摘要: 介紹了某電鍍工業(yè)園電鍍廢水集中處理的工程實(shí)例, 廢水的主要特點(diǎn)是含較高濃度的Cr6+、CN- 、Cu2+、Ni+、Zn2+ 等污染物質(zhì), 且分流不徹底, 存在一定程度混排情況。改、擴(kuò)建工程中分析實(shí)際情況, 將各企業(yè)生產(chǎn)廢水分為前處理廢水、含氰廢水、含鉻廢水、綜合廢水、混排廢水5 種廢水分別進(jìn)行處理, 處理后廢水的各項(xiàng)出水指標(biāo)均達(dá)到廣東省《水污染排放限值》(DB 44 /26- 2001) 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。該工程的廢水分類方法, 對(duì)同類工業(yè)園區(qū)廢水集中處理的建設(shè)有一定借鑒意義。

關(guān)鍵詞: 電鍍廢水, 含氰廢水, 含鉻廢水,分類處理

某電鍍工業(yè)園區(qū)有21 家線路板生產(chǎn)企業(yè), 園區(qū)建有污水處理廠, 將各企業(yè)生產(chǎn)廢水集中進(jìn)行處理。廢水處理系統(tǒng)一期已建成投入運(yùn)行, 處理水量 5 000 m3 /d, 運(yùn)行期間經(jīng)常出現(xiàn)不能全因子達(dá)標(biāo)情況, 且各企業(yè)生產(chǎn)線擴(kuò)容, 排放廢水量增加, 亟需進(jìn)行改、擴(kuò)建工作。電鍍廢水處理工藝較為成熟, 關(guān)鍵在于污水按水質(zhì)嚴(yán)格分流。經(jīng)過調(diào)研, 從運(yùn)行穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)合理兩個(gè)方面考慮將生產(chǎn)廢水分為5 類, 有針對(duì)性的分類處理, 以氧化還原、中和、混凝沉淀、石灰沉淀工藝為主, 經(jīng)過運(yùn)行監(jiān)測(cè), 處理后出水各項(xiàng)指標(biāo)均能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)( 廣東省《水污染排放限值》(GB 44 /26- 2001) 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)) 。

1 設(shè)計(jì)水量及水質(zhì)

電鍍廢水處理改擴(kuò)建工程總設(shè)計(jì)水量為12 000 m3 /d, 主要分流為5 種性質(zhì)的廢水: ① 前處理廢水, 來自工件除油、除銹、除臘等工序, 占總排水量的20%, 主要污染物為油類、表面活性劑, 特點(diǎn)是高COD; ② 含氰廢水, 來自氰化鍍鋅、氰化鍍銅、氰化鍍隔等工序, 占總水量的15%, 主要污染物為CN- 、Zn2+、Cu2+ 等; ③ 含鉻廢水, 來自鍍鉻、鈍化等工序, 占總水量的20%, 主要污染物為Cr6+、Cr3+ 等; ④ 綜合廢水, 來自酸性鍍銅、鍍鎳、硫酸鋅鍍鋅、銨鹽鍍鋅等工序, 占總水量的 35%, 主要污染物為Zn2+、Cu2+、Ni2+ 等; ⑤ 混排廢水, 來自各鍍槽滲漏、鍍件移掛滴漏以及操作不當(dāng)?shù)呐苊暗温┑腻円杭皼_洗水, 占總水量的10%, 主要污染物為CN-、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Cr6+ 等。

廢水設(shè)計(jì)進(jìn)出水質(zhì)見表1。

2 原廢水處理工藝存在問題與改造方案

2.1 原廢水處理工藝流程

一期廢水處理系統(tǒng)中, 廢水分為含氰廢水、含鉻廢水、酸堿廢水3 類進(jìn)行處理。分類處理后3 股廢水混合加藥沉淀, 然后過濾排放。

① 含氰廢水采用二階段堿性氯化法處理:

一階段CN- + OCl- + H2O → CNCl + 2 OH

CNCl + 2 OH- → CNO- + Cl- + H2O

二階段2 CNO- + 3 Cl2 + 4 OH- → 2 CO2 + N2 + 6 Cl- + 2 H2O

② 含鉻廢水采用還原、沉淀法處理:

