電鍍廢水化學(xué)氧化-沉淀處理技術(shù)
0前言
電鍍行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的環(huán)節(jié)，涉及國防、工業(yè)、生活領(lǐng)域。從大類上分為機(jī)件金屬電鍍、塑料電鍍，達(dá)到工件防腐、美觀、延長壽命、外觀裝飾等效果。但同時(shí)電鍍產(chǎn)生的廢水毒性大，對土壤、水質(zhì)、動(dòng)植物等均產(chǎn)生危害。因此必須嚴(yán)格處理電鍍廢水，缺水地區(qū)需推行廢水達(dá)標(biāo)處理后循環(huán)利用。從技術(shù)生產(chǎn)上講，可以考慮采用離子交換的處理方法將廢水中的鎳離子進(jìn)行回收再利用，并將廢水經(jīng)過超濾系統(tǒng)和RO膜系統(tǒng)處理后進(jìn)行回用。通過這種方法，既可減少電鍍用水，同時(shí)回收金屬離子，達(dá)到資源的循環(huán)利用，減少污染物的排放。
1工程概況
寧波永新光學(xué)股份有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)各類顯微鏡和光學(xué)元件的專業(yè)制造企業(yè)。顯微鏡產(chǎn)品的鏡頭上配套的部分零件需要電鍍加工，且對工藝的要求較高，需在加工后2h內(nèi)進(jìn)行電鍍，以免影響美觀和產(chǎn)品質(zhì)量，這就要求企業(yè)配套一個(gè)規(guī)模適中的電鍍車間。車間年加工金屬產(chǎn)品約500t，電鍍過程產(chǎn)生含鉻廢水和綜合廢水，廢水總量約為40m3/d。其中含鉻廢水來自鍍鉻、鈍化等工藝清洗水，主要污染物為Cr6+，水量約為14m3/d；綜合廢水主要來自生產(chǎn)線的鍍件前期處理，電鍍、熱鍍后清洗，沖洗地面以及由于操作不當(dāng)造成的鍍液跑、冒、滴、漏等，水量約為26m3/d，主要污染物為Zn2+、Cu2+、Ni2+等離子及懸浮有機(jī)物和油類。出水水質(zhì)可達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）一級排放標(biāo)準(zhǔn)。
2廢水處理工藝
2．1工藝流程
工藝設(shè)計(jì)中，對含鉻廢水和綜合廢水分別進(jìn)行預(yù)處理，混合后經(jīng)混凝、沉淀、過濾等步驟，工藝流程見圖1。
2．2流程說明
2．2．1Cr6+還原反應(yīng)
含鉻廢水中Cr6+以CrO42-、Cr2O72-的形式存在，毒性較大，必須將其還原為Cr3+。
將含Cr6+廢水至調(diào)節(jié)池用泵提升至鉻還原反應(yīng)池，泵前加硫酸、焦亞硫酸鈉，調(diào)整pH控制在2～4，在酸性條件下將Cr6+還原為Cr3+，出水排入綜合水池。
2．2．2中和反應(yīng)
用泵把綜合水池廢水提升至一沉池反應(yīng)槽，同時(shí)啟動(dòng)綜合水泵后pH應(yīng)控制在10．5～11用于生成氫氧化鎳而去除鎳離子，并啟動(dòng)反應(yīng)攪拌機(jī)、開啟加藥箱經(jīng)加藥泵加入聚丙烯銑胺及堿式氯化鋁，加藥量為60～80L/h，配藥濃度為聚丙烯銑胺150g/m3、堿式氯化鋁25kg/m3，經(jīng)一沉池至二沉池，一沉池需每天排泥1～2次。一沉池出水進(jìn)入二沉池把pH回調(diào)至8～8．5用于去除鉻、銅、鋅離子，同時(shí)開啟加藥箱經(jīng)加藥泵加入聚丙烯銑胺，加藥量為60～80L/h及硫化鈉為40～50L/h，硫化鈉濃度為0．5kg/m3，二沉池出水至砂濾池后達(dá)標(biāo)排放。
2．2．3污泥處理
從儲(chǔ)泥池用氣動(dòng)隔膜泵把污泥打入板框壓濾機(jī)壓濾脫水，在脫水過程中，先低壓充料一段時(shí)間后逐步加大壓力，使壓力控制在0．5～0．6MPa，當(dāng)壓力穩(wěn)定在0．6MPa后至板框壓濾機(jī)濾出水很小時(shí)，關(guān)閉空壓機(jī)，停止氣動(dòng)隔膜泵運(yùn)轉(zhuǎn)，松開壓濾板運(yùn)走泥餅。
