電鍍廢水的回用及金屬回收工藝

張汝嘉

（廣州市中綠環(huán)保有限公司 廣東廣州 510000）

電鍍廢水成分復(fù)雜，含有高濃度的重金屬、氟、氰、COD等污染物，若不經(jīng)處理直接排放，將對水體生態(tài)造成嚴(yán)重影響。同時，廢水中的鎳、鉻等金屬具有很高的回收價值，只要將可回收原料與廢水進(jìn)行有效分離，可同時達(dá)到廢水回用及金屬回收的目標(biāo)。

1 工程背景

某電鍍廠線路板藥劑廠排出的廢水，根據(jù)環(huán)境評價報告組成如下，水質(zhì)水量見表1。

表1 廢水水量及水質(zhì)

該廠廢水原規(guī)劃進(jìn)入電鍍工業(yè)園污水處理廠，執(zhí)行《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB21900-2008）特別排放限值標(biāo)準(zhǔn)。由于廢水污染物濃度高，對園區(qū)污水處理產(chǎn)生不利影響，因此該廠決定將廢水進(jìn)行內(nèi)部預(yù)處理，回收鎳、鉻等金屬并進(jìn)行廢水回用。

2 工藝確定

隨著《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB21900-2008）特別排放限值標(biāo)準(zhǔn)（俗稱電鍍表3標(biāo)準(zhǔn)）的逐步實(shí)施，對于電鍍廢水的處理和排放要求也漸趨嚴(yán)格。為滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，電鍍廢水的處理思路發(fā)展為達(dá)標(biāo)排放、廢水回用和資源回收。

電鍍廢水主要含有銅、鋅、鎳、鉻等重金屬，進(jìn)入環(huán)境將造成嚴(yán)重危害。對電鍍廢水的處理，一般采用物理過濾、化學(xué)沉淀等工藝[1]。常規(guī)工藝能耗較高、反應(yīng)不穩(wěn)定，難以做到資源回收、廢水回用[2]。近年來出現(xiàn)了膜法處理電鍍廢水，包括納濾-反滲透法[3]、超濾-反滲透法[4]等。膜法能實(shí)現(xiàn)金屬回收、廢水回用，但膜對預(yù)處理要求較高[5]，同時納濾、超濾作為反滲透前端的過濾器，容易出現(xiàn)堵塞。因此，為滿足《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB21900-2008）特別排放限值標(biāo)準(zhǔn)，本研究選擇微濾-多級反滲透的組合工藝，并根據(jù)廢水分類設(shè)置不同預(yù)處理工藝，確保膜系統(tǒng)的運(yùn)行效果。

3 工藝流程

各類廢水處理如下，處理流程均參照圖1。

3.1 含鉻廢水

含鉻廢水經(jīng)收集、均質(zhì)后提升至還原反應(yīng)池，在pH=2~3的條件下進(jìn)行如下反應(yīng)：

還原反應(yīng)后，廢水中的Cr6+基本轉(zhuǎn)化為毒性較小的Cr3+，充分反應(yīng)后廢水進(jìn)入循環(huán)槽，經(jīng)微濾系統(tǒng)進(jìn)行處理，定時進(jìn)行排泥，微濾系統(tǒng)產(chǎn)生的濃液回流到循環(huán)槽進(jìn)行再次過濾，過濾液進(jìn)入緩沖槽，經(jīng)提升進(jìn)入多級RO反滲透循環(huán)濃縮系統(tǒng)，以反滲透壓將鉻鹽等污染物移動至濃水中，去除產(chǎn)水雜質(zhì)。RO的濃縮液達(dá)到要求后回收，RO產(chǎn)水回用。

3.2 含鎳廢水

含鎳廢水經(jīng)收集、均質(zhì)后提升至還原反應(yīng)池作初步反應(yīng)，提升至循環(huán)槽，經(jīng)微濾系統(tǒng)進(jìn)行處理，定時進(jìn)行排泥，微濾系統(tǒng)產(chǎn)生的濃液回流到循環(huán)槽進(jìn)行再次過濾，過濾液進(jìn)入緩沖槽，經(jīng)提升進(jìn)入多級RO反滲透循環(huán)濃縮系統(tǒng)，以反滲透壓將鎳鹽等污染物移動至濃水中，去除產(chǎn)水雜質(zhì)。RO的濃縮液達(dá)到要求后回收，RO產(chǎn)水回用。

