某電子公司電鍍廢水處理及回用工程實例研究

廣州中環(huán)萬代環(huán)境工程有限公司 廣東廣州 510000

摘要：電鍍廢水是當(dāng)今世界主要工業(yè)污染源之一，對電鍍廢水進(jìn)行回用，不僅能節(jié)約水資源，還能有效解決重金屬對水體的污染問題。因此，本文結(jié)合某電子公司電鍍廢水處理及回用工程，對電鍍廢水的處理工藝進(jìn)行了說明，并對廢水處理及回用技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行了著重介紹，以期對相關(guān)行業(yè)提供一些有價值的參考意見。

關(guān)鍵詞：電鍍廢水；處理回用；效果分析

隨著電鍍企業(yè)規(guī)模的日趨擴(kuò)大，由此產(chǎn)生的廢水成分也愈加復(fù)雜，處理難度越來越大，嚴(yán)重制約我國電鍍企業(yè)自身的生存和發(fā)展。在這種背景之下，我們對電鍍廢水處理與再生回用的要求也日益緊迫?；诖?，筆者簡要分析了一項電鍍廢水綜合處理工藝和回用工程，以達(dá)到為企業(yè)節(jié)約人力、物力和財力，創(chuàng)造可觀的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的目的。

1 工程概況

某電子公司主要從事電鍍加工，其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的電鍍廢水處理工程由當(dāng)?shù)匾患噎h(huán)保公司設(shè)計、施工和調(diào)試。在電鍍生產(chǎn)中，產(chǎn)生多種性質(zhì)的廢水，主要有含鉻廢水、含氰廢水，退鍍廢液及綜合廢水，這些廢水均含有對環(huán)境有較嚴(yán)重污染的無機(jī)鹽、無機(jī)酸堿等。經(jīng)處理達(dá)到《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》21900-2008一級標(biāo)準(zhǔn)后才能排放[1]。

2 廢水的水質(zhì)與工藝流程

2.1 廢水的水質(zhì)與設(shè)計水量

該公司生產(chǎn)工藝復(fù)雜，包括表面處理、鍍鎳、鍍銅、水洗、酸洗、堿洗等多個環(huán)節(jié)，會產(chǎn)生含鎳廢水、化學(xué)鎳廢水、含銅廢水、含氰廢水、低濃度水洗水、酸性廢液、堿性廢液，生產(chǎn)廢水設(shè)計總量900m3/d。生活污水另行處理，含鎳廢液、含銅廢液在生產(chǎn)線上均有回收裝置，不進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)。廢水根據(jù)水質(zhì)特點(diǎn)分類收集，具體水質(zhì)水量見表1。

表1 廢水水質(zhì)水量

2.2 廢水處理工藝

廢水組分復(fù)雜，主要包括銅、鎳等重金屬離子、氰化物和有機(jī)物等，混合處理難度大，需采用多種方法相結(jié)合，分質(zhì)處理，才能到達(dá)最佳處理效果。綜合考慮廢水水量、水質(zhì)特點(diǎn)和處理成本，決定對電鍍廢水分類收集并分類預(yù)處理，采用化學(xué)方法處理并混凝沉淀；預(yù)處理后的電鍍廢水混合后再次采用化學(xué)方法處理并混凝沉淀，出水進(jìn)入中和調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)pH，最終進(jìn)入清水池達(dá)標(biāo)排放。含銅廢水及低濃度水洗水預(yù)處理后，進(jìn)入回用水系統(tǒng)達(dá)標(biāo)處理后回到電鍍生產(chǎn)線使用。廢水處理工藝流程如圖1所示。

圖1 廢水處理工藝流程

電鍍生產(chǎn)線上對電鍍廢水分類收集進(jìn)入集水池；化學(xué)鎳廢水采用Fenton方法處理，從1#集水池進(jìn)入1#pH調(diào)整槽，加入H2SO4調(diào)節(jié)pH后進(jìn)入1#氧化槽，加入H2O2氧化后進(jìn)入2#集水池與含鎳水混合處理，進(jìn)入1#反應(yīng)槽，通過投加FeCl3、PAC、PAM去除廢水中的鎳金屬，出水進(jìn)入2#pH調(diào)整槽；含氰廢水采用堿性氯化法處理，從3#集水池進(jìn)入2#氧化槽，加入NaOH、NaClO，再進(jìn)入3#氧化槽，加入H2SO4、NaClO去除氰化物，出水進(jìn)入5#集水池；含銅廢水及低濃度水洗水從4#集水池進(jìn)入2#反應(yīng)槽，通過投加FeCl3、Na2S、NaOH、PAM去除廢水中的銅及其他重金屬，出水進(jìn)入回用水系統(tǒng)[2]。