Cr2O7 2- + 3 HSO3 - + 5 H+ → 2 Cr3+ + 3 SO4 2- + 4 H2O

Cr3+ + 3 OH- = Cr(OH) 3↓

③ 酸堿廢水調(diào)節(jié)至堿性, 使金屬離子沉淀:

Cu2+ + 2 OH- = Cu(OH) 2↓

Ni2+ + 2 OH- = Ni(OH) 2↓

原廢水處理工藝流程如圖1。

2.2 存在問題

電鍍廢水處理工藝成熟, 單就此3 類廢水來看, 處理方法合理, 但是實(shí)際操作中, 由于各廠生產(chǎn)管理水平有限, 存在大量的手動(dòng)線、滾鍍線, 移掛時(shí)鍍液滴漏在所難免, 滴漏液成分復(fù)雜, 既含氰又含鉻, 導(dǎo)致地面收集廢水已是混排, 此外, 交接班時(shí)清洗缸廢水混排情況嚴(yán)重, 導(dǎo)致一期廢水處理系統(tǒng)無法達(dá)標(biāo)排放。

2.3 廢水收集系統(tǒng)改造方案

結(jié)合各生產(chǎn)廠實(shí)際情況, 將車間廢水分為5 類。每家排污企業(yè)根據(jù)排水量大小設(shè)置集水井5 個(gè), 分別用于收集5 類廢水( 詳見第1 節(jié)) , 泵送至污水處理廠相應(yīng)調(diào)節(jié)池。每個(gè)集水井的容積確保停留時(shí)間30 min 以上。除地面混排廢水, 其余4 類廢水收集管直接與相應(yīng)的清洗缸溢流口及排水底閥連接, 廠家不得隨意更改, 若要變更工藝路線, 需先報(bào)請(qǐng)鎮(zhèn)環(huán)保所同意。

2.4 廢水處理系統(tǒng)改、擴(kuò)建方案

已有處理設(shè)施處理水量5 000 m3 /d, 現(xiàn)需要改、擴(kuò)建為12 000 m3 /d, 復(fù)核各池體池容, 以充分利用已有構(gòu)筑物、設(shè)備為原則, 兼顧平面布置與高程布置, 減少新增建設(shè)用地、降低運(yùn)行費(fèi)用。改造利用情況見表2。

3 改擴(kuò)建工程工藝流程及主要構(gòu)筑物

3.1 工藝流程簡(jiǎn)述

電鍍廢水處理改擴(kuò)建工藝流程見圖2 所示, 圖中粗框表示新建構(gòu)筑物。

① 前處理廢水: 廢水首先經(jīng)隔油調(diào)節(jié)后進(jìn)入混凝反應(yīng)池, 混凝反應(yīng)池分為三級(jí), 前級(jí)投加 FeSO4 進(jìn)行混凝反應(yīng), 投加量為100 mg/L, 然后調(diào)整pH 值至8.5 ～9, 后級(jí)投加助凝劑PAM, 投加量為1 mg/L, 充分混合攪拌后進(jìn)入初沉池, 然后進(jìn)入接觸氧化池生物處理, 出水經(jīng)二沉池沉淀即可達(dá)標(biāo)排放。

② 含氰廢水: 進(jìn)行二階段堿性氯化法破氰處理[1] , 第一階段控制pH 值10.5 ～11, ORP 值300 ～ 400 mV, 第二階段控制pH 值6 ～7, ORP 值600 ～ 650 mV, 氧化劑采用NaClO, 調(diào)節(jié)pH 值采用 NaOH, 自控系統(tǒng)控制投加量, 處理后水排入綜合廢水調(diào)節(jié)池。

③ 混排廢水: 反應(yīng)池內(nèi)先調(diào)節(jié)pH 值至堿性, 進(jìn)行二階段堿性氯化法破氰處理, 完全破氰后的廢水進(jìn)入含鉻廢水調(diào)節(jié)池, 與含鉻廢水一起處理。

④ 含鉻廢水: 調(diào)節(jié)pH 值為2 ～3, 在還原池內(nèi)投加NaHSO3, 控制ORP 值在300 ～350 mV, 使廢水中的Cr6+ 還原為Cr3+, 然后再進(jìn)入綜合廢水調(diào)節(jié)池。

