电镀废水处理及回用工程实例

张志敏

（贵州省环境监测中心站，贵州贵阳550081）

电镀废水处理及回用工程实例

张志敏

（贵州省环境监测中心站，贵州贵阳550081）

将某电镀废水原水按水质分类，分别进行沉淀、氧化等预处理，然后综合进行中和、生物接触氧化、沉淀等工艺，出水水质指标达到地方污水排放标准，对部分出水进行砂滤、活性炭吸附、膜过滤处理等深度处理后达到回用要求。结果表明，该方法对中小企业处理含氰及多种重金属的电镀废水是经济、可行的。

电镀废水；废水回用；重金属；沉淀；膜过滤

电镀行业是通用性强、使用面广、跨行业、跨部门的重要加工工业和工艺生产性行业。由于使用了大量的强酸、强碱、重金属溶液、氰化物等有毒有害化学品，电镀行业已成为当今全球三大污染工业之一[1]。电镀废水毒性强，处理难度大，是我国典型的难处理废水。据了解，我国电镀工厂大约有一万多家，每年排放的电镀废水约40亿m3[2]，因此对电镀废水处理的研究具有重要的实际意义。江苏省昆山市某日本独资企业主要以电镀各种眼镜框及电子配件为主，主要产生下列几种废水（按含污染物分类）:一般含镍废水（无化学镍）、无氰退镀液、含氰废水、含氰退镀液、电泳喷涂废水、一般酸碱废水等（无铜、锡及焦磷酸）以及少量的含铬废水。该公司投产后，估计废水处理站处理能力约为200 m3/d，但经处理后50%（100 m3/d） 可直接回用至车间，另外50%（100 m3/d） 经处理达到江苏省太湖流域排放标准后排入市政污水管网，至北区污水厂进行二次处理。此类工业废水主要含有一定量的Ni+、COD、TP、悬浮物（SS），直接排放将对周围水体造成严重污染。本工程根据废水的实际特点、回用要求及相关实际案例[3]，采用了先分质预处理再混合进行多级物化+生化+深度处理工艺的方法，取得了较好的处理效果。

1 电镀废水处理基本原理

1.1 污水水质特征

根据业主提供的资料，从车间排放的废水种类多，水质复杂，主要污染物为重金属、有机物、总磷等。该厂废水根据水质水量相近的原则可分为4大类共8股废水:（1）含镍废水（一般含镍、退镀液、化学镍）；（2）含氰废水（氰化物、含氰退镀液） ；（3） 电泳涂装废水；（4） 酸碱废水（无铜、锡及焦磷酸）。该厂工业废水具有以下水质特征:水量有一定的波动，但范围不大；水质不稳定；污染物种类复杂，浓度较高，主要为有机物、重金属。

1.2 主要污染物处理原理

1.2.1.（Ni+）

根据环保法规规定[4]，镍为第一类污染物，因此含镍废水必须单独分类处理。本项目利用碱及其他药剂的作用形成氢氧化物沉淀，使镍从水中完全分离出来。由于镍为贵重金属，所以本方案对含镍废水先进行镍回收，这不但减轻了后续处理工序的负担，同时又使镍得到了最大程度的再生利用。

另外，为提高整个工艺的安全性，本工艺在进行化学除镍过程后，增加了保安离子交换柱处理段，提高了镍指标稳定达标的系数，从而确保了整个工艺能安全稳定运行。

1.2.2.（Cr6+）

铬也是第一类污染物，在对含铬废水的处理中，由于三价铬的氢氧化物溶度积较小，易于沉淀除去，因此本项目采用将六价铬还原为三价铬，再形成氢氧化物沉淀分离的方法去除。本项目含铬废水量较少，采用间歇式处理。

