电镀废水优化改造研究

熊 倩，邓 彪，向博斌

（1.深圳市前海东江环保科技服务有限公司，广东 深圳 518055；2.深圳市华冠自动化科技有限公司，广东 深圳 518110；3.深圳碧水源生态投资建设有限公司，广东 深圳 518001）

江苏某汽车配件厂主要为汽车生产商代加工汽车配件，产生的工业废水主要来自17条电镀生产线产生的电镀废水以及电镀废气洗涤塔产生的酸雾净化废水。主要污染物为各类重金属，如铬、镍、铜、锌、铁等。该厂对废水进行分类收集，废水主要包括含铬废水（包含铬镍褪洗水）、含镍废水、酸锌含锌废水、碱性含锌废水、锌镍合金废水、磷化电泳废水、酸碱废水，每日废水的产生总量为270 m3。因公司发展需要，调整了生产工艺，所产生废水的水质和水量皆有所变化，原有处理设备老化，导致出水难以满足《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）[1]中表2的要求。因此，需要对该企业的废水处理设施进行改造。

1 概况

1.1 原水水质及水量

该厂现有废水收集系统分为7类,各种废水的量及水质见表1。

表1 原水水质及水量

1.2 原有处理工艺

原工程采用4套旋流化学处理一体机，工艺流程为“破络-混凝-压滤-出水”，分别为含铬废水（10 m3/h）、含镍废水（10 m3/h）、酸碱废水（15 m3/h）和铜锌废水（10 m3/h），重金属指标执行《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）中表2标准，其他指标（如COD、氨氮等）执行纳管排放标准[1]。具体工艺流程如图1所示。

表2 主要构筑物及设计参数

图1 原有处理工艺流程图

2 问题分析

经对现场原有运行情况、所选工艺及出水水质分析，原工程存在以下问题：原废水处理采用的旋流化学处理一体机工艺过于简单，对部分含络合物废水处理效果差，出水不能稳定达标；原设施加药等过程管理粗放，加药量大，污泥产生量较大，处理成本高；调整生产工艺后，废水收集分类及水量发生变化，原设备不能满足处理要求；原废水处理设施老化严重，影响使用；自动化程度低，完全依靠运行人员的经验进行处理，进水水质波动时无法合理控制处理过程。

3 改造方案

本次提标改造工程共分为三部分：重金属处理[2-3]、深度处理和回用。其中重金属处理和深度处理部分的处理规模按照330 m3/d进行，每天工作时间为10 h；回用处理系统按200 m3/d设计，每天运行10 h。重金属处理部分的出水标准为《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）中表3的标准，深度处理部分的出水标准为纳管标准，回用处理的出水标准为城市杂用水标准。

3.1 重金属处理系统改造

改造后废水总处理量为330 m3/d，共包括5类废水，分别为含铬废水（60 m3/d）、含镍废水（50 m3/d）、含锌混合废水（40 m3/d）、锌镍合金废水（30 m3/d）和酸碱综合废水（150 m3/d），具体工艺流程如图2所示。

图2 改造后处理工艺流程图

3.1.1 含铬废水[4]处理系统（含铬镍褪洗废水）

该系统处理工艺为先在酸性条件下加还原剂（NaHSO3）将Cr6+还原成Cr3+，再加碱调节pH值至9.5～10.0，然后进入膜池，经PTFE膜过滤后用酸回调pH值至中性，然后进入深度处理。设备采用在线pH计和ORP传感器自动调节加药量。

3.1.2 含镍废水[5]处理系统

含镍废水主要来自电镀过程中部分老化的原液和镀件清洗液，其中含有金属镍、络合试剂和有机添加剂。先调整含镍废水pH值至10.5～11.0，加入适量的Na2S和PAC，形成含镍氢氧化物及含镍硫化物沉淀，经PTFE膜过滤后用酸回调pH值至中性，再进入深度处理。