含銅廢水及低濃度水洗水預(yù)處理后出水進(jìn)入中間水池，由泵提升至石英砂過濾器去除水中較大的SS，再進(jìn)入活性碳過濾器進(jìn)一步去除水中的SS，后進(jìn)入樹脂軟化系統(tǒng)去除水中有機(jī)物并改善硬度，再先后通過殺菌加藥裝置滅菌以及5μm保安過濾器阻止大顆粒進(jìn)入超濾系統(tǒng)，最后進(jìn)入RO反滲透系統(tǒng)產(chǎn)生純水，出水進(jìn)入純水箱并供給電鍍生產(chǎn)線使用。

1#斜管沉淀池產(chǎn)生的含鎳污泥以及2#、3#斜管沉淀池產(chǎn)生的含銅污泥分別進(jìn)入含鎳污泥及及銅污泥池，由泵分別提升進(jìn)入1#污泥濃縮池及2#污泥濃縮池，重力濃縮后分別進(jìn)入含鎳污泥壓濾機(jī)及含銅污泥壓濾機(jī)壓濾，干污泥委外處理。

3 主要構(gòu)筑物及其設(shè)計參數(shù)

3.1 電鍍廢水處理系統(tǒng)

3.1.1 含鎳廢水處理系統(tǒng)

1#集水池：收集化學(xué)鎳廢水，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，并利用泵提升至1#pH調(diào)整槽反應(yīng)；設(shè)計尺寸：4.5m×2m×4m，有效容積25m3，鋼砼結(jié)構(gòu)+FRP防腐；并設(shè)有1套浮球式液位計以及2臺出水泵，1備1用，Q=8m3/h，H=8m，功率0.75kW。

1#pH調(diào)整槽：加入H2SO4調(diào)節(jié)化學(xué)鎳pH至<2.5，利于下一步處理；設(shè)計尺寸：2.5m×1.8m×2.5m，有效容積7.5m3，鋼砼結(jié)構(gòu)+FRP防腐；并設(shè)有1套pH自動控制儀、1套UPVC空氣攪拌系統(tǒng)以及1臺H2SO4加藥泵，Q=60L/h，H=50m，功率0.04kW。

1#氧化槽：化學(xué)鎳廢水含有絡(luò)合劑，必須在酸性條件下加入強(qiáng)氧化劑H2O2，使絡(luò)合劑氧化分解，使重金屬鎳以離子形式存在并與含鎳水一起采用化學(xué)沉淀方法去除；設(shè)計尺寸：2.5m×1.8m×2.5m，有效容積7.5m3，鋼砼結(jié)構(gòu)+FRP防腐；并設(shè)有1套UPVC空氣攪拌系統(tǒng)以及1臺H2O2加藥泵，Q=60L/h，H=50m，功率0.04kW。

2#集水池：收集鍍鎳水洗水及預(yù)處理后的絡(luò)合鎳廢水，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，并利用泵提升至1#反應(yīng)槽反應(yīng)；設(shè)計尺寸：10m×4m×4m，有效容積100m3，鋼砼結(jié)構(gòu)+FRP防腐；并設(shè)有1套浮球式液位計、1套UPVC空氣攪拌系統(tǒng)、1個PVC轉(zhuǎn)子流量計以及2臺出水泵，1備1用，Q=54m3/h，H=20m，功率5.5kW。

1#反應(yīng)槽：反應(yīng)槽依次等面積分為FeCl3加藥槽、NaOH加藥槽、PAM加藥槽；通過添加NaOH將含鎳廢水pH調(diào)節(jié)至>11，并投加FeCl3、PAM提高混凝沉淀效果；設(shè)計尺寸：5m×2.5m×2.5m，有效容積16m3，鋼砼結(jié)構(gòu)+FRP防腐；并設(shè)有1套pH自動控制儀、2套UPVC空氣攪拌系統(tǒng)、1臺NaOH加藥泵，Q=280L/h，H=50m，功率0.2kW、1臺FeCl3加藥泵，Q=280L/h，H=50m，功率0.2kW、1臺PAM加藥泵，Q=110L/h，H=50m，功率0.2kW以及1臺機(jī)械攪拌機(jī)，轉(zhuǎn)速29r/min，功率0.55kW。

