电镀废水综合处理技术与工艺研究

2017-03-15林丽珊

科学与财富 2017年3期

林丽珊

摘要：电镀废水的治理在国内外普遍受到重视，对电镀废水治理方法和工艺的研究也很多。本文结合实例，重点探讨了电镀工业废水的处理技术及工艺，并详细分析了处理效果，结果表明，该处理方法技术成熟，运行费用较低，出水水质达标，可为电镀工业废水的处理提供参考，以消除或减少其对环境的污染，达到保护环境、造福人民的目的。

关键词：电镀废水；处理工艺；构造物；运行效益

电镀是利用电化学的方法对金属和非金属的表面进行装饰﹑防护和获得某些新的性质的一种工艺过程，也是当今全球三大污染工业之一，其废水的排放量约占工业废水排放总量的10%，而其中只有不到50%的废水在排放前得到有效治理。其产生的废水含有氰化物及铬、铜、锌、镉、镍等重金属污染物，若处理不当就排入环境水体中不仅容易破坏生态平衡，还可能危害人类健康，所以加强对电镀废水的综合处理技术和工艺的研究尤为必要。

1 项目概况

某五金有限公司主要从事工艺饰品的电镀生产，在生产过程中排放出一定量的电镀生产废水。生产废水主要有含氰、金、银、铬、酸碱等严控污染物，废水排放量见表1。

设计进水水质参照该公司老厂废水水质指标，处理出水达到《电镀水污染物排放标准》（DB44/1597-2015）中新建企业水污染物排放限值要求。进、出水水质见表2。

2 工艺流程

在实际应用过程中，由于传统处理方法受到种种因素的制约，有其特定的适用范围或局限性。化学沉淀法处理电镀废水则具有工艺简单、处理对象广泛等优势。化学深沉法是使废水中呈溶解状态的重工属转变为不溶于水的重金属化学物的方法。该工艺的优点是所采用的沉淀剂石灰、碳酸钠等、来源广，价格低，便于管理，处理后废水可达标排放。氧化还原法处理电镀废水的原理为氧化，还原，酸碱中和等化学反应及高分子絮凝等物理过程。在电镀废水处理过程，利溶解于废水中的，利用溶解于废水中的有毒有害物质，在氧化还原反应中能被氧化或被还原的性质，从而将其转换为无毒无害的新物质。

根据分质分类处理原则，含氰废水和含铬废水分别进行预处理，先用碱性氯化法和化学还原法分别对含氰废水和含铬废水进行预处理，预处理后的废水排入综合废水调节池中与综合废水混合，将混合废水泵至pH调节池，加碱液调节pH=9.5后流入混凝反应池进行混凝反应。反应完成后流入沉淀池中沉淀，出水经砂滤池过滤，调节pH后达标排放。沉淀污泥排到污泥池后经板框压滤机脱水，污泥交有资质的危废公司处置滤液回流至综合废水调节池。

两级碱性氯化法破氰反应的化学方程式如下：

CN-+OCl-+H2O→CNCl+2OH-

CNCl+2OH-→CNO-+Cl-+H2O

2CNO-+4OH-+3Cl2→2CO2↑+N2↑+6Cl-+2H2O

在酸性条件下还原剂将6价铬还原成3价铬，还原剂可采用硫酸亚铁、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠等。6价铬还原反应的化学方程式如下：

2H2Cr2O7+6NaHSO3+3H2SO4→2Cr2（SO4）3+3Na2SO4+8H2O

H2Cr2O7+3Na2SO3+3H2SO4→Cr2（SO4）3+3Na2SO4+4H2O

Cr2O72-+6Fe2++14H+→2Cr3++6Fe3++7H2O

氢氧化物沉淀法的主要反应化学方程式如下：

Cr3++3OH-→Cr（OH）3↓

Ni2++2OH-→Ni（OH）2↓

Cu2++2OH-→Cu（OH）2↓

Zn2++2OH-→Zn（OH）2↓

3 主要构筑物

3.1 含氰废水调节池

采用地下式钢筋混凝土结构，环氧树脂防腐，内部尺寸为5m×2m×4m，容积为40m3，停留时间8h，池底布空气管，定时开启防止沉淀。设置耐腐蚀自吸泵2台，根据池内水位高低，自动控制。

3.2 一级破氰池

采用地上式钢筋混凝土结构，环氧树脂防腐，内部尺寸为1.5m×1.5m×1.6m，容积为3m3，停留时间0.6h，采用机械搅拌装置，配置pH和ORP自动控制加药系统各1套。

3.3二级破氰池

3.4 含铬废水调节池

采用地下式钢筋混凝土结构，环氧树脂防腐，内部尺寸为2.5m×2m×4m，容积为20m3，停留时间8h，池底布空气管，定时开启防止沉淀。设置耐腐蚀自吸泵2台，根据池内水位高低，自动控制。

3.5 还原池

采用地上式钢筋混凝土结构，环氧树脂防腐，内部尺寸为1.5m×1.5m×1.6m，容积为3m3，停留时间1h，采用机械搅拌装置，配置pH和ORP自动控制加药系统各1套，控制pH值为2～3、ORP值为250～300mV。

