陳梅芹， 吳景雄

（廣東石油化工學(xué)院 環(huán)境與生物工程學(xué)院，廣東 茂名525000）

0 前言

電鍍是利用電化學(xué)方法對(duì)金屬和非金屬表面進(jìn)行裝飾、防護(hù)及獲取某些新性能的一種工藝過(guò)程［1］。由于鍍件功能要求各異，鍍液組分、操作方式、工藝條件等也種類繁多，最終進(jìn)入廢水的污染物較為復(fù)雜。因此，電鍍工業(yè)被列為全球三大污染工業(yè)之一［2］。在《電 鍍 污 染 物 排 放 標(biāo) 準(zhǔn)》（GB 21900—2008）正式實(shí)施及我國(guó)“十二五”規(guī)劃指出重金屬污染綜合防治的形勢(shì)下，針對(duì)電鍍廢水的達(dá)標(biāo)處理，無(wú)疑對(duì)電鍍企業(yè)提出了更高的環(huán)保要求。電鍍廢水處理的難點(diǎn)在于電鍍廠分散，處理成本高昂。針對(duì)這種情況，運(yùn)用循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念對(duì)電鍍行業(yè)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，發(fā)展電鍍工業(yè)園區(qū)建設(shè)。根據(jù)生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，把分散于各地的電鍍廠歸類到一起并統(tǒng)籌安排，是降低電鍍廢水處理成本、增強(qiáng)電鍍企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的有效途徑［3］。本文以某電鍍工業(yè)園區(qū)廢水為案例，對(duì)廢水的收集原則、工藝流程設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述。

1 廢水的分類收集

目前我國(guó)處理電鍍廢水的方式仍然以按質(zhì)分類收集、分類處理為主。本案例中的電鍍工業(yè)園區(qū)主要生產(chǎn)手機(jī)、電腦和家用電器零部件。園區(qū)排放的廢水主要來(lái)自鍍件前處理和各電鍍工段后的清洗工序，廢水排放量約為1 350m3／d。由于廢水來(lái)源復(fù)雜、種類繁多，所以需要合理地對(duì)廢水進(jìn)行分類。分類過(guò)細(xì)，構(gòu)筑物繁多，日常運(yùn)行費(fèi)用居高不下，藥劑浪費(fèi)嚴(yán)重；分類過(guò)粗，則污染因子可能相互干擾，處理難以達(dá)標(biāo)。

分析該電鍍工業(yè)園區(qū)廢水產(chǎn)生來(lái)源，將其分為五股廢水進(jìn)行收集，分別為含油廢水、含氰廢水、含鉻廢水、化學(xué)鍍鎳廢水和金屬離子綜合廢水。各股電鍍廢水水質(zhì)水量及分類依據(jù)，如表1所示。出水水質(zhì)需達(dá)到《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 21900—2008），如表2所示。

表1 電鍍工業(yè)園區(qū)各股廢水情況

表2 出水水質(zhì)要求

2 工藝設(shè)計(jì)

電鍍廢水中的主要污染物是重金屬、氰化物及有機(jī)物等，需要對(duì)各股廢水分別進(jìn)行預(yù)處理。重金屬污染的特點(diǎn)是不能被降解消除，只能依靠富集分離技術(shù)從電鍍廢水中去除。重金屬富集分離技術(shù)主要有：中和沉淀法［4］、硫化物沉淀法［4］、化學(xué)還原法［1］、鐵氧體法［5］、電解法［6］、膜分離法［7］、離子交換法［8］、生物絮凝法［9-10］、生物吸 附法［11］、植物修復(fù)法等［12］。當(dāng)電鍍廢水中重金屬的質(zhì)量濃度降低到一定程度后，依靠微生物的降解、吸附、絮凝、吸收等作用機(jī)制進(jìn)一步去除殘余的有機(jī)物及重金屬。這種工藝組合在廢水處理量較大的情況下是相對(duì)高效經(jīng)濟(jì)的方式。結(jié)合該電鍍工業(yè)園區(qū)廢水水質(zhì)水量情況，對(duì)各股廢水進(jìn)行針對(duì)性的預(yù)處理，再匯合到生物處理池，具體工藝流程設(shè)計(jì)見(jiàn)圖1。各股廢水工藝設(shè)計(jì)分析如下。

圖1 電鍍廢水處理工藝流程圖

2.1 含油廢水預(yù)處理系統(tǒng)

