高浓度含银废水物化法深度处理项目工艺设计与应用

田宇鸣（中国电子系统工程第二建设有限公司，天津214000）

0 引言

银以及银的相关产品广泛应用于电子、电镀、感光材料、化工工业和科研领域，生产过程中会产生各种各样的含银废水。与其它工业废水相比虽然含银废水产生量较少，但水质复杂，对环境的污染影响非常严重。Ag+是一种强杀菌剂，会严重影响污水处理厂生物处理阶段的效果。此外，废水中的Ag+在环境中的迁移、扩散将污染自然水体，对生态环境造成极大的破坏，严重危害人体健康[1]。

面板行业含银废水中的主要污染物是Ag+、TP、COD、TN。含银废水的主要处理方法包括化学混凝法、电解法、离子交换法，三种方法各有优缺点。面对日益严格的废水排放标准，寻求一种高效、低廉、可工程化的含银废水组合处理工艺是当下的研究热点之一。

1 工艺设计

1.1 水质水量

该工程处理的废水为某面板企业生产工序中产生的高浓度含银废水，水量18m3/d。设计进出水水质见表1。

表1 设计进出水水质

1.2 工艺概况

根据含银废水水质水量特点、处理要求及经济适用性，高浓度含银废水处理工艺流程说明如下：

1.2.1 工艺流程说明

该工程采用“三级化学混凝+离子交换”组合工艺处理含银废水。含银废水首先进入一级化学混凝系统，将废水pH 调节至11，通过投加CaCl2同步去除Ag+、TP。在二级化学混凝系统中再次将废水pH 调节至11，通过投加CaCl2进一步去除Ag+、TP，同时投加重金属捕捉剂强化对Ag+的去除效果。在三级化学混凝系统中将废水pH调节至9～10，通过投加Na2CO3去除残余的溶解态Ca2+。三级化学混凝系统出水过滤后进入离子交换系统进行深度除银，使出水中Ag+稳定＜0.1mg/L，从而实现银、磷的同步深度去除。

1.2.2 主要构筑物设计参数

（1）含银废水收集槽

设置含银废水收集槽1 座，有效容积20m3，水力停留时间12h。

（2）含银废水调整槽

设置含银废水调整槽1 座，有效容积20m3，水力停留时间12h。

（3）反应槽1

含银废水由提升泵输送进入反应槽1。首先向废水中投加CaCl2，再投加NaOH、H2SO4将废水pH调节至11。反应槽1的有效容积1m3，水力停留时间0.5h。

（4）反应槽2

反应槽1 出水进入反应槽2。首先投加NaOH、H2SO4将废水pH调节至8～8.5，再向废水中投加PAC。反应槽2的有效容积1m3，水力停留时间0.5h。

（5）絮凝槽1

反应槽2出水进入絮凝槽1。向废水中投加PAM。絮凝槽1的有效容积0.5m3，水力停留时间0.25h。

（6）沉淀槽1

絮凝槽1出水进入沉淀槽1。沉淀槽1表面负荷0.4m3/(m2·h)，直径2.4m，总高度3m，有效容积10.8m3，水力停留时间6h。沉淀槽1的污泥进入污泥槽。

（7）反应槽3

沉淀槽1出水通过溢流堰进入反应槽3。首先投加NaOH、H2SO4将废水pH 调节至8.5～9.5，再向废水中投加重金属捕捉剂。反应槽3的有效容积1m3，水力停留时间0.5h。

（8）反应槽4

反应槽3 出水进入反应槽4。首先向废水中投加CaCl2，再投加NaOH、H2SO4将废水pH调节至11，最后投加Na2CO3。反应槽4的有效容积1m3，水力停留时间0.5h。