1#斜管沉淀池：1#反應(yīng)槽產(chǎn)生的含鎳污泥進(jìn)入1#斜管沉淀池，實現(xiàn)泥水分離；設(shè)計尺寸10.6m×5m×4.5m，有效容積120m3，鋼砼結(jié)構(gòu)+FRP防腐；并設(shè)有1套PVC出水波水堰、1套填料支架以及53m3的斜管填料。

3.1.2 含氰廢水處理系統(tǒng)

3#集水池：收集含氰廢水，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，并利用泵提升至2#、3#氧化槽反應(yīng)；設(shè)計尺寸：4.5m×2m×4m，有效容積25m3，鋼砼結(jié)構(gòu)+FRP防腐；并設(shè)有1套浮球式液位計、1套UPVC空氣攪拌系統(tǒng)、1個PVC轉(zhuǎn)子流量計以及2臺出水泵，1備1用，Q=8m3/h，H=8m，功率0.75kW。

2#氧化槽、3#氧化槽：采用二階段堿性氯化法處理含氰廢水，在2#氧化槽中添加NaOH控制pH：10～12，添加NaClO控制ORP>350mV，在3#氧化槽中添加H2SO4控制pH：7～8，添加NaClO控制ORP>600mV，出水進(jìn)入5#集水池；2#氧化槽設(shè)計尺寸：2.5m×1.8m×2.5m，有效容積7.5m3，鋼砼結(jié)構(gòu)+FRP防腐；并設(shè)有1套pH自動控制儀、1套ORP點(diǎn)位控制儀、1臺NaOH加藥泵，Q=60L/h，H=50m，功率0.04kW、1臺NaClO加藥泵，Q=60L/h，H=50m，功率0.04kW、以及1臺機(jī)械攪拌機(jī)，轉(zhuǎn)速29r/min，功率0.55kW。3#氧化槽設(shè)計尺寸：2.5m×1.8m×2.5m，有效容積7.5m3，鋼砼結(jié)構(gòu)+FRP防腐；并設(shè)有1套pH自動控制儀、1套ORP點(diǎn)位控制儀、1臺H2SO4加藥泵，Q=60L/h，H=50m，功率0.04kW、1臺NaClO加藥泵，Q=60L/h，H=50m，功率0.04kW、以及1臺機(jī)械攪拌機(jī)，轉(zhuǎn)速29r/min，功率0.55kW。

3.1.3 含銅廢水及低濃度水洗水處理系統(tǒng)

4#集水池：收集含銅廢水及低濃度水洗水，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，并利用泵提升至2#反應(yīng)槽；設(shè)計尺寸：10m×5m×4m，有效容積175m3，鋼砼結(jié)構(gòu)+FRP防腐；并設(shè)有1套浮球式液位計、1套UPVC空氣攪拌系統(tǒng)、1個PVC轉(zhuǎn)子流量計以及2臺出水泵，一備一用，Q=54m3/h，H=20m，功率5.5kW。

2#反應(yīng)槽：2#反應(yīng)槽有2座，依次等面積分為FeCl3加藥槽、NaOH加藥槽、Na2S加藥槽、PAM加藥槽；通過添加NaOH將含鎳廢水pH調(diào)節(jié)至>9，并投加FeCl3、NaS、PAM提高混凝沉淀效果；設(shè)計尺寸：5m×2.5m×2.5m，有效容積16m3，鋼砼結(jié)構(gòu)+FRP防腐；并設(shè)有2套pH自動控制儀、6套UPVC空氣攪拌系統(tǒng)、2臺NaOH加藥泵，Q=280L/h，H=50m，功率0.2kW、2臺FeCl3加藥泵，Q=280L/h，H=50m，功率0.2kW、2臺NaS加藥泵，Q=280L/h，H=50m，功率0.2kW、2臺PAM加藥泵，Q=110L/h，H=50m，功率0.2kW以及2臺機(jī)械攪拌機(jī)，轉(zhuǎn)速29r/min，功率0.55kW。

2#斜管沉淀池：2#反應(yīng)槽產(chǎn)生的含銅污泥進(jìn)入2#斜管沉淀池（2座沉淀池），實現(xiàn)泥水分離；設(shè)計尺寸：0.6m×5m×4.5m，有效容積120m3，鋼砼結(jié)構(gòu)+FRP防腐；并設(shè)有2套PVC出水波水堰、2套填料支架以及106m3的斜管填料。

