表面處理行業(yè)廢水中重金屬鎳的管控

文_郭海星 李彥春 馬杰

1.廣東長(zhǎng)盈精密技術(shù)有限公司 2.松山湖水污染治理辦公室

1 達(dá)標(biāo)排放而非零排放是最佳處理方式

目前，表面處理行業(yè)廢水對(duì)重金屬鎳的管控方式是：對(duì)含鎳的封孔工藝產(chǎn)生的廢水進(jìn)行單獨(dú)收集，然后對(duì)該廢水進(jìn)行處理后全部回用，理論上無鎳排出，如圖1 所示。但在實(shí)際管理中，僅對(duì)封孔工藝廢水進(jìn)行回用處理，無法達(dá)到對(duì)總鎳的管控。由于其它廢水處理藥劑中含有少量鎳，另外產(chǎn)品中的鎳也會(huì)在酸堿性溶液化學(xué)處理中溶出，并隨其它廢水排放，總體分析，鎳并不是零排放。以下特分三個(gè)方向?qū)ζ溥M(jìn)行解析：①在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)上，陽極氧化行業(yè)要求廢水排放標(biāo)準(zhǔn)為0.1mg/L，普通行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)為1mg/L。②在管理上，因政策要求含鎳零排放，其它廢水就不需測(cè)試鎳，實(shí)際取樣檢測(cè)時(shí)，其它廢水會(huì)出現(xiàn)鎳超過0.1mg/L 的情況。③在成本上，含鎳廢水零排放處理需采用蒸發(fā)處理，運(yùn)行成本高。

圖1 表面理陽極氧化行業(yè)鎳零排放問題

綜合考量，選擇合適的排放標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)標(biāo)排放而非零排放才是最佳處理方式。

1.1 表面處理廢水工序多無法做到廢水全部零排

陽極氧化廢水分類處理排放原則詳見圖2，陽極氧化廢水主要來自6 類工序：除油、中和、化拋、氧化、染色、封閉，加上前處理CNC、打磨、清洗3 類工序，增加產(chǎn)品不良后的重工1 類工序，輔助空壓機(jī)、蒸汽、冰機(jī)、廢氣、廢水處理5 類工序，共15 類工序，配合地面收集的各類混排水，合計(jì)16 類工序。

圖 2 陽極氧化廢水分類處理排放原則

1.2 其它廢水中仍存在鎳

含鎳廢水的形成途徑，如圖3 所示，排放廢水中含鎳的原因主要有藥劑引入、產(chǎn)品溶出。

1.3 廢水處理藥劑中含鎳

鎳本身廣泛存在自然界內(nèi)，藥劑原材料來源于自然界，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)未對(duì)鎳含量進(jìn)行檢測(cè)。鎳的排放標(biāo)準(zhǔn)極其嚴(yán)格，詳見表1，其中電鍍行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求小于0.1mg/L。

表1 鎳排放環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)

通過查閱陽極氧化行業(yè)內(nèi)使用的14 種藥劑的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，其中沒有一種藥劑重金屬鎳含量檢測(cè)要求。鑒于所用藥劑生產(chǎn)原料內(nèi)可能會(huì)存在鎳，特對(duì)其中一種藥劑漂水進(jìn)行了鎳的專項(xiàng)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)該藥劑內(nèi)鎳含量為0.48mg/L，超出電鍍行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3.8 倍。

1.4 產(chǎn)品鎳在酸堿加熱情況下極易釋出

鎳的化學(xué)性質(zhì)并非十分穩(wěn)定，極其容易在打磨、酸、堿、加熱的情況下釋放出來。

由于含鎳的合金具有抗腐蝕性的特點(diǎn)，因此被用于一些金屬器材的生產(chǎn)中，如表面處理陽極氧化中使用的不銹鋼、銅材、鋁合金產(chǎn)品等均含有鎳。

鎳既存在于金屬加工的鋁原材料中，又存在于打磨器具(例如：砂輪片，CNC 金屬加工刀具)中，同時(shí)也可存在于加工所用冷卻潤(rùn)滑的藥液(例如：切削液、導(dǎo)軌油)中。

一般產(chǎn)品中的鎳含量是萬分之幾至是百分之幾，按排放標(biāo)準(zhǔn)0.1mg/L，微量的釋出極有可能導(dǎo)致超標(biāo)。

1.5 廢水站的常規(guī)處理工藝無法滿足除鎳要求

廢水站一般采用物理法，化學(xué)法、物理化學(xué)法、生物法等（圖4），這些常規(guī)處理的方法對(duì)于含鎳廢水的處理效率較低，無法做到排放標(biāo)準(zhǔn)0.1mg/L。

圖3 含鎳廢水形成的兩種途徑

圖4 廢水站處理工藝流程圖

圖5 城鎮(zhèn)污水處理廠工藝流程圖

2 城鎮(zhèn)污水處理廠對(duì)鎳具有一定的去除效果

城鎮(zhèn)污水廠污水進(jìn)水未對(duì)鎳含量進(jìn)行管控，但在出水時(shí)對(duì)鎳的濃度進(jìn)行嚴(yán)格限制，實(shí)際城市污水廠的排水鎳并未超標(biāo)，鎳在整個(gè)工藝段得到較好的去除（圖5）。

目前，城鎮(zhèn)污水廠進(jìn)水鎳的濃度多在1mg/L 以上，但是經(jīng)過處理后，鎳的含量會(huì)明顯低于0.1mg/L。

3 結(jié)語

目前表面處理廢水只對(duì)封孔段廢水作單獨(dú)收集零排放處理，對(duì)整體鎳的排放總量管控作用有限。鎳廣泛存在自然界中，廢水中鎳來源途徑多，同時(shí)，現(xiàn)有處理工藝無法做到鎳全部去除，鎳仍會(huì)排出。污水處理廠對(duì)鎳有去除作用。廢水處理鎳的排放標(biāo)準(zhǔn)適度放寬，對(duì)現(xiàn)有的環(huán)保管理會(huì)更有意義。