雷孝進(jìn)

[逸辰環(huán)保科技（廈門）有限公司，福建 廈門 361100]

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國電鍍廠點(diǎn)約1 萬家，每年排出的電鍍廢水約40 億m3，排放量約占廢水總排放量的10%，相當(dāng)于幾個(gè)大中城市的自來水供水量[1]。電鍍工藝產(chǎn)生的電鍍廢水不僅量大，而且因?yàn)殡婂儚U水中含有氰化物等劇毒成分，以及鉻、鎳、銅、鋅、鎘等自然界不能降解的重金屬離子，會(huì)對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。隨著《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 21900—2008）的頒布施行，對電鍍污染物排放有了更高的要求，因此如何實(shí)現(xiàn)電鍍廢水達(dá)標(biāo)排放是一個(gè)急需解決的問題[2]。

本工程采用離子交換工藝，利用帶螯合的弱酸大孔陽離子樹脂處理某汽車零部件公司塑料電鍍含鎳廢水。該工藝具有吸附穩(wěn)定、使用壽命長、維護(hù)工作量小等優(yōu)勢，處理后的廢水可穩(wěn)定達(dá)到相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。

1 工程概況

某汽車零部件公司廢水處理站于2014 年9 月投入運(yùn)行，其廢水主要包括含鎳廢水、含銅廢水、含鉻廢水、酸堿綜合廢水，其中含鎳廢水處理量為50m3/d。初期設(shè)計(jì)廢水中重金屬污染物含量滿足《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 21900—2008）中表2 的相關(guān)指標(biāo)，隨著環(huán)保要求的日趨嚴(yán)格，要求廢水中重金屬污染物含量滿足《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 21900—2008）中表3 的相關(guān)指標(biāo)。在現(xiàn)有設(shè)施條件下，含鎳廢水處理設(shè)施排放口水質(zhì)難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，因而需要進(jìn)行提標(biāo)改造。含鎳廢水現(xiàn)有處理設(shè)施排口水質(zhì)、水量和排放標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 排放口水質(zhì)、水量和排放標(biāo)準(zhǔn)

2 處理工藝

2.1 廢水處理工藝流程

含鎳廢水進(jìn)入終端收集槽，經(jīng)過濾泵提升進(jìn)入多介質(zhì)過濾器作預(yù)處理，去除懸浮物和雜質(zhì)，然后進(jìn)入樹脂離子交換吸附系統(tǒng)，利用柱內(nèi)填充的螯合大孔樹脂，去除出水中殘留的微量重金屬，使出水中重金屬指標(biāo)滿足《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 21900—2008）中表3 的要求。當(dāng)樹脂吸附飽和后，利用酸堿進(jìn)行再生，恢復(fù)樹脂的吸附能力，樹脂再生過程形成的再生液返回原有含鎳廢水處理設(shè)施的水槽進(jìn)行再次處理。廢水處理工藝流程見圖1。

圖1 廢水處理工藝流程圖

2.2 主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)及設(shè)備選型

2.2.1 過濾提升系統(tǒng)

過濾提升系統(tǒng)1 套，用于廢水的收集儲(chǔ)存及均質(zhì)均量。主要配套設(shè)備包括：終端收集槽1 個(gè)，10m3，聚乙烯（PE）材質(zhì)；過濾泵2 臺(tái)，Q=3m3/h，H=32m，1 備1 用。

2.2.2 多介質(zhì)過濾系統(tǒng)

多介質(zhì)過濾系統(tǒng)1 套，用于廢水的預(yù)處理，去除沉淀不完全帶出的懸浮物等雜質(zhì)。主要配套設(shè)備包括：多介質(zhì)過濾器1 個(gè)，750mm，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（FRP）；石英砂填料400kg，粒徑2—4mm；椰殼活性炭填料150kg，碘吸附值大于1000mg/L；氣動(dòng)控制閥門6 個(gè)。

2.2.3 樹脂吸附系統(tǒng)

樹脂吸附系統(tǒng)1 套，用于吸附廢水中殘余的重金屬。主要配套設(shè)備包括：樹脂吸附柱1 個(gè)，500mm，F(xiàn)RP；進(jìn)口螯合大孔樹脂200L；氣動(dòng)控制閥門7 個(gè)。樹脂采用的是一類帶有螯合的亞氨基二乙酸官能團(tuán)的弱酸性大孔陽離子交換樹脂，基本性質(zhì)見表2。

表2 螯合樹脂的基本物化特性

2.2.4 樹脂再生系統(tǒng)

樹脂再生系統(tǒng)1 套，用于飽和樹脂的再生。主要配套設(shè)備包括：藥箱2 個(gè)，500L，PE 材質(zhì)；再生泵1 臺(tái)，Q=1m3/h，H=20m。

