林曉靈

（廣州市中綠環(huán)保有限公司，廣東 廣州 510530）

鉻是一種銀白色金屬材料，質地堅硬，能夠溶解在各類無機酸環(huán)境中，高溫環(huán)境下還會出現(xiàn)氧化現(xiàn)象。冶金、化工行業(yè)等多類生產活動均會生成一定數量的含鉻污水，處理難度較大。鉻化物會經過消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、體表皮膚等進入人體，沉積于腎臟，并具有較強的致癌性。加強含鉻污水處理，減少人體內鉻化物的沉積量，具有重要的研究意義。

1 污水處理現(xiàn)狀

國內電鍍生產能耗較大，而且管理方式較為粗放。部分單位監(jiān)管工作不到位，超標排放問題時有發(fā)生，電鍍廢水直排后會造成嚴重的環(huán)境污染問題。電鍍生產會排出較多的重金屬，成分以鉻化物為主，廢水水質表現(xiàn)出復雜性，各種污染物含量占比具有浮動性等特點，成為廢水處理的難點。當前，用于電鍍廢水整治的工藝有化學法、生物法等。某地區(qū)有多家電鍍單位，分布較為廣泛，組織規(guī)模不大，以傳統(tǒng)工藝為主，依賴于外協(xié)進行電鍍生產，增加了下游單位的經營成本，相應削弱了區(qū)域內各類產業(yè)的競爭能力。該地區(qū)結合區(qū)域的實際經營狀況，給出企業(yè)的整體規(guī)劃，以此保障企業(yè)的發(fā)展質量，對于區(qū)域內分布零散的電鍍生產企業(yè)，采取融合集中管理的方法，更新企業(yè)電鍍生產工藝，順應周邊區(qū)域電鍍生產的各項需求，建立電鍍生產的處理項目；采取產業(yè)集群形式，全面構建電鍍生產體系，增強電鍍行業(yè)的發(fā)展能力，爭取獲得較高的經濟收益[1]。

2 污水處理規(guī)范

2.1 水質、水量規(guī)范

結合區(qū)域內的電鍍生產需求量、區(qū)域整體規(guī)劃方向等因素，某區(qū)域設定的電鍍預處理項目應引進各類生產工藝，包括鍍銅、鍍金等200種智能電鍍生產流程，表面處理范圍總和為400萬 m2/年，參數浮動不少于90萬 m2/年。項目參照各項生產規(guī)范內容，準確梳理電鍍廢水類別，廢水共分9種，包括含鉻污水、生活用水、自然降水等。項目結合金屬表層處理單位測算了電鍍范圍，電鍍污水的生產量約為137.8～155.4萬 m3/年，每日約產出污水4 560 m3；金屬表層處理項目，假設單日廢水生產量為5 000 m3，該項目參照項目投建差異性、廢水生成量的浮動性，采取兩期處理站的建設方法，每日廢水處理規(guī)模均設為2 500 m3，參照相同工程的生產需求，含鉻污水與整體污水量的占比為14%，單日污水處理量設定為350 m3。污水輸入、凈化出水的各項規(guī)范如表1所示。

表1 污水輸入、凈化出水的各項規(guī)范

2.2 處理流程設計

2.2.1 調節(jié)池

含鉻污水的形成，主要來自鍍鉻、鈍化等多種生產工藝，含鉻污水廢物含有六價、三價等多種類型，鈍化產生的污水含有一定的添加劑成分。多數情況下，污水中的六價鉻，其濃度小于200 mg/L，酸堿值約為5。使用調節(jié)池回收含鉻污水，以水質調節(jié)為目標，調節(jié)池處理時間應不少于8 d；采取穿孔曝氣形式，進行污水調節(jié)池設計，對含鉻污水進行混合處理；調節(jié)池中添加了液位計，采取信號傳輸形式，使液位計聯(lián)合進水泵共同使用，有效調整系統(tǒng)進水量；在進水泵的后側添加流量計；有效回收含鉻廢水后，為保持水質、水量的平衡，進行泵的提升處理；將調節(jié)池處理后的水排入還原池。