⑤ 綜合廢水: 調(diào)節(jié)池出水進(jìn)入反應(yīng)池, 投加 Ca(OH) 2, 控制pH 值為8.5 ～9.5, 生成Cr(OH) 3、 Cu(OH) 2、Ni(OH) 2、Zn(OH) 2 等沉淀, 經(jīng)沉淀分離后, 出水再經(jīng)快濾器過濾處理即可達(dá)標(biāo)排放。處理系統(tǒng)尾端設(shè)置保安系統(tǒng), 若出水中重金屬離子 ( 如Cu2+) 超標(biāo), 過濾出水流入中間水池, 進(jìn)行pH 控制, 之后由中間提升泵提升至陽(yáng)離子交換塔, 去除廢水中殘留金屬離子。

污泥經(jīng)過壓濾機(jī)處理后外運(yùn)處置, 濾出液進(jìn)入前處理廢水混凝沉淀池再進(jìn)行處理。

3.2 主要構(gòu)筑物及設(shè)備簡(jiǎn)述

廢水處理廠的設(shè)備主要選用國(guó)內(nèi)產(chǎn)品, 儀表均選用進(jìn)口高品質(zhì)產(chǎn)品。主要構(gòu)筑物尺寸、結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)參數(shù)如下( 注: 所有構(gòu)筑物均做防腐) :

氧化池A( 混排廢水) : 尺寸為5.0 m ×5.0 m × 4.5 m, 1 座, 鋼砼結(jié)構(gòu)( 改建) , HRT 為1.4 h, 設(shè) pH/ORP 計(jì)各1 套, 設(shè)空氣攪拌、1 套加堿系統(tǒng)、 1 套加氧化劑系統(tǒng), 控制pH 值為10.5 ～11, ORP 值為300 ～400 mV。

氧化池B( 混排廢水) : 尺寸為5.0 m ×5.0 m × 4.5 m, 1 座, 鋼砼結(jié)構(gòu)( 改建) , HRT 為1.4 h, 設(shè) pH/ORP 計(jì)各1 套, 設(shè)空氣攪拌、1 套加堿系統(tǒng)、 1 套加氧化劑系統(tǒng), 控制pH 值為6 ～7, ORP 值為 600 ～650 mV。

氧化池C( 含氰廢水) : 尺寸為5.0 m ×5.0 m × 4.5 m, 1 座, 鋼砼結(jié)構(gòu)( 改建) , HRT 為1.12 h, 設(shè) pH/ORP 計(jì)各1 套, 設(shè)空氣攪拌、1 套加堿系統(tǒng)、 1 套加氧化劑系統(tǒng), 控制pH 值為10.5 ～11, ORP 值為300 ～400 mV。

氧化池D( 含氰廢水) : 尺寸為5.0 m ×5.0 m × 4.5 m, 1 座, 鋼砼結(jié)構(gòu)( 改建) , HRT 為1.12 h, 設(shè) pH/ORP 計(jì)各1 套, 設(shè)空氣攪拌、1 套加堿系統(tǒng)、 1 套加氧化劑系統(tǒng), 控制pH 值為6 ～7, ORP 值為 600 ～650 mV。

調(diào)節(jié)池( 含鉻廢水) : 尺寸為24.0 m ×17.0 m × 5.0 m, 1 座, 鋼砼結(jié)構(gòu)( 新建) , HRT 為4.6 h。還原池( 含鉻廢水) : 尺寸為5.0 m×5.0 m×3.0 m, 1 座, 鋼砼結(jié)構(gòu)( 新建) , HRT 為0.5 h, 設(shè)pH/ ORP 計(jì)各1 套, NaHSO3 計(jì)量泵2 臺(tái)( 1 用1 備) , 流量45 L/min; 設(shè)攪拌空氣。

調(diào)節(jié)池( 綜合廢水) : 尺寸為24.0 m ×10.0 m × 5.0 m, 1 座, 鋼砼結(jié)構(gòu)( 新建) , HRT 為7.2 h。

反應(yīng)池1( 綜合廢水) : 尺寸為10.0 m ×2.0 m × 5.0 m, 1 座, 鋼砼結(jié)構(gòu)( 新建) , HRT 為15 min, 設(shè)加堿系統(tǒng)1 套, 設(shè)pH 計(jì)1 套, 設(shè)空氣攪拌?？刂苝H 值為8.5 ～9.5。