3 系統(tǒng)的運(yùn)行及處理效果

本系統(tǒng)裝置如圖2 所示。

圖2 系統(tǒng)裝置示意圖

3.1 系統(tǒng)的運(yùn)行

3.1.1 系統(tǒng)自動(dòng)控制

（1）將多介質(zhì)進(jìn)水閥、多介質(zhì)產(chǎn)水閥、離交進(jìn)水閥、離交產(chǎn)水閥、離交旁通閥切到自動(dòng)檔。

（2）2 個(gè)過濾泵，一個(gè)切到自動(dòng)檔，另一個(gè)切到停檔。

（3）選擇需要開啟的自動(dòng)模式，自動(dòng)模式A 為多介質(zhì)過濾（只進(jìn)多介質(zhì)，不進(jìn)行離子交換）；自動(dòng)模式B 為多介質(zhì)+離交過濾。系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。

3.1.2 多介質(zhì)清洗步驟

（1）打開多介質(zhì)正排閥，排水2—3min，然后關(guān)閉。

（2）打開多介質(zhì)反排閥、多介質(zhì)進(jìn)氣閥，通壓縮空氣氣洗30—50s，然后關(guān)閉。

（3）先打開多介質(zhì)反排閥、多介質(zhì)進(jìn)水閥，然后打開過濾泵A 或B，反洗5min 后關(guān)閉。

（4）先打開多介質(zhì)正排閥、多介質(zhì)進(jìn)水閥，然后打開過濾泵A 或B，正洗10min 后關(guān)閉。

3.1.3 樹脂再生步驟

樹脂使用一段時(shí)間后受到污染，導(dǎo)致吸附能力下降，需要再生以恢復(fù)其吸附能力。目前，樹脂的再生常用化學(xué)藥劑酸堿法，使失效的樹脂恢復(fù)交換能力，酸通常采用鹽酸（HCl），堿一般采用氫氧化鈉（NaOH），具體如下：

（1）先打開離交反排閥、離交反洗閥、多介質(zhì)進(jìn)水閥、多介質(zhì)產(chǎn)水閥，然后打開過濾泵，反洗2—3min 后關(guān)閉。

（2）打開離交反排閥，排水20—30s 后關(guān)閉。

（3）配置5%的HCl 再生液400L。

（4）先打開離交再生閥、離交正排閥，然后打開再生泵，以1m3/h 的流量將HCl 再生液打入樹脂罐后關(guān)閉。

（5）先打開多介質(zhì)產(chǎn)水閥、多介質(zhì)進(jìn)水閥、離交進(jìn)水閥、離交正排閥，然后打開過濾泵A 或B，以1m3/h 的流量將水打入樹脂罐，清洗約60min（清洗至pH 值為4—5）后關(guān)閉。

（6）配置5%的NaOH 再生液450L。

（7）先打開離交再生閥、離交正排閥，然后打開再生泵，以1m3/h 的流量將NaOH 再生液打入樹脂罐后關(guān)閉。

（8）打開多介質(zhì)產(chǎn)水閥、多介質(zhì)進(jìn)水閥、離交進(jìn)水閥、離交正排閥，然后打開過濾泵A 或B，以1m3/h 的流量將水打入樹脂罐，清洗約60min（清洗至pH 值為7—8）后關(guān)閉。

3.2 處理效果

該項(xiàng)目建成后，已實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。經(jīng)原廢水處理站預(yù)處理后的廢水中總鎳含量為0.5—1.0mg/L，經(jīng)樹脂吸附后的廢水中總鎳含量穩(wěn)定在0.1mg/L以下，總鎳去除率穩(wěn)定在90%—95%，滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求。廢水處理日常監(jiān)測數(shù)據(jù)分析見圖3。

圖3 日常監(jiān)測數(shù)據(jù)分析圖

4 結(jié)語

（1）采用樹脂吸附法處理含鎳廢水能達(dá)到理想效果，極大降低廢水中總鎳含量，出水能滿足《電鍍廢水排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 21900—2008）中表3 的要求，取得了很好的環(huán)境效益和社會(huì)效益。

（2）工程實(shí)踐表明，采用樹脂吸附對保證電鍍廢水的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放起到了關(guān)鍵作用，該工藝運(yùn)行經(jīng)濟(jì)可靠，具有吸附穩(wěn)定、使用壽命長、維護(hù)工作量小等優(yōu)勢。

（3）本工程在含鎳廢水處理達(dá)標(biāo)排放上積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，為類似廢水處理提供了參考和借鑒，值得在類似廢水處理項(xiàng)目中推廣應(yīng)用。