传统处理工艺组合技术在治理电镀废水中的应用研究

张 雷， 赵 勇， 张亚甜， 刘 聪， 梁 阔

(首都航天机械有限公司，北京 100076)

电镀能够对金属的外形进行装饰，并起到保护的作用，是工业上通用性强、使用面广的工艺之一。但由于镀件功能要求各异，镀种、镀液组分、操作方式及工艺条件等种类繁多，相应带入电镀废水中的污染物也就变得较为复杂，因此，电镀被列为当今全球三大污染工业之一[1]。常见电镀废水中含有铬、铜、镍、锌、锡、铅、镉及铁等重金属离子，被认为是最难以处理的废水之一。现阶段，要想更好地进行电镀废水处理，需要进一步提升电镀废水处理技术水平[2]。

1 废水来源

某电镀车间承担某种大型系列产品零部件的表面处理工作，具有镀种全、槽体大、用水量大的特点，生产工艺过程中废水的来源主要有三部分：1) 镀件在电镀之前的酸、碱处理工艺过程中产生的清洗废水；2) 镀件在电镀之后漂洗过程中产生的含铬废水、含氰废水、含氟废水和金属离子酸碱废水(以下简称综合废水)；3) 设备、地面的冲洗水以及“跑、冒、滴、漏”等产生的地面散水。

2 废水处理机理

目前，电镀废水处理的前端做好废水的“分流”，末端采用成熟、传统处理工艺的组合技术进行“分治”的应用，给电镀废水的处理带来了极大的帮助。针对废水产生的特点，我们按照“分流分治”的原则，按照污染物的化学性质将含铬废水、含氰废水、含氟废水和综合废水在生产现场进行物理分割、专管输送、末端分线处理。废水的末端处理采用成熟、可靠的传统处理工艺技术并进行有效的组合，同时配备较高的自动化控制系统和污染物在线检测系统。具体处理机理如下：

1) 含铬废水。采用亚硫酸氢钠法对含铬废水进行处理，出水排入综合废水处理系统。反应机理见式(1)、(2)。

(1)

(2)

2) 含氰废水。采用次氯酸钠法对含氰废水进行两级破氰处理，再采用絮凝沉淀、金属离子捕集与超滤组合工艺对重金属离子进行沉淀、捕集和深度过滤处理，保证废水中各项污染物达标排放。反应机理见式(3)～式(7)：

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

3) 含氟废水。含氟废水采用化学絮凝与气浮处理工艺，出水排入综合废水处理系统或达标排放。反应机理如第175页式(8)。

(8)

4) 综合废水。综合废水处理系统采用化学絮凝与沉淀处理工艺，出水经过砂滤、活性炭吸附以及超滤等预处理环节处理后进入反渗透处理系统，出水用于工件前处理漂洗用水和厂房清洗用水。反应机理如式(9)。

(9)

3 处理工艺选择

某电镀车间内布置了镀铬、镀镉、镀锌、镀镍、阳极氧化、化铣、磷化、不锈钢酸洗等生产线，生产工艺过程中产生含铬、含氰、含氟和综合废水。废水设置专用管线分别输送4种废水，在生产现场采用物理隔离措施，将地面散水按照含铬、含氰和综合废水分别收集后排入相应专用管线。

针对废水水质特点，在废水处理站分别安装了含铬废水处理线、含氰废水处理线、含氟废水处理线、综合废水处理线和回用水制备生产线，实现了对废水中各类污染物的有效处理，同时实现了部分达标废水的资源再利用。废水处理工艺流程见图1。

4 系统控制与污染物检测控制

4.1 废水处理系统控制功能

各条废水处理线前段废水调节池设置高、低液位控制；废水处理量采用流量计控制计量；废水中污染物反应状态采用pH计、ORP控制；加药系统设置调节阀控制加药量，并设置缺药自动报警功能。

图1 电镀废水处理工艺流程图

各条废水处理线控制系统分电脑界面自动控制和现场手动控制相互切换的双回路控制系统，并具有自动保护和故障声光报警功能。

废水处理的正常操作运行在电脑控制台完成，电脑控制界面包括以下内容：1) 电镀废水处理系统工艺流程界面，显示每条废水处理线的工作状态，以及处理系统中各个废水污染物采样检测点。2) 含铬、含氰、含氟、综合废水处理线工艺流程界面，实时显示各条处理线中各控制单元工作状态。界面上设置有控制参数设定、控制系统启停等保证系统正常运行的功能模块。3) 回用水制备生产线工艺流程界面，实时显示各系统中各控制单元的工作状态和出水参数。4) 储水池液位界面，实时显示废水调节池、事故处理池、回用水池、排放水池液位。5) 故障报警系统界面，所有泵体、风机及自动控制阀门一旦出现故障，报警信号将传输至电脑故障报警系统，同时显示电气控制柜中相应的故障元件。6) 实时数据显示系统界面，显示各条废水处理线上pH值、ORP值、废水流量等参数，实时显示各废水在线检测仪器检测的污染物排放浓度值。7) 加药系统、污泥处理系统和通风系统界面，实时显示各加药鑵中的药剂量，显示各污泥鑵中的污泥量及压滤机工作状态，显示废水处理处理站通风系统工作状态。8) 历史数据查询系统界面，查询系统某日废水处理水量、累计处理水量等历史数据。

4.2 污染物检测控制

废水处理系统设置三道水质检测系统，从而有效保证了废水的达标排放。

4.2.1 反应槽自动不合格回流检测系统

在各废水处理线的反应槽中配备pH计与ORP计，实时监控污染物的反应状态，当反应槽中废水与药剂反应后显示的数据不在预先设定的控制参数内时，反应槽出水口回流阀自动开启，出水返回处理系统前端废水调节池，直至废水与药剂反应显示的数据落在预先设定的控制参数内时，反应后的废水流入后端泥水分离系统进行后续处理。

4.2.2 固液分离不合格回流检测系统

在各废水处理线的固液分离器出水端设置人工采样口，按操作规程要求进行水质采样检测，当出现废水超标时，人工开启固液分离器出水端回流阀门，同时关闭固液分离器排水阀门，使超标废水返回处理系统前端废水调节池。

4.2.3 排放水池在线检测系统

排放水池安装有六价铬、总铬、总镉、总镍和总氰化物在线检测装置，实时检测排放水池外排水水质，当出现污染物超标时，系统发出报警信号传输到电脑控制界面，提示操作人员采取应急措施，将超标废水用泵打入事故处理池。

5 运行效果分析

废水处理系统排水执行《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)，检测数值见表1。

表1 废水监测数据统计表

从表1中可以看出，处理后的排放废水均达标。

6 结语

全国各地对电镀工艺都制定了不同程度的提标改造要求，甚至是行业退出要求，电镀废水的污染与处理已经成为电镀企业的生存问题。为了降低对环境的污染，出现了很多处理重金属的可行性技术。本文通过研究电镀废水的水质特点，按照“分流分治”的原则，在末端采用成熟、传统处理工艺的组合技术，对电镀废水中各类污染物进行了有效处理，不合格回流检测系统的应用，最终实现了污染物的稳定达标排放，值得推广应用。

参考文献：

[1] 贾金平，谢少艾，陈虹锦.电镀废水处理技术及工程实例[M].北京:化学工业出版社，2003:9-15.

[2] 曾佳敏.基于化学沉淀法在电镀废水处理中的应用探讨[J].科技与创新，2017(11)：159-160.