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        汽車鍍飾電鍍廢水分質(zhì)處理工程實例分析

        2020-03-09 02:32:52盧斯煜李建飛柴少龍羅偉鋒
        能源環(huán)境保護 2020年1期
        關(guān)鍵詞:批處理價鉻電鍍

        陳 凱,盧斯煜,李建飛,柴少龍,羅偉鋒

        (煤科集團杭州環(huán)保研究院有限公司,浙江 杭州 311201)

        0 引言

        電鍍行業(yè)作為當(dāng)今世界三大污染工業(yè)之一,造成的環(huán)境危害不容忽視[1]。據(jù)不完全統(tǒng)計,我國的電鍍廠約兩萬家,每年排出的電鍍廢水約4億m3[2]。未經(jīng)處理達標的電鍍廢水直接排放將會嚴重污染工業(yè)用水和飲用水,對生態(tài)環(huán)境造成嚴重危害。

        電鍍廢水的主要來源是鍍件漂洗水,占車間廢水排放總量的80%以上。此外,鍍件鈍化和酸洗、地坪沖洗、極板和掛具沖洗以及化驗分析,操作或管理不善引起的“跑、冒、滴、漏”等過程均會產(chǎn)生少量廢水[3]。根據(jù)電鍍廢水分質(zhì)分類的處理原則,將電鍍廢水分為前處理廢水、酸堿廢水、含氰廢水、重金屬廢水、綜合廢水和電鍍廢液等[4]。

        1 項目概況

        寧波某汽車飾件公司在對產(chǎn)品進行產(chǎn)品表面處理及電鍍處理過程中[5],每天12 h排放出約200 t的生產(chǎn)廢水,主要分為含鉻廢水、含鎳廢水、絡(luò)合廢水和綜合廢水(見表1)。

        表1 各類廢水排放量

        含鉻廢水主要成分為六價鉻和三價鉻,來自生產(chǎn)鍍鉻漂洗過程,六價鉻離子對人體健康的毒害很大,具有很強的氧化性,通常用硫酸亞鐵、亞硫酸鈉或焦亞硫酸鈉等還原劑[6]將六價鉻還原成毒性較低的三價鉻后,進行后續(xù)處理。

        含鎳廢水主要成分為鎳離子,來自生產(chǎn)鍍鎳漂洗過程,濃度較高,采用技術(shù)成熟的化學(xué)沉淀法處理。

        絡(luò)合廢水主要有化學(xué)鎳廢水、退鍍廢水和混排廢水,分別來自于生產(chǎn)化學(xué)鍍鎳、掛具鍍層退除和地坪沖洗等過程,廢水成分復(fù)雜,既含有重金屬鎳等,又有有機磷酸、檸檬酸和EDTA等絡(luò)合劑,采用芬頓(Fenton)法預(yù)處理+連續(xù)式工藝[7]進行處理。

        綜合廢水有前處理廢水、含銅廢水、鈀活化廢水和堿解膠廢水。前處理廢水來自鍍件除油、脫脂等過程,主要成分為有機物。含銅廢水、鈀廢水和堿解膠廢水分別來自于生產(chǎn)鍍銅、鈀活化和解膠工藝。綜合廢水水質(zhì)復(fù)雜,成分不易控制,采用批式預(yù)處理+連續(xù)式工藝進行處理。

        設(shè)計進、出水水質(zhì)見表2,出水重金屬指標執(zhí)行《電鍍污染物排放標準》(GB 21900—2008)中表3標準,CODCr達到污水綜合排放標準(GB 8978—1996)的三級標準,氨氮和TP達到《工業(yè)企業(yè)廢水氮、磷污染物間接排放限值》(DB 33/887—2013)的要求。

        表2 設(shè)計進、出水水質(zhì)

        mg/L,pH無量綱

        2 工藝流程、主要構(gòu)筑物

        2.1 工藝流程

        2.2 工藝說明

        采用還原沉淀法[6]處理含鉻廢水,廢水經(jīng)收集槽調(diào)節(jié)水質(zhì)后進入鉻批處理桶,先加酸調(diào)節(jié)廢水pH值至2~3,再投加焦亞硫酸鈉,ORP控制在300 mV以內(nèi),將六價鉻還原成三價鉻,然后加堿調(diào)節(jié)pH至8.0,經(jīng)混凝沉淀處理后,上清液經(jīng)砂濾器過濾,調(diào)節(jié)pH至6~9后進入待排桶。

