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        電鍍廢水近零排放及資源回用工藝

        2019-01-03 08:51:32黃建陽陳鑫徐冬孫亞輝楊洋
        關(guān)鍵詞:傳統(tǒng)工藝處理工藝電鍍

        黃建陽,陳鑫,徐冬,孫亞輝,楊洋

        (陜西福天寶環(huán)??萍加邢薰荆靼?710000)

        1 背景說明

        電鍍是工業(yè)生產(chǎn)與制造過程中的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),普遍應(yīng)用于電子、五金、機(jī)械等需要對(duì)產(chǎn)品表面處理的行業(yè),以此達(dá)到防腐、耐磨、導(dǎo)電、裝飾等基本需求,是產(chǎn)業(yè)升級(jí)及結(jié)構(gòu)調(diào)整過程中不可或缺的一部分。由于產(chǎn)品的多樣性,以及性能要求的差異,電鍍生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水普遍具有以下特點(diǎn):

        (1)污染物種類繁多:在電鍍生產(chǎn)過程中,根據(jù)鍍件的使用功能不同,按照《電鍍行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900-2008)的要求,廢水中含有石油類、表面活性劑、氨氮、磷、各種重金屬及氰化物等多種污染因子。

        (2)污染物濃度大:由于生產(chǎn)過程中,電鍍槽液需要定期更換排放,以及不同形狀的鍍件會(huì)將槽液帶出,廢水中各種污染因子濃度較高,含鹽量普遍在1%左右,如不進(jìn)行處理,會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成很大影響,生態(tài)環(huán)境急劇惡化。

        (3)水質(zhì)波動(dòng)大:由于生產(chǎn)的復(fù)雜性及鍍件需求的變化,廢水中的污染因子種類及濃度變化較大。

        (4)傳統(tǒng)處理工藝復(fù)雜:面對(duì)各種污染因子,多種重金屬混合,傳統(tǒng)工藝需要按照污染物不同性質(zhì)進(jìn)行單獨(dú)收集,再進(jìn)行分類處置。系統(tǒng)至少需要設(shè)置多達(dá)7~9種預(yù)處理系統(tǒng),再進(jìn)行綜合處理。針對(duì)有機(jī)物污染,如石油類氨氮、總氮及總磷等,只能采取生物法處理,工藝復(fù)雜,運(yùn)行管理難度較大。

        2 電鍍廢水傳統(tǒng)處理工藝

        電鍍廢水傳統(tǒng)處理工藝以化學(xué)沉淀+生化的處理工藝為主。主要工藝如圖1。

        圖1 電鍍廢水傳統(tǒng)處理工藝流程

        電鍍廢水傳統(tǒng)處理工藝需按照污染因子進(jìn)行分類處置,此類工藝主要的問題有:

        (1)由于系統(tǒng)的復(fù)雜程度及不可控因子較多,系統(tǒng)無法滿足穩(wěn)定達(dá)標(biāo),特別是在生態(tài)環(huán)境敏感地區(qū),如太湖流域,按照《電鍍行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900-2008)表三的要求,傳統(tǒng)處理工藝無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

        (2)電鍍廢水中有機(jī)物的成分以油脂類、表面活性劑及多種電鍍添加劑為主,可生化性很差,且碳氮磷比例嚴(yán)重失調(diào),無法滿足微生物繁殖需求。生化系統(tǒng)日常維護(hù)主要以經(jīng)驗(yàn)維護(hù)為主,需要專業(yè)人員進(jìn)行種群及生態(tài)分析研判,管理復(fù)雜。加上水質(zhì)的波動(dòng),加大了系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)的難度。

        (3)傳統(tǒng)工藝不考慮水體脫鹽的問題,在達(dá)標(biāo)的情況下,如直接排放河道等自然淡水河體,會(huì)造成水體鹽分的升高,并會(huì)破壞水體原有的生態(tài)環(huán)境。

        (4)傳統(tǒng)工藝處理電鍍廢水,系統(tǒng)出水無法回用至生產(chǎn)線,對(duì)清潔生產(chǎn)及污染減排無實(shí)質(zhì)性作用。

        3 SCR工藝(見圖2)

        圖2 SCR工藝示意

        SCR工藝基于物料平衡及資源回收的設(shè)計(jì)理念,區(qū)別于以達(dá)標(biāo)排放為目的傳統(tǒng)工藝技術(shù)。在傳統(tǒng)工藝無法達(dá)到穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放及資源回收的情況下,SCR工藝具有很好的經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境效益。其主要優(yōu)點(diǎn)如下:

        (1)相對(duì)于傳統(tǒng)工藝,SCR系統(tǒng)出水水質(zhì)穩(wěn)定,滿足《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900-2008)表三標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)工藝由于技術(shù)本身的局限性,在水質(zhì)不斷變化的情況下,系統(tǒng)兼容性不夠,系統(tǒng)負(fù)荷的變化造成出水水質(zhì)無法穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

