某连接器生产企业废水处理案例浅析

史晓东 林振宇

摘要：本次以江苏省某连接器企业为例，针对其涉及电镀工序的几种特征废水处理工艺进行浅析。各废水处置单元的出水浓度均达到了电镀排放标准、城镇污水污水厂排放标准等要求。结果表明处理工艺出水较为稳定，处理效果好，同时操作维护简单，是较为理想的废水处理工艺。

关键词：连接器废水电镀

1、引言

随着我国工业发展和电子科技、汽车、航天科技等的飞速发展，连接器的需求随之增加。而连接器的生产往往涉及表面处理工序，伴随产生的是大量废水。这些废水的成分较为复杂，含有多种重金属离子、络合物、有机高分子化合物以及各自有机添加剂。该类型的废水不经严格的处理，会对污水处理厂造成严重的处理压力，进而影响周围生态环境。

江苏省某连接器生产企业涉及的产品包括电子连接器、医疗连接器、航空连接器、汽车连接器等。企业针对其电镀工序产生的不同种类的废水针对性的采取了不同的处理措施以确保达到污水处理厂接管标准。

2、设计基本参数

该企业的目前的生产工艺主要包括冲压、机加工、注塑、电镀等，产生废水的工艺主要为电镀环节，主要特征废水包括络合镍废水、含镍废水、含氰废水、酸碱废水等。原水指标如表1所示。

处理后的废水污染物总铜、总氰化物在接管口需达到《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）表2标准，总镍接管口需达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）表3标准，其余因子执行污水处理厂接管标准，具体指标如表2所示。

3、废水处理工艺

介于废水的污染因子较多，污染物含量各有差异，须按照水质分类后各自确定处理工艺，经预处理后的废水与有机废水混合后进行再处理。本次主要针对络合镍废水、含镍废水、含氰废水、酸碱废水以及综合废水系统进行介绍。

3.1络合镍废水

络合镍废水中含磷，需进行预处理，络合镍废水利用泵提升至芬顿氧化池破络，加入硫酸调节废水的pH至2.5左右，加入催化剂硫酸亚铁，氧化剂双氧水进行芬顿反应，并加入液碱将过量的双氧水进行反应脱气，再加入PAM进行絮凝反应沉淀，然后通过重力流至含镍废水处理系统。

芬顿氧化是常见的废水单元氧化技术，由于其操作单间，运行成本较低，因此在环保领域废水处理中应用广泛。主要原理为亚铁离子与过氧化氢反应生产羟基自由基。羟基自由基具有强氧化性，可以与多少有机物发生链式反应，将其矿化为水、二氧化碳等无机物。

3.2含镍废水

含镍废水与除磷后的络合镍废水在调匀池内加入液碱pH回调到10左右，再加入PAM和镍重捕剂，经沉淀后，出水再经两道镍吸附塔吸附后，使废水中的镍达到排放标准后，再进入综合废水中进行后序处理。

重捕劑是能与重金属发生螯合的药剂，发生反应时间快，能在较短的时间内生成不溶于水的螯合盐并形成沉淀，其适用的pH范围宽泛，在废水中含有较高盐分的同时也能发挥作用，因此在处理重金属废水中应用较广。重捕剂作为非常有效的重金属离子去除剂，适用于所有排放含重金属离子废水的工厂[1]。

3.3含氰废水

含氰废水中主要污染因子为铜和氰化物，采用二级氧化法破氰二级破氰法处理含氰废水是以次氯酸钠为氧化剂，在碱性条件下，将剧毒的氰化物转化为低毒的氰酸盐（CNO-）或无毒的二氧化碳和氮气。其反应式如下：

局部氧化（一级处理）：

CN-+ClO-+H2O→CNCl+2OH-

CNCl+2OH-→CNO-+Cl-+H2O

当废水pH值在10～11时，一级处理氧化反应通常需10～15分钟，而当废水pH值大于11.5时，仅需1～2分钟即可反应完成。

完全氧化（二级处理）：

2CNO-+3ClO-+H2O→2CO2↑+N2↑+3Cl-+2OH-

在二级处理氧化反应时，通常反应时间为15min，pH通常控制在9～9.5左右。

为了防止氰化物未被完全氧化去除，实际操作中，需要适当延长各级的反应时间。通过正确控制反应的pH值和氧化还原电势（ORP），去除效率超过99%，有时甚至做到完全破氰（出水检测不出CN-）。

破氰预处理后的含氰废水通过加药反应沉淀，将其余重金属离子去除并达到排放标准后，再进入综合废水中进行后序处理。

3.4酸碱废水

考虑酸碱废水污染较低，为提高水资源利用率，减少废水排放量，酸碱废水经多重过滤后回用，因此针对酸碱废水设计了“物化沉淀+多介质过滤+软化+超滤+RO”工艺，RO出水后水质基本可满足回用水标准要求。

3.4.1多介质过滤

多介质过滤主要针对废水中的悬浮物和可能存在的胶体物质进行去除，同时还能降低废水浊度。企业多介质过滤采用微絮凝过滤方式，保证水质SDI值不大于5，为后续RO提供保障。该过滤方式具有操作简单，管理方便，维护成本低等特点，同时采取自动多路阀控制，以实现设备全自动运行。