        含鎳廢水經(jīng)收集槽調(diào)節(jié)水質(zhì)后進入鎳批處理桶,加堿調(diào)節(jié)pH至10.5,經(jīng)混凝沉淀處理后,上清液經(jīng)砂濾器過濾,再進離子交換系統(tǒng),最后調(diào)節(jié)pH后進入鎳待排桶。鎳離子交換設(shè)備再生后的酸堿廢液進鎳批處理桶進行處理,處理達標后進入鎳待排桶。

        由于重金屬主要以絡(luò)合態(tài)形式存在,絡(luò)合廢水是電鍍廢水中最難處理的一類廢水[8]。本工程采用Fenton法[8]處理絡(luò)合廢水,廢水進入絡(luò)合批處理桶后,先加酸調(diào)節(jié)pH至3~4,投加雙氧水和硫酸亞鐵,F(xiàn)enton反應(yīng)2 h,加堿調(diào)節(jié)pH至10.5,混凝沉池后的上清液進入綜合連續(xù)處理反應(yīng)槽。

        絡(luò)合母液在母液批處理桶經(jīng)芬頓反應(yīng)后,配液至絡(luò)合批處理桶進一步處理。

        綜合廢水主要有前處理廢水、酸銅廢水、鈀活化廢水和堿解膠廢水。綜合廢水進入綜合批處理桶,加堿調(diào)節(jié)pH在10.5,經(jīng)混凝沉淀處理,上清液經(jīng)砂濾器過濾,再進離子交換系統(tǒng),調(diào)節(jié)pH至6~9后進入綜合待排桶。綜合離子交換設(shè)備再生后的酸堿廢液進綜合批處理桶進行處理,處理達標后進入綜合待排桶。

        污泥壓濾液、預(yù)處理后絡(luò)合廢水以及鉻鎳綜合批處理后不達標的廢水進綜合連續(xù)處理系統(tǒng),后經(jīng)砂濾器過濾,再進離子交換系統(tǒng),調(diào)節(jié)pH至6~9后進入綜合待排桶。

        本工程產(chǎn)生的污泥分為含鎳污泥、含鉻污泥、綜合污泥和母液污泥,經(jīng)重力預(yù)濃縮后經(jīng)壓濾機壓濾進行脫水處理,壓濾液進綜合連續(xù)處理,脫水后的干污泥委外處理。

        2.3 主要構(gòu)筑物

        表3 主要構(gòu)筑物一覽表

        3 工程運行效果與分析

        表4 調(diào)試運行期間水質(zhì)數(shù)據(jù) mg/L,pH無量綱

        該工程自2019年5月中旬設(shè)備安裝結(jié)束后開始使用,經(jīng)兩個多月的調(diào)試運行,系統(tǒng)運行穩(wěn)定,設(shè)備運行良好,處理效果可靠,達到設(shè)計要求和預(yù)期目的,排放指標均低于標準值,水質(zhì)數(shù)據(jù)詳見表4。

        4 投資與運行費用

        該工程總投資600萬元,設(shè)計處理水量400 t/d。運行費用主要包括電費、藥劑費、人工費和耗材費等,調(diào)試期間運行費用約9.6元/t,藥劑成本計算見表5,運行費用計算見表6。

        表5 藥劑成本計算

        表6 運行費用計算

        5 小結(jié)

        本工程對電鍍廢水進行分類收集和分質(zhì)處理,采用批式預(yù)處理+連續(xù)式的工藝,技術(shù)成熟、運行費用較低,效果穩(wěn)定可靠,能承受大水量和高濃度負荷的沖擊。

        本工程主要使用FRP材質(zhì)和鋼結(jié)構(gòu)材質(zhì)的構(gòu)筑物,占地面積小,使整個處理工藝更加緊湊,施工及操作管理方便。設(shè)備自動化程度高,配套穩(wěn)定可靠的pH、ORP等儀表,實現(xiàn)在線數(shù)據(jù)監(jiān)控,最大限度地降低勞動強度,明顯提高廢水處理效率和處理設(shè)施運行的穩(wěn)定性。

        采用批式預(yù)處理+連續(xù)式的工藝處理電鍍廢水,出水Ni≤0.1 mg/L、總鉻≤0.5 mg/L、Cu≤0.3 mg/L、CODCr≤500 mg/L、氨氮≤35 mg/L、TP≤8 mg/L,pH 6~9,重金屬指標達到《電鍍污染物排放標準》(GB 21900—2008)中表3排放標準,其余指標達到當(dāng)?shù)匚鬯幚韽S納管標準。

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