電鍍廢水處理技術(shù)工程應(yīng)用實踐
摘要:針對電鍍廢水的特點,根據(jù)清污分流、先預(yù)處理再綜合處理的原則進(jìn)行合理的細(xì)化分類,對不同的水質(zhì)進(jìn)行分類物化處理。該處理技術(shù)具有工藝合理、可操作性好、自動化程度高等優(yōu)點,處理后出水水質(zhì)達(dá)到廣東省《水污染物排放限值》(DB44/26—2001)二級標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)鍵詞:電鍍廢水,廢水分類,預(yù)處理,物化處理
1 前言
電鍍是將金屬通過電解方法鍍到制品表面的過程。電鍍廢水主要來源于電鍍生產(chǎn)過程中的前處理中的除油酸洗、鍍件清洗、電鍍廢液及槽液的跑、冒、滴、漏等,廢水中的污染物主要有酸、堿、重金屬離子及其它有毒物質(zhì)等,成分復(fù)雜,而且處理難度較大[卜 。如隨意排放或處理不當(dāng),會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。為此,對電鍍廢水進(jìn)行有效處理已成為每個生產(chǎn)企業(yè)的艱巨任務(wù)。下面以伊高得表面處理 (深圳)有限責(zé)任公司為例,對電鍍廢水處理技術(shù)工程實踐進(jìn)行介紹。
2 廢水水質(zhì)水量及排放標(biāo)準(zhǔn)
伊高得表面處理(深圳)有限責(zé)任公司位于深圳市寶安區(qū)沙井鎮(zhèn),主要生產(chǎn)五金配件(含鍍銅、鍍鎳、鍍鉻、鍍金等工序),年生產(chǎn)量為200萬件。根據(jù)該廠生產(chǎn)廢水的特點及水質(zhì)情況分析,我們經(jīng)過仔細(xì)考察及深入研究,根據(jù)清污分流、先預(yù)處理再綜合處理的原則,將該廠的生產(chǎn)廢水分為以下三類:(1)含氰廢水;(2)含鉻廢水;(3)酸堿綜合廢水。含氰廢水和含鉻廢水分別經(jīng)過預(yù)處理后并入酸堿綜合廢水進(jìn)一步處理。高濃度生產(chǎn)廢液(主要包括廢工藝溶液、廢電鍍液等)由廠方單獨收集貯存后再送交有資質(zhì)的處理單位(如深圳市危險廢物處理站)進(jìn)行處理或資源化回收利用。低濃度生產(chǎn)廢水排放總量為130m3/d,每天按運行8h設(shè)計。廢水經(jīng)處理后,執(zhí)行廣東省<水污染物排放限值> (DB44/26—2001)二級標(biāo)準(zhǔn)。原水水質(zhì)水量及排放標(biāo)準(zhǔn)見表1。
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3 處理工藝
3.1 含氰廢水預(yù)處理
含氰廢水主要來自含氰電鍍工序。廢水中的重金屬以穩(wěn)定的絡(luò)合物形態(tài)存在。而且廢水中還有過量的NaCN或KCN。氰絡(luò)合物不僅難于生成氫氧化物沉淀分離,而且過量的CN一會造成嚴(yán)重環(huán)境污染。因此,含氰廢水的處理必須先進(jìn)行破CN一預(yù)處理。目前,含氰廢水的處理廣泛采用堿性氯化法Ls j,即在堿性條件下,投入氧化劑將氰根離子通過二級氧化反應(yīng)生成CO2和N2,從而達(dá)到去除氰根離子的目的。本處理系統(tǒng)采用投加NaCIO氧化劑,將廢水中的CN-經(jīng)過二級氧化反應(yīng)生成Co2和N2,從而去除CN-。主要化學(xué)反應(yīng):(1)一級氧化反應(yīng) (局部氧化):①CN一+CIO一+H2O—CNCI+20H一; ② CNCI+20H一一CNO一+Cl一+H2O(反應(yīng)條件:pH =10.0 l1.5;0liP=300 350mV);(2)二級氧化反應(yīng)(氰酸鹽CNO一完全氧化):2CNO一+3C10一+H20 —2co2十+N’十+3C1一+20H一(反應(yīng)條件:pH=8.0 8.5;ORP=650mY)。含氰廢水破氰處理完全時,理論投藥量為m(CN一):m(NaCIO)=1:7.15(重量比),實際投藥量約為m(CN一):m(№aO)=1:8(重量比),根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試確定。經(jīng)過上述破氰預(yù)處理后的含氰廢水(CN一<0.5mg/L)再排入酸堿綜合廢水調(diào)節(jié)池中,與酸堿綜合廢水混合后一起處理,在堿性條件下進(jìn)一步去除廢水中的重金屬離子。含氰廢水預(yù)處理工藝流程見圖1。
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3.2 含鉻廢水預(yù)處理