3.4.2软化

企业设备的软化采用软化树脂离子交换技术，通过树脂的功能离子与水中的钙、镁及其他金属离子进行交换，起到交换作用的主要为钠离子。钠离子可以与溶解在水中的钙、镁离子发生离子交换，而钠盐基本不会形成沉淀，从而达到软化水质的目的。

离子交换后的树脂正离子电荷位置逐渐由钙、镁离子代替了钠离子，当树脂大部分位置都吸附满钙、镁离子后，就不能再进行工作了，而需要再生处理。

再生溶液为氯化钠的溶液。再生过程中，让溶液多次流经需再生的树脂。尽管钙、镁离子带电强度高于钠离子，但溶液中钠离子基数远大于树脂中的钙、镁离子，因此仍具有取代低量的钙、镁离子的能力。这样，软化树脂中钠离子取代了钙、镁离子，树脂就可以再次进行软化工作了。

3.4.3超滤

超滤系统采用看超滤膜分离，这是一种广泛应用于溶液和气体物质分离、浓缩和提纯的分離技术。它主要利用具有选择透过能力的薄膜做分离介质，原液在一定压力下通过膜的一侧，溶剂及小分子溶质透过膜壁为滤出液，而较大分子的溶质被膜截留，从而达到物质分离及浓缩的目的。膜分离过程为动态过滤过程，大分子溶质被膜壁阻隔，随浓缩液流出膜组件，膜不易被堵塞，可连续长期使用。过滤过程可在常温、低压下运行，无相态变化，高效节能。

3.4.4RO

RO系统全称RO反渗透膜系统。反渗透又称逆渗透，也是一种通过压力差的膜分离技术。当对原液施加超过其本身渗透压的压力是，原液就会逆着自然渗透的方向进行反向的渗透，从而在低压的一侧获得渗透液，即企业的回用水。

反渗透一般作为废水的终端处理，对水中的无机盐、有机物、重金属离子等都有很高的截留率，出水水质优良，可回用作冷却水或工艺用水循环利用，不仅节约了新鲜水的使用量，节约生产成本，还减少了污水的排放量，对环境保护和可持续发展都有着重要意义，对缺水地区具有巨大的经济效益[2]。

3.5综合废水

预处理后的各类废水。综合废水重金属离子基本均已达标。主要针对废水排入的锡以及残留的铜等其他污染物。为了保证重金属不对后序工艺产生影响，故增加一套反应沉淀系统，在第一格反应格里投加硫酸亚铁，将可能残留的络合铜离子进行交换，将易沉淀的铜离子交换出来，并投入液碱，与铜形成氢氧化铜沉淀，保证重金属离子进一步去除;而且将综合废水中可沉的污染物先沉淀去除，利于后续的生化系统的正常运行。

生物处理法主要是利用微生物在生长繁殖过程中把污染物当作营养基进行代谢、分解，将较复杂的有机物转化成简单的有机物或无机物。根据微生物生长环境及特点，生物氧化处理可分为厌氧水解处理、缺氧处理和好氧处理三类。

在缺氧及好氧系统则中进行氨化反应、硝化反应及反硝化反应。氨化反应是在氨化菌的作用下，有机氮化合物分解，转化为氨态氮。硝化反应是在硝化菌的作用下，氨态氮分两个阶段进一步分解、氧化。首先在亚硝化菌的作用下，氨转化为亚硝酸氮，随之，亚硝酸氮在硝化菌的作用下，进一步转化为硝酸氮。反硝化反应是在反硝化菌的代谢活动下，NO3-N有两个转化途径，即同化反硝化，最终产物为有机氮化合物，成为菌体的组成部分;异化反硝化，最终产物为气态氮。从而使之废水中的氨氮、总氮大大降低，达到去除的目的。为更好地控制缺氧池处理效果，在缺氧池中设有潜水搅拌设备，在设施运行期间，根据实际情况可以进行适当的搅拌，以防止池中污泥沉积给总体处理效果带来负作用。

3.6工艺流程说明

工艺流程如图1所示，废水经各自预处理工艺处理后，混合至综合调节池（综合调节池内接收的废水额外包括前处理废水、含锡废水、初期雨水、生活污水等，不在本次论述范围内）和其他废水混合后一套经反应沉淀-缺氧-好氧处理后接管至污水处理厂。

3.7废水处理效果

委托监测公司对各废水处理设施的出口和总接管口进行监测，监测结果如表3。

由表3可知，企业络合镍废水、含镍废水、含氰废水、酸碱废水经各自污水处理系统处理能，污染因子均可满足《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）表2标准和《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）表3标准。

4、结语

废水的污染是限制我国工业发展的一大难题，而针对涉及电镀工序的废水，成分复杂，污染因子多，处理难度较大，针对其废水能够高效、稳定达标的处理工艺的设计、应用就显得尤为重要。本次以某线路板生产企业废水为对象，分析了几种特征污水的处理工艺与处理效果，该工艺能够使废水处置与维护较为简单，操作方便可行，同时又能较为稳定的达到相关污染物的排放标准要求。

参考文献

[1]相波，刘亚菲，李义久，等.DTC类重金属捕集剂研究的进展[J].电镀与环保，2003，23（6）：1-4.

[2]倪国强，解田等.反渗透技术在水处理中的应用进展[J].化工技术与开发，2012，41（10）：23-26.

作者简介：史晓东，男，1994年生，主要从事环境影响评价工作。