1.2.3 有机污染物（COD）

COD去除是本项目的难点之一，电镀废水中的COD主要是由在电镀过程中加入表面活性剂、脱脂剂等引起的，可生化性差[5]。根据以上特点，本方案主要采取下列方法在去除有机物的同时去除氨氮:（1）反应沉淀——去除溶性有机物及转化氨为氮或硝酸根；（2）生化处理——加适量的营养盐，利用微生物把溶解性有机物及部分氨转化为无机物及微生物养份；（3）吹脱——分离废水中的挥发性难降解有机物及残留的氨；（4）高级氧化——加入高级氧化剂把剩余有机物转化为无机物。

1.2.4 总磷 （TP）

一般来说，磷酸根可加入钙盐（铁盐）等，在适当的pH值条件下去除。除化学除磷外，在生化过程中通过微生物的新陈代谢作用也能去除部分TP[6]。

2 废水的设计参数

2.1 设计水量

总设计水处理量为200 m3/d；循环回用水量约100 m3/d，处理排放水量100 m3/d；总设计平均处理水量为10m3/h，每天处理20 h；总设计系统变化系数为1.1。

2.2 废水处理基本过程

根据废水水质，主要对废水中的重金属、总磷及有机物进行有效的处理，其他均能达到排放要求。由于该厂废水水质复杂，废水来源多，为减少投资，方便操作管理，本方案采取水质相近的原水合并处理的原则，把全厂的废水分为5股水，先分别进行预处理后再合并进行综合处理。

2.2.1 各类废水预处理过程

2.2.1.1 一般含镍废水

水量为60 m3/d，设计流量为3 m3/h，每天运行20 h，先用酸性FeSO4+H2O2即fenton试剂氧化其中的次亚磷酸盐，再用碱将pH调节至11左右，生成不溶性的镍盐和磷酸盐，再加絮凝剂PAM和干石灰沉淀，为进一步回收贵金属镍，废水再经砂滤和离子交换过程，然后进入合并处理流程。

2.2.1.2 含氰化物废水

水量为10 m3/d，采用间歇式处理，一天处理一次，预先进行破氰即氧化反应后合并处理。

2.2.1.3 电泳喷涂及酸碱清洗废水

水量为130m3/d，设计流量为6.5m3/h，每天运行20 h。该废水COD浓度较高，经预沉淀后首先用fenton试剂氧化，再用碱调节pH并加PAC、PAM去除其中的色度和大颗粒有机物，然后综合处理。

2.2.1.4 含铬废水

水量为2m3/d，间歇式处理，通过在碱性条件下用NaHSO3还原，再用PAC、PAM去除絮凝体，然后综合处理。

2.2.1.5 退镀液

水量为1m3/d，分类收集，定期委外处理。

2.2.2 综合处理流程

上述前4类废水合并后，如图1所示，首先在调节池经加酸调节pH至中性，进入兼性/好氧池进行生物处理，两池均采用生物挂膜，兼性池不曝气；生物池出水后加入fenton试剂进行化学氧化，然后加入酸/PAC进行絮凝反应、PAM/干石灰进行助凝反应后，进入沉淀池沉淀，出水用酸回调pH至中性后，一部分水达标排放，另一部分最后用回用水水源进行深度处理。

图1 综合处理工艺流程

深度处理过程主要采用过滤工艺，回用水水源首先经砂滤池和活性炭过滤器后，在吹脱塔内分离废水中的挥发性难降解有机物及残留的氨，再经水泵压入超滤膜过滤，去除水体的有机物和微生物，进入保安过滤器后再经高压泵压入反渗透膜进行无机离子过滤，出水水质达到超纯水指标，作为电镀车间回用水。

2.2.3 污泥处理

为防止污泥处理过程中重金属互相交叉混合，本处理工艺采用分类（分为含镍污泥及其他污泥）处理方法，沉淀池产生的化学污泥用污泥泵抽至各自污泥池进行浓缩后，污泥池上清液回流至各自预处理过程的调节池中，污泥则用压滤机脱水制成泥饼，再委托环保部门认可的有资质单位进行无害化处理。

