高濃度含銀廢水物化法深度處理項目工藝設計與應用

田宇鳴（中國電子系統(tǒng)工程第二建設有限公司，天津214000）

0 引言

銀以及銀的相關產(chǎn)品廣泛應用于電子、電鍍、感光材料、化工工業(yè)和科研領域，生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生各種各樣的含銀廢水。與其它工業(yè)廢水相比雖然含銀廢水產(chǎn)生量較少，但水質復雜，對環(huán)境的污染影響非常嚴重。Ag+是一種強殺菌劑，會嚴重影響污水處理廠生物處理階段的效果。此外，廢水中的Ag+在環(huán)境中的遷移、擴散將污染自然水體，對生態(tài)環(huán)境造成極大的破壞，嚴重危害人體健康[1]。

面板行業(yè)含銀廢水中的主要污染物是Ag+、TP、COD、TN。含銀廢水的主要處理方法包括化學混凝法、電解法、離子交換法，三種方法各有優(yōu)缺點。面對日益嚴格的廢水排放標準，尋求一種高效、低廉、可工程化的含銀廢水組合處理工藝是當下的研究熱點之一。

1 工藝設計

1.1 水質水量

該工程處理的廢水為某面板企業(yè)生產(chǎn)工序中產(chǎn)生的高濃度含銀廢水，水量18m3/d。設計進出水水質見表1。

表1 設計進出水水質

1.2 工藝概況

根據(jù)含銀廢水水質水量特點、處理要求及經(jīng)濟適用性，高濃度含銀廢水處理工藝流程說明如下：

1.2.1 工藝流程說明

該工程采用“三級化學混凝+離子交換”組合工藝處理含銀廢水。含銀廢水首先進入一級化學混凝系統(tǒng)，將廢水pH 調節(jié)至11，通過投加CaCl2同步去除Ag+、TP。在二級化學混凝系統(tǒng)中再次將廢水pH 調節(jié)至11，通過投加CaCl2進一步去除Ag+、TP，同時投加重金屬捕捉劑強化對Ag+的去除效果。在三級化學混凝系統(tǒng)中將廢水pH調節(jié)至9～10，通過投加Na2CO3去除殘余的溶解態(tài)Ca2+。三級化學混凝系統(tǒng)出水過濾后進入離子交換系統(tǒng)進行深度除銀，使出水中Ag+穩(wěn)定＜0.1mg/L，從而實現(xiàn)銀、磷的同步深度去除。

1.2.2 主要構筑物設計參數(shù)

（1）含銀廢水收集槽

設置含銀廢水收集槽1 座，有效容積20m3，水力停留時間12h。

（2）含銀廢水調整槽

設置含銀廢水調整槽1 座，有效容積20m3，水力停留時間12h。

（3）反應槽1

含銀廢水由提升泵輸送進入反應槽1。首先向廢水中投加CaCl2，再投加NaOH、H2SO4將廢水pH調節(jié)至11。反應槽1的有效容積1m3，水力停留時間0.5h。

（4）反應槽2

反應槽1 出水進入反應槽2。首先投加NaOH、H2SO4將廢水pH調節(jié)至8～8.5，再向廢水中投加PAC。反應槽2的有效容積1m3，水力停留時間0.5h。

（5）絮凝槽1

反應槽2出水進入絮凝槽1。向廢水中投加PAM。絮凝槽1的有效容積0.5m3，水力停留時間0.25h。

（6）沉淀槽1

絮凝槽1出水進入沉淀槽1。沉淀槽1表面負荷0.4m3/(m2·h)，直徑2.4m，總高度3m，有效容積10.8m3，水力停留時間6h。沉淀槽1的污泥進入污泥槽。

（7）反應槽3

沉淀槽1出水通過溢流堰進入反應槽3。首先投加NaOH、H2SO4將廢水pH 調節(jié)至8.5～9.5，再向廢水中投加重金屬捕捉劑。反應槽3的有效容積1m3，水力停留時間0.5h。

（8）反應槽4

反應槽3 出水進入反應槽4。首先向廢水中投加CaCl2，再投加NaOH、H2SO4將廢水pH調節(jié)至11，最后投加Na2CO3。反應槽4的有效容積1m3，水力停留時間0.5h。

