高效沉淀池在电镀废水处理应用中的弊端和解决措施

2022-05-30朱勇莫渺

智能建筑与工程机械 2022年7期

朱勇　莫渺

摘要：某电子厂为节约水处理占地面积，提升废水处理效率，决定采用高效沉淀池来处理混合型电镀废水。然而，这个组合设备在实际运行中却发生了诸多问题，严重影响了整套系统的处理效果。为此，对相应的弊端产生原因从源头重新进行分析，实施了有效地解决措施，达到了中和-降解-混凝-沉淀-达标排放的目标，也为同行提供了可行的例证。

关键词：电子厂;电镀废水;高效沉淀池

中图分类号：TU9 文献标识码：A 文章编号：2096-6903（2022）07-0098-03

1概况

1.1 项目概况

某电子厂，建设规模为1万吨锂电箔制造，项目于2018年8月份通过竣工环境保护验收。该项目废水采用“PH调节+絮凝沉淀”的处理工艺，其工艺流程如图1所示。

1.2 高效沉淀池介绍

高效沉淀池工艺是依托污泥混凝、循环（回流）、斜管分离及浓缩等多种理论，通过合理的水利和结构设计，开发出的集泥水分离与污泥浓缩功能于一体的新一代沉淀工艺[1]。该特殊的结构设计，尤其适用于中水回用和各类废水高标准排放领域。

该项目共建有2套污水处理系统，分别称为含铜废水处理系统和含铬废水处理系统，工艺流程相似，共建有两个高效沉淀池，分别为含铜沉淀池和含铬沉淀池。

该项目高效沉淀池高度4.5 m，直径8 m，池底坡度10°，为现浇钢筋混凝土半地下式沉淀池。池底中心处最低点设置排泥管连接污泥泵。每个高效沉淀池配备一台刮泥机，刮泥机线外圆线速度为3 m/min。高效沉淀池斜管孔径80 mm，斜管斜长1 m，斜管安装倾角60°，斜管底部配水区0.67 m，斜管上部水深1.87 m。污水在三级反应槽加药充分搅拌絮凝后通过沉淀池中上部φ219 mm进水管进入中心管，开始沉淀。

為节约水处理占地面积，提升废水处理效率，遂采用上述高效沉淀池，以期缩短流程，加速污泥沉淀效果，确保处理达标。该高效沉淀池剖面图如图2所示。

含有表面处理类有机物添加剂的电镀废水不同于单一的酸碱废水，虽然项目部运用上述高效沉淀池这样的组合拳，结果能做到短时间内应急，但只能算是中试结果合格，达不到长期稳定运行的目的;现场高效沉淀池内污水浑浊，污泥翻池，刮泥机故障频出，令人无所适从。

2 高效沉淀池不适用的原因分析和初步解决方案

2.1 原因分析

现场实际情况是废水经过一级沉淀后，出现污泥翻池现象，并且废水无法连续稳定的达标排放。经过反复试验和过程检讨中发现：

铜箔生产过程中运用的表面处理技术，使电镀废水中含有很多的光亮剂、稳定剂等许多有机物添加剂，它们会和铜离子、铬离子形成稳定的络合物，单一的氧化还原或传统的絮凝沉淀法都不能达到理想的处理效果。

浸没式超滤置于沉淀池斜管上部，沉淀池斜管上部的上清液通过自吸泵负压抽吸，使上清液透过膜表面，从中空纤维膜内侧抽出，污染物截留在膜表面。而为防止污染物堆积在超滤表面，为超滤增加曝气装置。在高效沉淀池当中，水流方向与沉淀物沉降方向相反，沉淀物向下沉降，而水流方向向上。浸没式超滤在高效沉淀池将污水抽出过程中，提升了水流向上的流速，影响了沉淀物向下正常的沉降，导致经常出现污泥翻池现象。