3.6 综合废水调节池

采用地下式钢筋混凝土结构，环氧树脂防腐，内部尺寸为8m×5m×4m，容积为160m3，停留时间8h，池底布空气管，定时开启防止沉淀。设置耐腐蚀自吸泵2台，根据池内水位高低，自动控制。

3.7 pH调节池

采用地上式鋼筋混凝土结构，环氧树脂防腐，内部尺寸为1.8m×1.8m×2.0m，容积为6m3，停留时间0.3h，采用机械搅拌装置，pH自动控制加药系统1套，控制pH值为9.5～10.5。

3.8 混凝反应池

采用地上式钢筋混凝土结构，环氧树脂防腐，内部尺寸为3m×1.8m×2.0m，内分2格，分别为快混池和慢混池，容积为10m3，停留时间0.5h，采用机械搅拌装置。

3.9 斜管沉淀池

斜管沉淀池采用升流式异向流结构，地上式钢筋混凝土结构，环氧树脂防腐，内部尺寸为8m×5m×4.5m，水力表面负荷0.6m3/m2·h，池内放置斜管，管孔为60mm，倾角为60度。

3.10 砂滤池

采用地上式钢筋混凝土结构，环氧樹脂防腐，内部尺寸为3m×1.5m×3.0m，设计滤速7m/h，滤料采用石英砂，承托层采用卵石。滤池采用穿孔管配气冲洗系统。

3.11 pH回调池

采用地上式钢筋混凝土结构，环氧树脂防腐，内部尺寸为1.8m×1.5m×2.5m，容积为6m3，停留时间0.3h，采用机械搅拌装置，pH自动控制加药系统1套。

3.12 污泥浓缩池

采用地下式钢筋混凝土结构，环氧树脂防腐，内部尺寸为2.5m×2m×4m，容积为20m3，采用全自动板框压滤机1台。

4 调试与分析

4.1 含氰废水的预处理

将含氰废水提升到一级破氰池后，pH控制加药系统自动投加碱液，控制pH值在11～11.5，ORP控制加药系统自动投加漂白水，控制ORP值在300～350mV；出水流到二级破氰池后，pH控制加药系统自动投加酸液，控制pH值在6.5～7，ORP控制加药系统自动投加漂白水，控制ORP值在600～650mV。采用两级碱性氯化法处理工艺，废水中的氰离子被氧化成为N2。

4.2 含铬废水的预处理

将含铬废水提升到还原池后，pH控制加药系统自动投加酸液，控制pH值在2～3，ORP控制加药系统自动投加亚硫酸钠溶液，控制ORP值在250～300mV。采用化学还原法处理工艺，在酸性条件下亚硫酸钠将6价铬还原成3价铬。

4.3 综合废水的处理

将综合废水提升到pH调节池后，pH控制加药系统自动投加碱液，控制pH值在9～10，废水中的镍、铜、锌以及3价铬等离子与氢氧根生成氢氧化物沉淀，再经快混池和慢混池分别投加PAC、PAM，提高混凝沉淀效果，同时可去除大部分的有机污染物和悬浮性污染物，最后废水通过砂滤池去除细小的、不易沉淀的悬浮物，在pH回调池控制pH值为7～8后达标排放。

4.4 运行效果

该工程经一定时间的调试运行后，系统运行稳定，处理效果可靠，出水达到《电镀水污染物排放标准》（DB44/1597-2015）中新建企业水污染物排放限值要求。

5 投资与运行费用

工程总投资约110万元，处理水量为400t/d。运行费用主要包括：电费、药剂费、人工费等，运行费用约1.9元/m3，药剂成本计算见表4，运行费用计算见表5。

备注：药剂价格NaOH按2.5元/kg、H2SO4按1元/kg、NaOCl按1元/kg、NaHSO3按2元/kg、PAC按2元/kg、PAM按25元/kg计算；综合废水包括预处理后的含氰废水和含铬废水。

备注：电费按0.6元/（kW·h）；人工费按2人计；总运行费用为前面3项总和。

6 小结

（1）电镀工艺种类繁多、工艺复杂，不同企业的电镀废水水质相差较大，但共同特征是均含重金属离子、酸、碱等污染物，电镀废水应分类收集、分质处理。

（2）本工程综合考虑了含氰、含铬废水、综合废水的性质，含氰废水和含铬废水单独收集进行预处理后再与综合废水混合统一处理排放。工艺采用的是传统的化学法，技术成熟、操作简单、效果稳定可靠，能承受大水量和高浓度负荷的冲击。

（3）本工程在设计过程中，将地上式建筑和地下式建筑分别合建在一起，使整个处理工艺更加紧凑，施工及操作管理方便，占地面积小。最大限度地采用机械化、自动化设备，以降低劳动强度，提高废水处理效率和处理设施运行的稳定性。

（4）电镀企业应推行清洁生产，提高清洗效率，减少废水产生量。有条件的企业，废水处理后应回用。

参考文献