（9）絮凝槽2

反應槽4出水進入絮凝槽2。向廢水中投加PAM。絮凝槽2的有效容積0.5m3，水力停留時間0.25h。

（10）沉淀槽2

絮凝槽2出水進入沉淀槽2。沉淀槽2表面負荷0.4m3/(m2·h)，直徑2.4m，總高度3m，有效容積10.8m3，水力停留時間6h。沉淀槽2的污泥進入污泥槽。

（11）反應槽5

沉淀槽2出水通過溢流堰進入反應槽5。首先投加NaOH、H2SO4將廢水pH 調節(jié)至9～10，而后投加Na2CO3。反應槽5 的有效容積1m3，水力停留時間0.5h。

（12）絮凝槽3

反應槽5出水進入絮凝槽3。向廢水中投加PAM。絮凝槽3的有效容積0.5m3，水力停留時間0.25h。

（13）沉淀槽3

絮凝槽3出水進入沉淀槽3。沉淀槽3表面負荷0.3m3/(m2·h)，直徑2.4m，總高度3m，有效容積10.8m3，水力停留時間8h。沉淀槽3的污泥進入污泥槽。

（14）多介質過濾器

沉淀槽3 出水通過溢流堰進入中繼槽，而后由提升泵輸送進入多介質過濾器，其罐體尺寸為φ800mm×3000mm。過濾器設計流量1m3/h，反洗流量1.1m3/d。

（15）活性炭過濾器

多介質過濾器出水進入活性炭過濾器，其罐體尺寸為φ 600mm×2000mm。過濾器設計流量1m3/h，反洗流量1.1m3/d。

（16）樹脂吸附器

活性炭過濾器出水進入樹脂吸附器，其尺寸為φ600mm×2000mm。過濾器設計流量1m3/h。

2 設計特點

（1）針對單一處理工藝對銀、磷去除效果不佳及廢水排放標準日益嚴格的問題，采用“三級化學混凝+離子交換”組合工藝處理含銀廢水，同步實現(xiàn)高濃度含銀廢水中銀、磷的深度去除。

（2）針對傳統(tǒng)化學混凝法一次加藥耗藥量較大的問題，分兩次加鈣可減少鈣的投加量，節(jié)約大量藥劑費，減輕三級化學混凝系統(tǒng)除鈣的壓力。

（3）針對溶解性鈣的過量殘留導致陽離子交換樹脂更換頻率加快的問題，在三級化學混凝系統(tǒng)中投加Na2CO3以去除廢水中溶解態(tài)的Ca2+，在深度除磷的同時降低化學混凝系統(tǒng)出水硬度。

3 運行情況

（1）該工程2016年10月建設完成。經(jīng)過5周的調試，含銀廢水處理系統(tǒng)運行效果良好，出水Ag+穩(wěn)定＜0.1mg/L，出水TP穩(wěn)定＜0.5mg/L。含銀廢水處理系統(tǒng)穩(wěn)定運行后進出水水質見表2。

表2 穩(wěn)定運行后進出水水質

（2）含銀廢水處理運行費用由電費、藥劑費兩部分組成，具體費用明細如下（水量以18m3/d計）。

①電費：電費單價以0.60 元/kW 計，含銀廢水處理系統(tǒng)每日耗電272kW·h，每日電費163.2元；

②藥劑費：含銀廢水處理系統(tǒng)消耗的藥劑包括NaOH、H2SO4、CaCl2、Na2CO3、PAC、PAM 及重金屬捕捉劑。經(jīng)實際測算，含銀廢水處理系統(tǒng)運行穩(wěn)定后每日藥劑費116元。

綜上所述，含銀廢水處理系統(tǒng)運行費用為15.5元/噸水（不計折舊費、維護費、危廢處置費）。

4 結語

（1）采用“三級化學混凝+離子交換”物化法組合工藝處理含銀廢水，同步實現(xiàn)高濃度含銀廢水中銀、磷的深度去除。出水Ag+、TP 均滿足《電子工業(yè)污染物排放標準》（二次征求意見稿）中的表2標準。

（2）該工程在三級化學混凝系統(tǒng)中去除廢水中溶解態(tài)的Ca2+，在深度除磷的同時降低化學混凝系統(tǒng)出水硬度。硬度的降低既保證了陽離子交換樹脂的處理效果，延長了樹脂更換周期，又降低了后段生物處理工藝中污泥鈣化的風險。

（3）高濃度含銀廢水處理運行費用由電費、藥劑費兩部分組成，每日電費163.2元、每日藥劑費116元。高濃度含銀廢水處理系統(tǒng)運行費用為15.5 元/噸（不計折舊費、維護費、危廢處置費）。