（9）絮凝槽2

反应槽4出水进入絮凝槽2。向废水中投加PAM。絮凝槽2的有效容积0.5m3，水力停留时间0.25h。

（10）沉淀槽2

絮凝槽2出水进入沉淀槽2。沉淀槽2表面负荷0.4m3/(m2·h)，直径2.4m，总高度3m，有效容积10.8m3，水力停留时间6h。沉淀槽2的污泥进入污泥槽。

（11）反应槽5

沉淀槽2出水通过溢流堰进入反应槽5。首先投加NaOH、H2SO4将废水pH 调节至9～10，而后投加Na2CO3。反应槽5 的有效容积1m3，水力停留时间0.5h。

（12）絮凝槽3

反应槽5出水进入絮凝槽3。向废水中投加PAM。絮凝槽3的有效容积0.5m3，水力停留时间0.25h。

（13）沉淀槽3

絮凝槽3出水进入沉淀槽3。沉淀槽3表面负荷0.3m3/(m2·h)，直径2.4m，总高度3m，有效容积10.8m3，水力停留时间8h。沉淀槽3的污泥进入污泥槽。

（14）多介质过滤器

沉淀槽3 出水通过溢流堰进入中继槽，而后由提升泵输送进入多介质过滤器，其罐体尺寸为φ800mm×3000mm。过滤器设计流量1m3/h，反洗流量1.1m3/d。

（15）活性炭过滤器

多介质过滤器出水进入活性炭过滤器，其罐体尺寸为φ 600mm×2000mm。过滤器设计流量1m3/h，反洗流量1.1m3/d。

（16）树脂吸附器

活性炭过滤器出水进入树脂吸附器，其尺寸为φ600mm×2000mm。过滤器设计流量1m3/h。

2 设计特点

（1）针对单一处理工艺对银、磷去除效果不佳及废水排放标准日益严格的问题，采用“三级化学混凝+离子交换”组合工艺处理含银废水，同步实现高浓度含银废水中银、磷的深度去除。

（2）针对传统化学混凝法一次加药耗药量较大的问题，分两次加钙可减少钙的投加量，节约大量药剂费，减轻三级化学混凝系统除钙的压力。

（3）针对溶解性钙的过量残留导致阳离子交换树脂更换频率加快的问题，在三级化学混凝系统中投加Na2CO3以去除废水中溶解态的Ca2+，在深度除磷的同时降低化学混凝系统出水硬度。

3 运行情况

（1）该工程2016年10月建设完成。经过5周的调试，含银废水处理系统运行效果良好，出水Ag+稳定＜0.1mg/L，出水TP稳定＜0.5mg/L。含银废水处理系统稳定运行后进出水水质见表2。

表2 稳定运行后进出水水质

（2）含银废水处理运行费用由电费、药剂费两部分组成，具体费用明细如下（水量以18m3/d计）。

①电费：电费单价以0.60 元/kW 计，含银废水处理系统每日耗电272kW·h，每日电费163.2元；

②药剂费：含银废水处理系统消耗的药剂包括NaOH、H2SO4、CaCl2、Na2CO3、PAC、PAM 及重金属捕捉剂。经实际测算，含银废水处理系统运行稳定后每日药剂费116元。

综上所述，含银废水处理系统运行费用为15.5元/吨水（不计折旧费、维护费、危废处置费）。

4 结语

（1）采用“三级化学混凝+离子交换”物化法组合工艺处理含银废水，同步实现高浓度含银废水中银、磷的深度去除。出水Ag+、TP 均满足《电子工业污染物排放标准》（二次征求意见稿）中的表2标准。

（2）该工程在三级化学混凝系统中去除废水中溶解态的Ca2+，在深度除磷的同时降低化学混凝系统出水硬度。硬度的降低既保证了阳离子交换树脂的处理效果，延长了树脂更换周期，又降低了后段生物处理工艺中污泥钙化的风险。

（3）高浓度含银废水处理运行费用由电费、药剂费两部分组成，每日电费163.2元、每日药剂费116元。高浓度含银废水处理系统运行费用为15.5 元/吨（不计折旧费、维护费、危废处置费）。