含鉻廢水主要來自鍍鉻、鈍化工序。該廢水中主要含有Cr6+離子,以Cr042一、Cr207 一形式存在,毒性大。由于Cr6 離子既不生成氫氧化物沉淀也不生成硫化物沉淀,必須單獨進(jìn)行預(yù)處理。先將Cr6+ 離子還原成Cr3+ 離子,然后再并入酸堿綜合廢水處理系統(tǒng)中,在堿性條件下與其它廢水混合處理后達(dá)標(biāo)排放(生成Cr(OH)3沉淀)。本處理系統(tǒng)采用投加亞硫酸氫鈉(NariS03)還原劑,在酸性條件下將 Cr6 還原成CI3 ,主要化學(xué)反應(yīng):Cr2O7 -+5H + 3HSO3一一2Cr3+ + 3S042一+4H20(反應(yīng)條件:pH= 2.5-3.0;ORP:250-300mV)。加藥時還原劑NaH— S03必須采用濕投(質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為5% 10%),理論投藥量為m(Cr6+ ):m(NaHSO3)=1:3.16(重量比),實際投藥量約為m(Cr6+ ):m(NaHSO3)=1:(4- 8)(重量比),根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試確定。經(jīng)過上述還原預(yù)處理后的含鉻廢水(Cr6+ <0.5mg/L)再排入酸堿綜合廢水調(diào)節(jié)池中,與其它酸堿廢水混合后一起處理,在堿性條件下進(jìn)一步去除廢水中的金屬離子Cr3+。含鉻廢水預(yù)處理工藝流程見圖2。
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3.3 酸堿綜合廢水處理
酸堿綜合廢水主要來自鍍件清洗水,呈酸性,水量最大,是電鍍廢水的主要來源。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。通過調(diào)節(jié)廢水pH值(9—10),添加絮凝劑、助凝劑,使之形成氫氧化物沉淀,經(jīng)過固液分離可除去Cu2 、Ni 等重金屬離子,最后經(jīng)砂濾器過濾及中和池調(diào)節(jié)pH值(6—9)使廢水達(dá)標(biāo)排放。另外,預(yù)處理后的含氰廢水及含鉻廢水也并入酸堿綜合廢水處理系統(tǒng)中進(jìn)一步處理。主要化學(xué)反應(yīng):Cu2+ + 20H- 一> Cu(OH)2; Ni2+ + 20H-一>Ni(OH)2;Cr3+ + 3OH-=2Cr(OH)3 ; H+ + OH- 一> H20。酸堿綜合廢水處理工藝流程見圖3。
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4 處理效果
該廢水處理工程于2002年10月投入運行以來,設(shè)施運轉(zhuǎn)正常,處理效果良好,出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。經(jīng)深圳市環(huán)境監(jiān)測站驗收監(jiān)測(監(jiān)測數(shù)據(jù)合格率見表2),排放水達(dá)到廣東省《水污染物排放限值》 (DB44/26—2001)第一時段二級標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到環(huán)保驗收要求。工程于2003年2月正式通過深圳市環(huán)保局組織的竣工驗收。
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5 工程特點
本工程主要有以下特點:(1)嚴(yán)格將各類廢水分類收集,分別進(jìn)行處理(含氰廢水及含鉻廢水經(jīng)過預(yù)處理后再并人酸堿綜合廢水進(jìn)一步處理)。主流程設(shè)計思路縝密、可操作性良好、工藝合理、配套設(shè)施完善,達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計目標(biāo)。(2)酸堿綜合廢水沉淀池采用豎流式沉淀池,造價相對較低,布水均勻,污泥含水率低,而且排泥簡單效果好?朔诵卑宄恋沓匾幌盗腥秉c:如斜板上容易集泥、排泥不暢、斜板要定期更換、運行維護(hù)費用高等。(3)調(diào)節(jié)池、反應(yīng)池、沉淀池等盡量選用土建混凝土構(gòu)筑物(內(nèi)襯防腐),投資低,使用壽命長,維護(hù)費用低。(4)工程另外設(shè)計了一座廢水應(yīng)急收集池,以防設(shè)備故障時應(yīng)急使用,避免環(huán)境污染。(5)自動化程度高,運行可靠,管理方便。工程采用計算機(jī)集散控制系統(tǒng),水泵自動啟閉,加藥量自動調(diào)整 J。各種工藝控制參數(shù)和機(jī)泵運行狀態(tài)均能自動顯示在主控制屏上,故障自動報警,便于管理及維護(hù)。另外,加藥計量泵、 pI-I/ORP計及C0D在線檢測儀器均為原裝進(jìn)1:3,確?刂葡到y(tǒng)精確可靠。(6)處理費用低。藥品和運行費用平均在1.0—1.5元/m3廢水之間(不計設(shè)備、土建折舊和人工費)。(7)生產(chǎn)廢水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后,可部分回用至對水質(zhì)要求不太高的生產(chǎn)清洗工序或作為生活雜用水(如沖廁、綠化等),節(jié)約水資源,降低生產(chǎn)成本,減少污染物總排放量。
6 結(jié)論
針對電鍍廢水組成復(fù)雜、成分多變的特點,根據(jù)清污分流、先預(yù)處理再綜合處理的原則進(jìn)行合理的細(xì)化分類,對不同的水質(zhì)進(jìn)行分類物化處理。該處理工藝具有技術(shù)合理、可操作性好、自動化程度高、投資少、運行維護(hù)費用低等優(yōu)點,處理后出水水質(zhì)達(dá)到廣東省《水污染物排放限值》(DB44/26—2001)二級標(biāo)準(zhǔn),值得在類似廢水處理工程中推廣應(yīng)用。
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