2.2.2 還原池

還原沉淀工藝是含鉻污水處理的常用技術，此工藝設計為酸性工況，在鉻水中添加還原劑，使鉻水在堿性工況下，轉變成氫氧化鉻物質，并進行固體沉淀處理，達到去除鉻離子的目的。廢水中含有三價、六價鉻離子，將六價鉻轉變成三價鉻，并對其進行集中去除；使用酸堿值在線智能控制投加設備，加酸進行酸堿值調節(jié)，使酸堿值大于2且不小于3；使用還原劑，集中處理六價鉻，將其還原成三價鉻，達到去鉻目標；ORP控制系統(tǒng)，能夠智能添加ORP，添加量不大于250 mV；還原池的反應停留時間設為60 min，使用攪拌器進行處理，使廢水與藥劑處于全面接觸狀態(tài)。

2.2.3 一級沉淀池

還原處理后，廢水中的鉻為三價，混有少量銅離子。在堿性環(huán)境中，水中的三價鉻會與少量銅離子發(fā)生反應，生成氫氧化物；再進行酸堿性調節(jié)，可去除生成物，達到三價鉻、銅離子的凈化目標；一級沉淀池中包含多個反應流程，比如沉淀池、酸堿調節(jié)池等，假設一級沉淀池的水力保持時間為0.5 h。

將污水添加至酸堿調節(jié)池中，利用加藥程序添加氫氧化鈉，并結合氫氧化鈉的反應情況，準確獲取酸堿值。氫氧化鉻進行固體沉淀處理時，測定其酸堿值為6.8；固體沉淀溶解完成后，再次測定酸堿值為12。堿性調節(jié)完成，三價鉻與堿性成分進行反應可獲取氫氧化物，此固體顆粒較?。辉俪恋砣コ腆w顆粒，達到去污效果。

投加“聚合氧化鋁”絮凝劑、“聚丙烯酰胺”助凝劑，促使廢水處于充分反應狀態(tài)，有效分離三價鉻和銅離子；絮凝與助凝兩個流程，污水處理時間的平均值為0.5 h；混凝生產完成，在一級沉淀池內添加適量的混合廢水，保證固液分離質量；在污泥泵的作用下，污泥順利進入污泥池，對污泥進行濃縮存儲處理；污泥表層負荷參數不可高于0.7 m3/m2·h。

2.2.4 二級沉淀池

二級沉淀程序的設計，能夠提高含鉻污水的處理質量，有效去除水中的重金屬。還可以通過向池中添加重捕劑，增強重金屬離子的去除效果，重捕反應期間，酸堿度介于10～11之間，池內污水處理的平均時間設定為0.5 h，搭配使用不銹鋼攪拌工具；重捕處理污水后，將其傳入助凝池，設立助凝池旨在增強重金屬的固體轉化、沉淀去除質量，池內的污水處理平均時間為0.5 h，配套使用不銹鋼攪拌設備，每分鐘攪拌15次，采取緩慢攪拌形式，順應混合溶液的處理要求，控制攪拌幅度，保持助凝劑活性[2]。

混凝反應完成，將含鉻污水轉入二級沉淀程序，集中進行固液分離處理，以此提升去鉻質量；使用污泥泵，將污泥傳輸至濃縮池，再進行污泥脫水處理，污泥表層負荷參數不高于0.7 m3/m2·h；兩級沉淀處理完成，使用膜過濾進行水凈化處理，再對水進行生化處理；在廢水處理程序的后側，添加中間罐，配套進行出水監(jiān)測，防止生化處理程序受到一類污染物的威脅。含鉻污水處理程序框架如圖1所示。

圖1 含鉻污水的處理流程

2.3 各流程參數設計

2.3.1 調節(jié)池

含鉻污水處理目標以六價鉻為主，使用調節(jié)池回收含鉻污水后，進入還原池處理程序，選擇酸性條件，添加適量焦亞硫酸鈉，以此處理六價鉻，使其轉變成三價鉻；還原處理完成，進入沉淀流程，以此有效凈化鉻化物；預處理完成，可有效處置污水中的重金屬，再對污水進行生化處理。調節(jié)池參數設計如表2所示。