3.3 含氰廢水及清洗水

含氰廢水經(jīng)收集、均質(zhì)后提升至一級破氰槽進(jìn)行處理，加入NaOH及NaClO，控制pH為10~11，ORP為300~350mv進(jìn)行一段破氰處理：

自流入二級破氰槽，加入H2SO4及NaClO，控制pH為7~8，ORP為600mV~650mV進(jìn)行二級破氰處理：

經(jīng)過破氰處理后的含氰廢水自流入循環(huán)槽，和一般金屬廢水混合，經(jīng)微濾系統(tǒng)進(jìn)行處理，定時進(jìn)行排泥，微濾系統(tǒng)產(chǎn)生的濃液回流到循環(huán)槽進(jìn)行再次過濾，過濾液進(jìn)入緩沖槽，經(jīng)提升進(jìn)入多級RO反滲透循環(huán)濃縮系統(tǒng)，以反滲透壓將污染物移動至濃水中，去除產(chǎn)水雜質(zhì)。RO濃水排入園區(qū)污水處理站，RO產(chǎn)水回用見圖1。

4 運(yùn)行效果

處理系統(tǒng)運(yùn)行4周，運(yùn)行監(jiān)測情況見表2、表3及表4。運(yùn)行期間，各類RO產(chǎn)水均滿足《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB21900-2008）特別排放限值標(biāo)準(zhǔn)，含鉻RO濃縮液濃度2000~2400mg·L-1，含鎳 RO濃縮液濃度 4800~5600mg·L-1，產(chǎn)水水質(zhì)及濃縮液金屬濃度滿足企業(yè)生產(chǎn)需要，排至園區(qū)污水站的RO濃水污染成分簡單、處理難度低于以往的直排廢水。整個流程基本不產(chǎn)生污泥，每噸水電費(fèi)、藥劑費(fèi)、人工費(fèi)分別為8.17元、2.90元、7.21元，噸水總運(yùn)行成本18.28元。電鍍廠運(yùn)行該污水處理系統(tǒng)后，基本消除對園區(qū)污水站的影響。

表2 含鉻廢水運(yùn)行統(tǒng)計

表3 含鎳廢水運(yùn)行統(tǒng)計

表4 含氰廢水及清洗水運(yùn)行統(tǒng)計

5 討論

5.1 RO產(chǎn)水水質(zhì)好，濃縮液滿足企業(yè)回收要求。

5.2 微濾系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，有效保護(hù)RO系統(tǒng)。

5.3 噸水運(yùn)行成本18.28元，成本低于廢水混合處理。

5.4 產(chǎn)水pH值偏低，RO后可增加中和設(shè)施。

5.5 RO膜通量在開始階段為0.5~0.6m3·h-1·支-1，此后下降為0.4m·3h-·1支-1，運(yùn)行一段時間需要清洗恢復(fù)，RO系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)有待提高。

[1]王磊,脫培植,時旋,等.電鍍廢水深度處理實(shí)用工藝研究[J].山東化工,2011,40(8):65-67.

[2]王樂譯,李文國,王炳厚.膜法處理電鍍廢水[J].水處理技術(shù),2012,38(7):131-133.

[3]茆亮凱,張林生,陸繼來,等.電鍍含鋅廢水的納濾_反滲透處理回用研究[J].水處理技術(shù),2011,37(3):105-107,111.

[4]季斌,任以偉,陳劍平.雙膜法在印刷電路板廢水中的應(yīng)用[C].中國水污染治理技術(shù)裝備論文集,2011(16):193-199.

[5]石泰山.電鍍廢水回用對廢水處理設(shè)施的影響[J].電鍍與涂飾,2013,32(11):39-42.