3)2626隔离开关控制规则，分闸条件：262断路器分闸。合闸条件：262断路器分闸、26230接地开关分闸、26240接地开关分闸、26260接地开关分闸。

3.1.3 含锌混合废水处理系统

含锌混合废水包括酸性和碱性废水，COD含量较高，同时存在少量的络合态锌。先调整废水pH值至10～10.5，并投加Na2S破络，经PTFE膜过滤后用酸回调pH值至中性，然后进入深度处理。

3.1.4 锌镍合金废水处理系统

锌镍合金废水主要是镀件清洗过程中产生的废水，废水中含有锌、镍、铜等金属离子，还存在部分有机物（含络合物）及磷酸盐等。经小试实验确认采用“NaClO+NaOH+Na2S”相结合的方法，然后经PTFE膜过滤后用酸回调pH值至中性，进入深度处理。

3.1.5 酸碱综合废水处理系统

酸碱综合废水包括酸碱清洗废水、电泳废水、磷化废水、跑冒滴漏废水，主要含油脂、溶剂等有机物。其中磷化和电泳废水要单独收集。先在碱性条件下投加PAC、PAM除磷并去除部分有机污染物，清液再与酸碱废水混合，在碱性条件下通过投加Na2S的方式强化沉淀效果，再经PTFE膜过滤后用酸回调pH值至中性，进入深度处理。

3.2 深度处理系统

深度处理系统采用“臭氧氧化+生物活性炭”工艺，其中包括2套800 g/h的空气源臭氧发生系统（1用1备）、4套φ1400×4150 mm不锈钢臭氧接触氧化塔、2套φ2000×3200 mm生物活性炭罐。臭氧氧化能够很好去除废水中存在的有机污染物，同时能够破坏出水中可能残存的络合态重金属物质，使其成为离子态。生物活性炭能够通过活性炭填料上生长的微生物系统消化水中残留的有机物及NH3-N，同时活性炭的高吸附性能够有效去除水中的重金属离子，进一步确保废水的达标排放。

3.3 回用处理系统

采用RO处理部分深度处理出水，使其达到回用要求。RO系统采用一级二段处理，进水水为20 m³/h，一段RO采用12支8040反渗透膜，二段RO采用8支8040反渗透膜，工艺流程见图3。

图3 回用处理工艺流程图

3.4 主要构筑物参数

回用处理系统主要构筑物及设计参数见表2。

4 运行效果

安装完成后，5 d内出水即达到稳定，重金属处理部分出水达到《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）中表3的要求，第5 d时系统的进出水水质如表3所示。深度处理出水COD＜150 mg/L，氨氮＜5 mg/L，稳定达到纳管标准。

表3 改造后重金属废水处理效果

5 经济分析

本工程主要运行费用为电费、药剂费、污泥处置费。工程正常运行后用电量为1 306.2 kWh/d，当地电价为0.6元/kWh，则电耗为2.37元/吨水；药剂主要为片碱、次氯酸钠、硫化钠及亚硫酸氢钠（具体见表4），日平均药剂费为1 488.18元，即4.51元/吨水；每日平均产生含铬污泥76.11 kg、含镍污泥为117.37 kg、锌镍污泥为6.26 kg、含锌污泥为43.77 kg、综合污泥为97.29 kg，污泥处置费为947.82元，即2.87元/吨水；合计水处理费用为9.75元/吨水。

表4 改造后每日药剂平均使用量

6 结论

本工程优化改造完成后，重金属处理系统出水达到《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）表3标准，工艺运行稳定，处理成本约为9.75元/吨水。深度处理系统出水COD浓度低于150 mg/L，氨氮浓度低于5 mg/L，优于纳管标准，RO出水满足能够满足回用要求。

新工艺采用纳米级PTFE工艺，工艺流程短，能在保证出水水质达标的同时减少药剂投加量和污泥产量，从而降低了占地和运行成本。工程现场连接管路简单、排列整齐，处理车间干净整洁，各分区划分清晰，工程运行环境较原来有了大幅提升。