含油廢水中的主要污染物是以油污為主的有機(jī)物及固體懸浮物。選擇隔油池去除大部分油污，然后通過(guò)溶氣氣浮將乳化的細(xì)小油滴進(jìn)一步去除，最后將廢水送到SBR 池進(jìn)行生物處理，降解剩余的有機(jī)物。

2.2 含氰廢水處理系統(tǒng)

由于HCN 的沸點(diǎn)只有26℃，為避免含氰廢水和其他酸性廢水混合而產(chǎn)生劇毒的HCN，該股廢水需要單獨(dú)收集。廢水中的氰通常以游離CN-、HCN 及穩(wěn)定性不同的各種金屬配合物（例如［Zn（CN）4］2-、［Ni（CN）4］2-、［Fe（CN）6］3-）等 形式存在［13］。含氰廢水的處理方法有離子交換法、蒸發(fā)法、電解氯化法、臭氧法和堿性氯化法等。其中堿性氯化法使用較廣泛。堿性氯化破氰原理及參數(shù)選取見(jiàn)表3。使用本法時(shí)必須對(duì)pH值進(jìn)行嚴(yán)格的控制，否則容易使少量殘留氰化物氧化不徹底。

表3 堿性氯化破氰原理及參數(shù)選取

2.3 含鉻廢水處理系統(tǒng)

表4 還原法處理含鉻廢水的部分工藝參數(shù)

2.4 化學(xué)鍍鎳廢水處理系統(tǒng)

該電鍍工業(yè)園區(qū)的化學(xué)鍍鎳廢水主要是鎳、磷和有機(jī)物超標(biāo)。為防止廢水因缺氧而發(fā)臭，處理前對(duì)廢水進(jìn)行空氣攪拌30min。針對(duì)水質(zhì)情況，選擇強(qiáng)氧化劑將次磷酸鹽、亞磷酸鹽氧化為正磷酸鹽，投加石灰乳沉淀磷酸鹽；氧化過(guò)程中鎳從配位態(tài)中釋放出來(lái)，在堿性條件下沉淀去除；絮凝沉淀無(wú)法去除的重金屬離子及有機(jī)物通過(guò)生化系統(tǒng)進(jìn)一步凈化處理。部分工藝參數(shù)見(jiàn)表5。

表5 化學(xué)鍍鎳廢水處理的部分工藝參數(shù)

2.5 金屬離子綜合廢水處理系統(tǒng)

該股廢水中的主要污染物質(zhì)是Cu、Zn及少量的Pb、Pt等。重金屬離子的去除主要采用氫氧化物沉淀法和硫化物沉淀法。氫氧化物沉淀法需要加堿調(diào)高pH值至11左右，后續(xù)出水需加酸中和后才能排到生物池系統(tǒng)。石灰去除污染物具有藥劑來(lái)源廣、價(jià)格低、操作簡(jiǎn)便、處理可靠等優(yōu)點(diǎn)，因此，選用石灰作為沉淀劑。但石灰絮凝過(guò)程中產(chǎn)生的絮體沉降緩慢，投加凝絮劑PAC／PAM，可增加污泥成團(tuán)致密性，促進(jìn)氫氧化物絮凝沉淀［10］。金屬離子綜合廢水中含有多種金屬離子，不同金屬離子的氫氧化物沉淀?xiàng)l件和存在狀態(tài)與溶液的pH值密切關(guān)聯(lián)，通過(guò)絮凝沉淀后部分金屬離子仍無(wú)法達(dá)標(biāo)排放。因此，后續(xù)出水經(jīng)pH值調(diào)節(jié)后排到生化處理系統(tǒng)，微量的金屬離子和有機(jī)物依靠微生物的吸附、吸收、絮凝、降解等作用進(jìn)一步去除［14］。此外，石灰絮凝沉淀過(guò)程中有機(jī)物也被去除約50%，使進(jìn)入生物池系統(tǒng)的廢水的COD 穩(wěn)定在200mg／L 左右，有利于生物處理工藝的穩(wěn)定運(yùn)行。

3 小結(jié)

建立大型電鍍工業(yè)園區(qū)是電鍍行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的必然。電鍍工業(yè)園區(qū)的廢水量大、成分復(fù)雜，增加了整個(gè)廢水處理的難度。強(qiáng)化廢水分類收集、分質(zhì)處理，是電鍍工業(yè)園區(qū)妥當(dāng)處理電鍍廢水的關(guān)鍵。

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