2.2 解决措施

将浸没式超滤移出高效沉淀池，增加二沉系统。

项目部将高效沉淀池中的超滤系统拆除移走，沉淀池的上清液通过自吸泵打入新增的二级加药反应池中，按照顺序依次投入硫化钠、硫酸亚铁、PAM，使残留的铜离子、铬离子形成硫化铜、氢氧化铬的沉淀形式将其去除，硫化钠可以较好的捕捉水中络合态的铜离子、铬离子，将残留的铜离子、铬离子去除，硫酸亚铁与PAM的絮凝作用可以使硫化铜、氢氧化铬聚集形成更大的矾花，此后流入新增的二级斜管沉淀池中，依靠重力的作用将沉淀物去除。新增一个超滤膜池，二级沉淀池的上清液自流进入超滤膜池中，超滤膜的出水经回调PH值后，达标排放。新增二级斜管沉淀池和超滤膜池的排泥都经过污泥泵打入污泥池中。新增二沉系统管路图如图3所示。

2.3 成果小结

第一，新增了二沉系统后，可以确保污水中的铜离子/铬离子浓度可以稳定在排放标准以下。

第二，超滤膜安装了独立的膜池，膜池和沉淀池的功能相互独立，对于超滤膜的使用更加合理，减轻超滤膜的使用压力。超滤膜无需再吊出来清洗，可以在膜池中完成清洗。

第三，现有高效沉淀池在拆除了超滤膜后可以恢复高效沉淀池的功能，其较小的表面负荷以及较长的停留时间可以充分地沉淀水中的絮体，保证一级沉淀的出水效果，减轻二级沉淀的加药压力;也可以预防铜离子/铬离子浓度较高时的特殊情况。在减去了曝气后，污泥的沉淀效果也会更好，不会出现污泥翻池的情况。

3 系统紊乱的根本原因及解决措施

3.1 一级沉淀池的结构缺陷是造成系统紊乱的根本原因

新增二沉系统后，污水基本能够保证合格，但是高效沉淀池却依旧浑浊，过度依赖二沉系统。后期新增项目污水处理量将大幅度增加，而二沉系统处理量有限。

高效沉淀池利用竖流式沉淀池原理，其水流方向与悬浮颗粒沉降方向相反，当颗粒具有絮凝性时，上升的小颗粒和下沉的大颗粒之间相互接触、碰撞而絮凝，使粒径增大，沉速加快。另一方面，沉速等于水流上升速度的颗粒在池中形成一悬浮层，对上升的小颗粒起拦截和过滤作用[2]。由于沉淀池配水区高度过低，沉淀池在运行一段时间后，原本应在斜管区和配水区之间的悬浮层会慢慢上移，甚至高于斜管区，最终导致上清液浑浊，沉淀池沉淀效果不好。

3.2 解决措施

调整高效沉淀池内各区域高度。割除了原浸没式超滤支架，斜管支架整体上移，斜管上部贴近污水进水管，提高了斜管区的同时，增加了配水区的高度，减少了清水区的高度，沉淀效率更高，区域布置更加合理高效。高效沉淀池各区域高度调整如表1所示。调整后的高效沉淀池剖面图，如图4所示。

3.3 成果小结

高效沉淀池上清液清澈见底，污水通过高效沉淀池基本能保证达标，释放了二沉系统的压力。

4 增加曝气装置，改善排泥效果

4.1 原因分析

含铜沉淀池污泥淤积在高效沉淀池斜管填料上方，斜管填料被压变形塌陷，刮泥机减速机由于过载造成基座已开裂。

传统的竖流式沉淀池底部坡度有45°～60°，而高效沉淀池底部坡度只有10°，污泥容易在池底淤积。

排泥泵排泥频次过低。

4.2 解決措施

在刮泥机浆叶骨架上增加曝气装置。

第一，对含铜沉淀池进行维修，包含更换含铜沉淀池全部斜管填料约55 m2，更换刮泥机减速机一台。