5#集水池：收集含鎳、含氰以及反洗水，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，并利用泵提升至2#反應(yīng)槽反應(yīng)；設(shè)計尺寸：10m×5m×4m，有效容積180m3，鋼砼結(jié)構(gòu)+FRP防腐；并設(shè)有1套浮球式液位計、1套UPVC空氣攪拌系統(tǒng)、1個PVC轉(zhuǎn)子流量計以及2臺出水泵，1備1用，Q=54m3/h，H=20m，功率5.5kW。

3#反應(yīng)槽：反應(yīng)槽依次等面積分為FeCl3加藥槽、NaOH加藥槽、PAM加藥槽；通過添加NaOH將含鎳廢水pH調(diào)節(jié)至>11，并投加FeCl3、PAM提高混凝沉淀效果；設(shè)計尺寸：5m×2.5m×2.5m，有效容積16m3，鋼砼結(jié)構(gòu)+FRP防腐；并設(shè)有1套pH自動控制儀、2套UPVC空氣攪拌系統(tǒng)、1臺NaOH加藥泵，Q=280L/h，H=50m，功率0.2kW、1臺FeCl3加藥泵，Q=280L/h，H=50m，功率0.2kW、1臺PAM加藥泵，Q=110L/h，H=50m，功率0.2kW以及1臺機(jī)械攪拌機(jī)，轉(zhuǎn)速29r/min，功率0.55kW。

3#斜管沉淀池：3#反應(yīng)槽產(chǎn)生的污泥進(jìn)入1#斜管沉淀池，實現(xiàn)泥水分離；設(shè)計尺寸：10.6m×5m×4.5m，有效容積120m3，鋼砼結(jié)構(gòu)+FRP防腐；并設(shè)有1套PVC出水波水堰、1套填料支架以及53m3的斜管填料。

2#pH調(diào)整槽：加入H2SO4調(diào)節(jié)出水pH至規(guī)定值，穩(wěn)定出水水質(zhì)，確保廢水達(dá)標(biāo)排放；設(shè)計尺寸：5m×3m×4.5m，有效容積60m3，鋼砼結(jié)構(gòu)+FRP防腐；并設(shè)有1套pH自動控制儀、1套UPVC空氣攪拌系統(tǒng)以及1臺H2SO4加藥泵，Q=276L/h，H=50m，功率0.2kW。

放流調(diào)整槽：收集處理后的廢水，穩(wěn)定出水水質(zhì)，確保廢水達(dá)標(biāo)排放；設(shè)計尺寸：5m×3m×4.5m，有效容積60m3，鋼砼結(jié)構(gòu)+FRP防腐。

取樣計量井：計量處理后的廢水以及取水樣；設(shè)計尺寸：5m×1m×1.2m，有效容積6m3，鋼砼結(jié)構(gòu)+表面瓷磚貼面。

3.2 回用水處理系統(tǒng)

中間水池：收集并貯存經(jīng)過化學(xué)方法預(yù)處理后的含銅水及低濃度水洗水，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，并利用泵提升至石英砂過濾器；設(shè)計尺寸：10m×4m×4m，有效容積140m3，鋼砼結(jié)構(gòu)+FRP防腐；并設(shè)有1套UPVC空氣攪拌系統(tǒng)、1套液位控制儀以及2臺不銹鋼水泵，一備一用，功率5.5kW[3]。

石英砂過濾器：去除廢水中較大的懸浮物，以便進(jìn)一步處理；設(shè)計尺寸：Φ2000mm，v：7～10m/h，碳鋼襯膠；并設(shè)有5只氣動蝶閥以及石英砂濾料?；钚蕴窟^濾器：進(jìn)一步去除水中的懸浮物；設(shè)計尺寸：Φ2000mm，v：7～10m/h，碳鋼襯膠；并設(shè)有5只氣動蝶閥以及活性炭濾料。

樹脂軟化系統(tǒng)：去除水中的有機(jī)物；設(shè)計尺寸：Φ2000mm，v：7～10m/h，碳鋼襯膠；并設(shè)有7只氣動蝶閥、5m3軟化陽樹脂、1只鹽液槽以及1臺水泵。