        (2)傳統(tǒng)工藝在應(yīng)對(duì)水質(zhì)變化時(shí),通過藥劑的種類和使用量的調(diào)整來處理廢水,造成水系的二次污染和處理成本的急劇增加。

        (3)SCR系統(tǒng)通過大量在線傳感器來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行,在水質(zhì)波動(dòng)的情況下,可自適應(yīng)調(diào)整相應(yīng)運(yùn)行參數(shù),減輕人員工作強(qiáng)度,避免人為失誤。同時(shí)后臺(tái)自動(dòng)記錄水質(zhì)及運(yùn)行參數(shù),初步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和分類,為下一步實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析及AI智能打下基礎(chǔ),進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行。

        (4)關(guān)于生產(chǎn)線槽液和濃液,傳統(tǒng)工藝無法進(jìn)行處置利用,只能委托第三方危廢單位進(jìn)行轉(zhuǎn)移、收集和處置,在這一過程中存在多重風(fēng)險(xiǎn)和漏洞,對(duì)轉(zhuǎn)移車輛、人員以及處置單位的要求極高;一旦發(fā)生泄漏,環(huán)境污染是不可逆過程。SCR工藝可針對(duì)不同槽液和濃液,通過酸堿回收、金屬回收、鹽分濃縮、結(jié)晶、分離等工序,對(duì)相應(yīng)槽液作無害化處置,同時(shí)實(shí)現(xiàn)資源回收。

        (5)SCR系統(tǒng)出水水質(zhì)優(yōu)于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),可根據(jù)車間生產(chǎn)要求100%回用,實(shí)現(xiàn)水系的閉路循環(huán);真正做到廢水零排放。

        (6)通過領(lǐng)先的電積技術(shù),實(shí)現(xiàn)金屬離子的分類單質(zhì)化,最大限度地實(shí)現(xiàn)重金屬在線回收,且沒有二次或次生污染。相較于傳統(tǒng)工藝通過化學(xué)沉淀,形成金屬氫氧化物,進(jìn)行固液分離的方法,無需加藥,提高了回收率,且污泥產(chǎn)生量大為減少。

        (7)通過先進(jìn)的膜涂層技術(shù),將水體中的鹽分進(jìn)行濃縮、分離,最終形成工業(yè)副產(chǎn)鹽加以回收利用,SCR系統(tǒng)所產(chǎn)副產(chǎn)鹽,純度高、雜質(zhì)少、含水率低,優(yōu)于相關(guān)工業(yè)副產(chǎn)鹽標(biāo)準(zhǔn)。

        4 SCR工藝應(yīng)用

        某公司吳江項(xiàng)目采用SCR工藝,項(xiàng)目總投資4000余萬元,設(shè)計(jì)進(jìn)水1200m3/d。2016年7月開始建設(shè),2016年12月建成投產(chǎn),至2018年3月,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,出水直接回用至企業(yè)生產(chǎn)線,經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益良好。設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)如表1;系統(tǒng)出水水質(zhì)及對(duì)比見表2;系統(tǒng)產(chǎn)工業(yè)副產(chǎn)鹽指標(biāo)如表3。在現(xiàn)行《電鍍行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900-2008)表三標(biāo)準(zhǔn)要求下,進(jìn)行兩種工藝對(duì)比及運(yùn)行成本分析見表4。

        表1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

        表2 系統(tǒng)出水水質(zhì)對(duì)比

        表3 系統(tǒng)產(chǎn)工業(yè)副產(chǎn)鹽指標(biāo)

        表4 SCR運(yùn)行成本對(duì)比

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        5 結(jié)語

        (1)電鍍廢水種類多、污染物復(fù)雜,采用傳統(tǒng)工藝處理無法滿足實(shí)際要求。

        (2)SCR系統(tǒng)出水優(yōu)于現(xiàn)行的《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》,大部分指標(biāo)達(dá)到了《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749-2006)的要求,可回用至企業(yè)生產(chǎn)線。

        (3)采用SCR工藝可滿足現(xiàn)行環(huán)保要求,實(shí)現(xiàn)廢水近零排放,資源回收。

        (4)系統(tǒng)所產(chǎn)的工業(yè)副產(chǎn)鹽以氯化鈉和硫酸鈉為主,所有指標(biāo)均優(yōu)于《工業(yè)鹽標(biāo)準(zhǔn)極限》(GBT 5462-2015)的要求,可用于其他工業(yè)生產(chǎn)。

        (5)采用SCR工藝系統(tǒng),企業(yè)解決了污水達(dá)標(biāo)排放問題,可以安心生產(chǎn),擴(kuò)大經(jīng)營(yíng);各種資源得到最大限度的回收再利用,政府真正實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,增產(chǎn)不增污;同時(shí)改善了環(huán)境,廢水近零排放,對(duì)生態(tài)環(huán)境友好。

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