3 运行结果及经济分析

3.1 运行结果

该工程于2009年10月开工，2010年2月竣工并调试，并通过当地环保部门监测验收，出水水质保持良好。排放废水验收的监测数据如下，进水:总镍117mg/L、六价铬0.858mg/L、CODCr92mg/L、总磷0.62mg/L、pH 9.3～11.17、SS 17mg/L、总氰6.72mg/L；总排口出水:总镍0.03mg/L、六价铬0.007mg/L、CODCr40mg/L、总磷0.39mg/L、pH 7.9～8.28、SS 7、总氰0.003mg/L。

总排水出水完全达到江苏省地方标准《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》 （DB 32/T1072-2007）[7]。回用水验收的监测数据如下:总镍0.02mg/L、六价铬0.005mg/L、CODCr15mg/L、总磷0.28mg/L、pH 8.46～8.75、SS 5mg/L、总氰0.001mg/L，达到《城市污水再生利用工业用水标准》中的“工艺用水水质标准”[8]。

3.2 实际运行经济效益分析

废水处理系统总运行费用由三部分组成，即电费、药剂和耗材费、人工管理费。其中（1）电费:总装机容量为85 kW，常用功率为55 kW，则每天总电耗为900 kW·h，每处理1 t水所耗的电能为4.5 kW·h，每吨水电费用:4.5×0.6=2.7元；（2） 药剂及耗材费:折合人民币约5.4元/t水；（3）人工管理费:污水处理站定额2人，工资按每人10 000元/年算，即平均每天人工工资为:2×10 000÷300=66.6元，每吨水的人工费为:66.6÷200≈0.33元。

综合上述三项费用统计，该废水处理系统总运行费用合计为:2.7+5.4+0.33=8.43（元/t）。

4 工程总结

本工程实例表明，采用先分质处理再混合进行多级物化—多级生化—深度处理工艺的方法处理含氰及多种重金属的电镀废水是可行的，出水水质指标达到地方污水排放标准和回用水水质指标。该方法处理的废水不但出水水质好，具有良好的环境效益，而且使用回用水节约生产用水，占地小，投资少，具有较好的经济效益，同时运行效果稳定可靠，操作简单，对中小企业的电镀废水处理是一个经济、可行的处理方法，在实际应用中有很高的推广价值。

[1]李林永，杨建浩，巫华.电镀废水的化学处理方法评述[J].山西建筑，2006，32（24）:186-187.

[2]黄瑞光.21世纪电镀废水治理的发展趋势[J].电镀与精饰，2002，24（3）:1-2.

[3]张连凯，杨慧，于德爽，等.电镀废水处理工程实例[J].给水排水，2006，32（3）:61-62.

[4]国家环境保护局.GB 8978-1996污水综合排放标准[S].北京:中国环境科学出版社，1997.

[5]北京水环境技术与设备研究中心.三废处理工程技术手册:废水卷[M].北京:化学工业出版社，2000.

[6]段光复.电镀废水处理及回用技术手册[M].北京:机械工业出版社，2010.

[7]江苏省环境保护厅，江苏省质量技术监督局.DB 32/T1072—2007太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值[S].

[8]天津市市政工程设计研究院.GB/T 19923-2005城市污水再生利用工业用水水质[S].北京:中国标准出版社，2006.

Project Example of Electroplating Wastewater Treatment and Reuse

Zhang Zhimin
（Environmental Monitoring Center of Guizhou Province， Guiyang Guizhou 550081， China）

Classified certain original electroplating wastewater according to water quality， after pretreatments by sediment and oxidationand， treated with processes of neutralization， biological contact oxidation and sediment.Thus the effluent quality can meet local discharge standards.After treated part of the effluent by advanced treatment processes such as sand filtration，activated carbon adsorption and membrane filtration，the effluent quality can meet the standards of reuse.The results showed that this method might be feasible and economical to small and medium-sized electroplating enterprises.

electroplating wastewater； wastewater reuse； heavy metal； sediment； membrane filtration

X781.1

A

1008-813X（2012）05-0039-03

10.3969/j.issn.1008-813X.2012.05.012

2012-07-27

张志敏（1976-），女，重庆人，毕业于桂林理工大学资源与环境工程系给排水专业，工程师，现主要从事环境监测与保护工作。