RO處理反應(yīng)器：通過RO反滲透技術(shù)來處理廢水達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)。主要配置：膜組件：型號：AG8040F1296，數(shù)量20支、2只轉(zhuǎn)子流量計、1只壓力表、2臺EC-410在線電導(dǎo)率儀、1臺高壓泵：型號：CR32-110，功率22kW，材質(zhì)SUS304。

3.3 污泥處理系統(tǒng)

含鎳污泥池：收集含鎳廢水產(chǎn)生的污泥，并利用泵提升至1#污泥濃縮池；設(shè)計尺寸：5m×2.5m×4m，有效容積40m3，鋼砼結(jié)構(gòu)+FRP防腐；并設(shè)有1套浮球式液位計、1臺污泥提升泵，Q=25m3/h，H=10m，功率1.5kW。

1#污泥濃縮池：含鎳污泥池中污泥進(jìn)入污泥濃縮池進(jìn)行重力濃縮，減少污泥量；設(shè)計尺寸：4m×2.5m×5m，有效容積45m3，鋼砼結(jié)構(gòu)+FRP防腐；并設(shè)有1套PVC整流管、1臺污泥泵，Q=25m3/h，H=10m，功率1.5kW。

含鎳污泥壓濾機(jī)：將污泥濃縮池的泥進(jìn)一步壓濾，將含水率降低至75%，干污泥委外處置，每天1次，每次6h；設(shè)計尺寸：5.45m×1.1m×1.265m，壓濾面積60m2，2臺，功率3kW；并設(shè)有1套液壓系統(tǒng)、1套PVC壓濾槽以及一臺空氣壓縮機(jī)，功率11kW。含銅污泥池：收集含銅廢水產(chǎn)生的污泥，并利用泵提升至2#污泥濃縮池；設(shè)計尺寸：5m×2.5m×4m，有效容積40m3，鋼砼結(jié)構(gòu)+FRP防腐；并設(shè)有1套浮球式液位計、1臺污泥提升泵，Q=25m3/h，H=10m，功率1.5kW。

2#污泥濃縮池：含銅污泥池中污泥進(jìn)入污泥濃縮池進(jìn)行重力濃縮，減少污泥量；設(shè)計尺寸：4m×2.5m×5m，有效容積45m3，鋼砼結(jié)構(gòu)+FRP防腐；并設(shè)有1套PVC整流管、1臺污泥泵，Q=25m3/h，H=10m，功率1.5kW。

含銅污泥壓濾機(jī)：將污泥濃縮池的污泥進(jìn)一步壓濾，將含水率降低至75%，干污泥委外處置，每天1次，每次6h；設(shè)計尺寸：5.45m×1.1m×1.265m，壓濾面積60m2，2臺，功率3kW；并設(shè)有1套液壓系統(tǒng)、1套PVC壓濾槽以及一臺空氣壓縮機(jī)，功率11kW。

4 工程運(yùn)行結(jié)果與運(yùn)行費(fèi)用分析

該廢水處理及回用工程自完工后調(diào)試投入運(yùn)行以來，設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)正常，處理效果良好，出水水質(zhì)穩(wěn)定，出水水質(zhì)達(dá)到GB8978-1996一級標(biāo)準(zhǔn)及DB32/1072-2007表3電鍍工業(yè)主要水污染物排放限。工程運(yùn)行結(jié)果及排放標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 工程運(yùn)行效果及排放標(biāo)準(zhǔn)

工程運(yùn)行費(fèi)用主要包括電費(fèi)以及藥劑費(fèi)（不包括人工費(fèi)）。每天用電量為1450kWh，單價0.7元/kWh，處理每噸水所需電費(fèi)1.08元/m3，每處理1噸水所需要的藥劑費(fèi)為5.3元/m3，合計每處理1噸水的運(yùn)行費(fèi)用6.38元/m3。

5 結(jié)論

總之，當(dāng)今環(huán)境污染及水資源問題日趨嚴(yán)重，電鍍行業(yè)作為當(dāng)今全球三大污染工業(yè)之一，其廢水的排放量約占工業(yè)廢水排放總量的10%。其中，電鍍廢水的回用處理是當(dāng)今電鍍行業(yè)實現(xiàn)污染減排的關(guān)鍵，因此，我們要加大對電鍍廢水回用的研究力度。實驗結(jié)果顯示，上訴廢水處理及回用工程能夠使電鍍企業(yè)的廢水處理達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)、對循環(huán)回用和清潔生產(chǎn)具有明顯效果，可在類似的電鍍廢水處理回用項目中推廣應(yīng)用。

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