表2 調節(jié)池參數

表2中的提升泵參數為：提升能力為每小時15 m3，提升揚程為10 m，泵體運行功率為2.2 kW。

2.3.2 還原池

還原池參數設計如表3所示。

表3 還原池參數

表3中的攪拌器，選擇功率為1.1 kW的類型。

2.3.3 一級沉淀池

一級沉淀池的參數設計如表4所示。

表4 一級沉淀池參數

一級沉淀池中，除表4配置外，再加絮凝、助凝兩個程序。刮泥機的運行功率為0.75 kW；污泥泵的運行參數：每小時運泥量為15 m3，設備揚程為15 m，設備運行功率為3 kW；調堿池、PAC池、PAM池的運行參數：池內容積為12 m3，污水處理時間平均值為48 min，池體長為2.4 m，池寬為1 m，池深為5 m，攪拌器的運行功率為1.5 kW。

2.3.4 二級沉淀池

二級沉淀池參數如表5所示。

表5 二級沉淀池參數

表5中的刮泥機運行功率為0.75 kW；污泥泵的運行參數：每小時完成15 m3的運泥量，運泥揚程為15 m，泵機運行功率為3 kW；重捕池、PAM助凝池的池內容積為12 m3，污水處理的平均時間為48 min，池長為2.4 m，池寬為1 m，池深為5 m，攪拌器的運行功率為1.5 kW；加藥程序有兩個，分別用于重捕劑、助凝劑的添加。

2.3.5 膜過濾膜過濾參數設計如表6所示。

表6 膜過濾參數

表6中的出水泵參數：每小時出水量為15 m3，出水揚程為15 m，泵機運行功率為2.2 kW；在線監(jiān)測設備主要觀測水體中的六價鉻含量。

3 污水處理成效

參照電鍍污染凈化規(guī)范的各項要求，預處理后排出水的金屬鉻含量應達到排放要求，含鉻污水處理需保持生化處理的平穩(wěn)性。預處理完成，水中總鉻含量能夠符合生化反應的各項規(guī)范。當水中含有的鉻離子，其處于完全沉淀時，測算殘留離子的含量，計算數值如表7所示。

表7 金屬離子測算數值

表7中展示了金屬離子的理論測算參數，沉淀法工藝應保證沉淀完整性高于99.9%。判斷沉淀狀態(tài)、溶液平衡性，需利用溶解度加以衡量。引起沉淀溶解度發(fā)生變化的因素有：銅離子、鹽效應、酸效應等。各類因素對于金屬含量均存在一定影響，使殘留量大于理論值，實際出水含鉻量不高于排放要求[3]。

在實際去除鉻時，各類去除方法均有一定優(yōu)勢。鐵氧體法是以酸性條件，讓低價鉻與還原劑相互反應，生成三價鉻、三價鐵。該方法通過添加一定量的堿液，合理調整溶液酸堿值，同步調節(jié)反應溫度，在適當添加部分過氧化鈉后，能夠使三價鐵轉變成二價鐵，獲得三價鉻、三價鐵、二價鐵三種沉淀物。此種除鉻方法，投資較少，操作簡單，沉淀量不足，反應過程較為穩(wěn)定。含鉻鐵化物可用于電子工業(yè)的磁性用料生產，以此進行廢物資源化處理，達到環(huán)保生產目標。此外，活性炭工藝，具有較強的廢物吸附、金屬離子吸附功能，可開展吸附鉻處理，以此降低水中的鉻含量?；钚蕴勘憩F(xiàn)出較強的吸附能力，去鉻性能穩(wěn)定，具有較強的經濟性。在去鉻過程中，可聯(lián)合使用鐵氧體、活性炭吸附等工藝，以此保證去鉻效果。實驗中的沉淀池、調節(jié)池、膜過濾等環(huán)節(jié)，能夠保障去鉻質量，符合電鍍廢水的處理要求，可進行工藝推廣，以獲取理想的去鉻效果[4]。

4 結論

綜上所述，本文結合生產單位的除鉻需求，綜合提出預處理方案。在實際除鉻時，添加了調節(jié)池、還原池等多個流程，以保障除鉻的質量，并參照電鍍污染排放的各項要求，判斷除鉻預處理方案的可行性，結果表明：在調節(jié)、還原、沉淀各流程聯(lián)合作用下，能夠有效凈化含鉻污水，去除污染物，工藝具有推廣價值。