)整池pH 為10～11；（5）金屬離子綜合廢水：pH 調(diào)整池pH 為10～10.5。生化系統(tǒng)采用的是水解酸化+催化氧化工藝，其中水解酸化池控制溶解氧質(zhì)量濃度小于0.3 mg·L-1，接觸氧化池內(nèi)溶解氧質(zhì)量濃度在2.0～4.0 mg·L-1。

3 處理效果

該工程于2008 年8 月完工，當(dāng)月通水，經(jīng)反復(fù)調(diào)試和3 個(gè)月試運(yùn)行，其中連續(xù)15 d 的檢測(cè)指標(biāo)值見(jiàn)表1。可以看出，在現(xiàn)有工藝流程下，處理后廢水中絕大部分污染指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)到設(shè)計(jì)要求，效果良好，出水中只有銅的達(dá)標(biāo)情況不夠穩(wěn)定，有超標(biāo)的現(xiàn)象。

4 改進(jìn)措施

針對(duì)最后出水銅元素有超標(biāo)現(xiàn)象的情況，對(duì)原水水質(zhì)重新進(jìn)行了化驗(yàn)、檢測(cè)、分析，認(rèn)為5 路廢水中含銅的有2 路，其中含氰廢水水量相對(duì)較小。檢測(cè)結(jié)果表明，氰的氧化比較徹底，而金屬綜合廢水的水量較大，廢水來(lái)源復(fù)雜，車(chē)間生產(chǎn)以手工勞動(dòng)為主，廢水分離工作不夠徹底，除了以自由離子方式存在外，銅還可能以絡(luò)合狀態(tài)存在，而現(xiàn)有工藝沒(méi)有對(duì)這部分以絡(luò)合狀態(tài)存在的銅離子采取破絡(luò)措施。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，對(duì)金屬綜合廢水處理工藝做如圖2 改進(jìn)。

金屬綜合廢水增加內(nèi)電解處理工藝。通過(guò)對(duì)比和參考類(lèi)似廢水處理工程[12-13]的反應(yīng)條件，決定內(nèi)電解池反應(yīng)條件為：pH 3～4，反應(yīng)水力停留時(shí)間90 min，填料為鐵刨花和焦炭與活性炭的混合物，鐵炭比m (Fe)：m(C)=4：1。為使反應(yīng)完全，節(jié)省日常運(yùn)行費(fèi)，內(nèi)電解池出水采取部分循環(huán)回內(nèi)電解池的進(jìn)口端。改進(jìn)后，連續(xù)10d 的銅的排放指標(biāo)見(jiàn)表2。可以看出，增加內(nèi)電解工藝后，銅的排放濃度[Cu]max=0.37 mg·L-1，[Cu]min=0.06 mg·L-1，[Cu]ave=0.252 mg·L-1，完全達(dá)到GB 8978－1996 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)[14]。

5 結(jié)論

電鍍廢水種類(lèi)繁多，成分復(fù)雜，在設(shè)計(jì)多種電鍍廢水處理工程時(shí)，應(yīng)該科學(xué)、合理的對(duì)廢水分類(lèi)，分水過(guò)細(xì)，則構(gòu)筑物繁多，日常運(yùn)行費(fèi)居高不下，藥劑浪費(fèi)嚴(yán)重，分水過(guò)粗，則污染因子可能相互干擾，難以達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。

成分復(fù)雜的水種的處理應(yīng)該多種方法相結(jié)合，在穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的目標(biāo)下，物理法、化學(xué)法、生物法和電化學(xué)法合理結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短。本工程針對(duì)各路廢水有針對(duì)性地采用不同處理方法，處理后COD 平均值為87 mg·L-1，SS 的質(zhì)量濃度為64 mg·L-1，氰和銅、鉻等重金屬含量也完全達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

處理結(jié)果表明，內(nèi)電解法處理電鍍廢水的效果良好，處理出水銅質(zhì)量濃度平均值只有0.252 mg·L-1，完全達(dá)到GB 8978－1996 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)絡(luò)合狀態(tài)金屬離子的處理無(wú)需投加破絡(luò)藥物，減少了對(duì)化學(xué)藥物的依賴(lài)；但內(nèi)電解反應(yīng)對(duì)酸的需求較大，裝填和更換填料的勞動(dòng)強(qiáng)度較大，污泥產(chǎn)量較多。

參考文獻(xiàn)：

[1] 印春生.電鍍廢水處理工程改造實(shí)例[J].污染防治技術(shù),2009,22 (4):120-123.

[2] 顧瑾,王芳芳,張林等. 反萃預(yù)分散支撐液膜技術(shù)回收電鍍廢水中鉻離子的研究[J].水處理技術(shù),2009,9:64-68.

[3] 張志軍,楊麗芳,徐智煒.混凝法處理含銅電鍍廢水的實(shí)驗(yàn)研究 [J].環(huán)境工程學(xué)報(bào),2009,3(7):1233-1236.

[4] 劉濟(jì)陽(yáng),夏明芳,張林生,等. 膜分離技術(shù)處理電鍍廢水的研究及應(yīng)用前景[J].污染防治技術(shù),2009,22(3):65-69.

[5] 黃瑞光.五十年來(lái)我國(guó)電鍍廢水治理的回顧[J].電鍍與精飾,2000, 22(2):6-8.

[6] 邱延省.含氰廢水處理技術(shù)與進(jìn)展[J].江西冶金,2002,22(3):25-29.

[7] 董寶珍.關(guān)于氧化法處理含氰廢水工藝的探討[J].北方環(huán)境, 2003,28(2):59-60.

[8] 彭昌盛,孟洪, 等.化學(xué)法處理電鍍廢水的工藝流程及藥劑選擇 [J].水處理技術(shù),2003,29(6):363-365.

[9] 魏璽昌.影響電鍍含鉻廢水處理的幾個(gè)問(wèn)題[J].電鍍與環(huán)保, 2003,23(5):36-37.

[10] 劉俊良,楊全利,劉明德.含鉻廢水處理綜述[J].河北科技圖苑, 1997,(3):13-15.

[11] 馬小隆,劉曉東,周廣柱.電鍍廢水處理存在的問(wèn)題及解決方案 [J].山東科技大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2005,24(1):107-111.