反應(yīng)池2( 綜合廢水) : 尺寸為1.5 m ×1.5 m × 1.5 m, 1 座, 鋼砼結(jié)構(gòu)( 新建) , 僅起投加PAM及流量分配作用, 設(shè)加PAM系統(tǒng)1 套。

沉淀池( 綜合廢水) : 尺寸為Φ15.0 m ×5.0 m, 2 座, 鋼砼結(jié)構(gòu)( 新建) , 表面負(fù)荷q = 1.13 m3 /(m2· h) , 有效沉淀時(shí)間約2.5 h, 中心傳動(dòng)刮泥機(jī)。

混凝反應(yīng)池( 前處理廢水) : 尺寸為15.0 m × 2.0 m×4.5 m, 1 座, 鋼砼結(jié)構(gòu)( 改建) , HRT 為1.6 h, 前級(jí)混凝劑FeSO4 投加量100 mg/L, 然后調(diào)整 pH 值至8.5 ～9, 后級(jí)投加助凝劑PAM, 投加量為 1 mg/L。

接觸氧化池( 前處理廢水) : 尺寸為14.0 m × 14.0 m ×5.0 m, 1 座, 鋼砼結(jié)構(gòu)( 改建) , HRT 為 9.2 h, 微孔曝氣器, 供氣量1 ～3 m3 /h, 服務(wù)面積 0.5 m2, 氧轉(zhuǎn)移效率≥ 25%, COD 容積負(fù)荷為1.6 kg/(m3·d) 。

快濾器: 尺寸為1.9 m ×1.9 m ×3.5 m, 8 臺(tái), 鋼結(jié)構(gòu), 濾速為15 m/h, 反沖水泵3 臺(tái), 2 用1 備; 沖洗時(shí)間10 min, 沖洗強(qiáng)度15 L/(m2·s) 。陽(yáng)離子樹脂交換塔: 尺寸為Φ2.0 m ×3.5 m, 8 臺(tái), 鋼結(jié)構(gòu), 濾速為18 m/h, 再生泵3 臺(tái), 2 用 1 備。

4 工程調(diào)試與運(yùn)行

本工程于2004 年8 月完工調(diào)試, 調(diào)試后檢測(cè)結(jié)果顯示, CN- 、Cr6+、COD 等主要污染物的去除效果明顯, 各項(xiàng)出水指標(biāo)均達(dá)到廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》(DB44 /26- 2001) 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)( 見表3) 。

5 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

本改、擴(kuò)建工程新增用地約3 000 m2, 中央控制室實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備以及各在線監(jiān)測(cè)儀表的遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作, 管理簡(jiǎn)便。項(xiàng)目總投資約700 萬元, 其中設(shè)備投資為510 萬元; 土建盡量利用原有池體進(jìn)行改造; 電費(fèi)0.35 元/m3, 藥劑費(fèi)2.95 元/m3。

6 結(jié)語

線路板企業(yè)產(chǎn)生廢水水量大、污染嚴(yán)重, 企業(yè)自建廢水處理設(shè)施投資大、運(yùn)行費(fèi)用高, 環(huán)保部們監(jiān)管難度大, 按產(chǎn)業(yè)類別建設(shè)工業(yè)園區(qū), 將生產(chǎn)廢水進(jìn)行集中處理, 符合企業(yè)自身利益需求, 也便于政府部門監(jiān)管, 是地方工業(yè)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。各企業(yè)原料及生產(chǎn)線狀況不盡相同, 廢水集中處理會(huì)造成廢水水質(zhì)復(fù)雜, 從本工程設(shè)計(jì)及運(yùn)行結(jié)果看, 細(xì)致調(diào)查各企業(yè)廢水, 做好分類工作, 將不同性質(zhì)的來水分別預(yù)處理后再進(jìn)行混合處理, 具有良好的效果。通過采用化學(xué)氧化、還原、中和、混凝沉淀和生化處理工藝的組合, 可將主要控制指標(biāo)CN- 、石油類、COD、Cr6+ 及其它金屬離子處理至排放標(biāo)準(zhǔn)限值以下, 實(shí)現(xiàn)廢水的達(dá)標(biāo)排放。

參考文獻(xiàn):

[ 1] 北京水環(huán)境技術(shù)與設(shè)備研究中心, 北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院, 國(guó)家城市環(huán)境污染控制工程技術(shù)研究中心. 三廢處理工程技術(shù)手冊(cè)·廢水卷[M] .北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2000.

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