3主要處理構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)（見表1）
4工程調(diào)試及運(yùn)行
4．1工程調(diào)試
在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，pH是控制Cr6+還原反應(yīng)的關(guān)鍵因素，pH大于4時(shí)，反應(yīng)緩慢。因此在反應(yīng)之前，需先根據(jù)廢水狀況調(diào)節(jié)廢水的pH為2．5～3，再投加焦亞硫酸鈉，經(jīng)充分混合反應(yīng)后，Cr6+大部分轉(zhuǎn)化為Cr3+。
在綜合反應(yīng)池至一沉池的管路中，投加NaOH使pH維持在10．5～11，這是氫氧化鎳生成的理想pH范圍。如果改投Ca（OH）2，雖然能降低成本，但是投入Ca（OH）2后最終形成的微溶性鈣鹽在一定程度上會(huì)影響出水水質(zhì)。添加混凝劑堿式氯化鋁形成微絮體，再投加絮凝劑聚丙烯酰胺，即可形成淡黃色的大顆粒絮體沉淀物，通過沉淀去除，而使上清液清澈。
4．2處理效果
該工程于2006年8月竣工并進(jìn)行調(diào)試，10月投產(chǎn)運(yùn)行。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試的檢測結(jié)果來看，經(jīng)本工藝處理后，各種污染物的去除率均在90％以上，處理后的水質(zhì)全部達(dá)標(biāo)，具體數(shù)據(jù)見表2。
本廢水處理工程共投資36萬元，其中設(shè)備費(fèi)用32萬元，土建費(fèi)用2．5萬元，其他費(fèi)用1．5萬元，水處理成本為16元/m3。
5電鍍廢水處理循環(huán)回用工藝
含鎳廢水處理采用離子交換的處理方法。含鎳廢水首先集中進(jìn)入含鎳廢水收集池內(nèi)，經(jīng)預(yù)處理去除水中的懸浮物和大顆粒物及部分有機(jī)物，出水通過特種樹脂進(jìn)行鎳離子的回收，出水再經(jīng)精細(xì)過濾后收集回用或達(dá)標(biāo)排放。
中水回用方面的化學(xué)沉淀出水首先經(jīng)過砂濾、袋濾、碳濾等一系列預(yù)處理去除水中的懸浮物、小顆粒物質(zhì)及部分有機(jī)物，出水進(jìn)入精細(xì)過濾器進(jìn)一步去除水中雜質(zhì)，精濾后出水進(jìn)入超濾系統(tǒng)，經(jīng)過超濾去除水中溶解性大分子有機(jī)物。其出水進(jìn)入RO膜處理后回收，產(chǎn)生的濃水經(jīng)過處理后達(dá)標(biāo)排放。
經(jīng)濟(jì)可行性分析：設(shè)備總價(jià)：15．3+27．4＝42．7萬元，投資回收期約6年。
企業(yè)對該項(xiàng)目進(jìn)行評估時(shí)，經(jīng)測算，整個(gè)投資回收期在6年左右，無論從企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益還是社會(huì)環(huán)境效益等方面來看，該方案都值得考慮。
6結(jié)語
該工程投資少，占地面積小，運(yùn)行費(fèi)用低，技術(shù)成熟，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，且操作方便、易于管理。
廢水處理效果好，出水清澈，建議部分可回用至水質(zhì)要求不太高的生產(chǎn)清洗工序，節(jié)約水資源，減少廢水排放總量。
電鍍廢水中含有較多的貴重金屬離子，建議研制和采用鎳離子回收工藝。提高電鍍車間的管理水平，降低處理成本，做到清潔生產(chǎn)。
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