摘要：本文結(jié)合電鍍廢水處理工藝實(shí)例，對(duì)電鍍廢水的處理工藝路線進(jìn)行了說(shuō)明，對(duì)廢水回用技術(shù)路線進(jìn)行了著重介紹。該工藝運(yùn)行效果穩(wěn)定，能承受較高負(fù)荷沖擊，出水水質(zhì)能達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，廢水回用率能達(dá)到當(dāng)?shù)卣�府的�?guī)定，回用水質(zhì)符合生產(chǎn)要求。

　　關(guān)鍵詞：電鍍廢水;含鋅廢水;鈍化廢水;廢水回用;反滲透;

　　Abstract: In this paper, instancing the electroplating wastewater treatment process, the author describes the technology route of the electroplating wastewater treatment, focusing on the introduction of technology route of wastewater reuse. This techonlogy is with stable operation effect, can withstand high load shock, makes the water quality achieve the national emission standards, wastewater reuse rate reach the local government regulations, and reuse water quality meet the production requirements.

　　Key words: electroplating wastewater; zinc containned wastewater; passivation wastewater; wastewater reuse; reverse osmosis

　　中圖分類號(hào)：TE992.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104(2012)

　　1.概況

　　某電鍍廠主要排放酸堿廢水、含鋅廢水和含鉻廢水。其中酸堿廢水來(lái)自工件除油浸蝕工序的清洗水和車間地坪沖洗，以及生產(chǎn)工序中的“跑冒滴漏”，水量為1300m3/d，主要污染物成分為酸、堿、有機(jī)物、油脂等，pH值3~6，CODcr<1000mg/L;含鋅廢水來(lái)自電堿性鍍鋅生產(chǎn)工序的清洗水，水量為700m3/d，污染物主要為鋅離子和多種添加劑，其中Zn2+≤50mg/L;含鉻廢水來(lái)自鈍化工藝清洗水，排放量為600m3/d，主要污染物為Cr3+，濃度為10~50mg/L，pH值4~6。三類廢水經(jīng)專用管道分類收集后提升至相應(yīng)的處理系統(tǒng)中進(jìn)行物化處理和生化處理，其中，酸堿廢水經(jīng)生化處理水質(zhì)達(dá)標(biāo)后，部分廢水經(jīng)計(jì)量回用;含鋅廢水和含鉻廢水經(jīng)處理后不外排，回用至生產(chǎn)工序。廢水回用系統(tǒng)采用“預(yù)處理+超濾+反滲透”處理路線，廢水經(jīng)深度處理后回用至水質(zhì)要求嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝中。經(jīng)處理后排放的廢水水質(zhì)可達(dá)到國(guó)家《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，廢水回用率達(dá)到當(dāng)?shù)卣�府�?guī)定的60%，即1560m3/d，回用水水質(zhì)電導(dǎo)率<10μs/cm，符合生產(chǎn)要求。

　　2.處理工藝路線

　　現(xiàn)階段工程中運(yùn)用的電鍍廢水處理工藝是比較成熟的工藝，通常將含有各種不同重金屬的廢水進(jìn)行單獨(dú)分類收集后處理。

　　2.1含鉻廢水處理 該廠排放的鈍化廢水pH4~6，主要含毒性較低的三價(jià)鉻離子，不需投加還原劑。投加Ca(OH)2和燒堿將廢水pH值調(diào)節(jié)至8.5~9，反應(yīng)時(shí)間30min，形成Cr(OH)3沉淀，后續(xù)投加絮凝劑進(jìn)行沉淀過(guò)濾處理，出水總鉻低于排放標(biāo)準(zhǔn)。本工程中的含鉻廢水處理達(dá)標(biāo)后不對(duì)外排放，直接回用至前處理工序，實(shí)現(xiàn)零排放。

　　2.2含鋅廢水處理 該廠采用的堿性鍍鋅工藝，排放的廢水呈堿性，鋅離子濃度不超過(guò)50mg/L，采用化學(xué)沉淀法處理該廢水具有節(jié)省投資、效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。由于鋅的氫氧化物不溶于水，能溶解于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿[1]，采用化學(xué)法處理時(shí)須嚴(yán)格控制pH在8.5~9之間，故藥劑投加采用計(jì)量泵與pH儀聯(lián)動(dòng)精確控制方式，反應(yīng)時(shí)間控制在30min左右，沉淀過(guò)濾后的水可穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　2.3酸堿廢水處理 酸堿廢水來(lái)自工件除油除銹工序的清洗水，污染物成分為酸、堿、添加劑、油脂、重金屬離子等。此類廢水pH值在3~6左右，CODcr含量很高，生化性差，一般通過(guò)化學(xué)沉淀法和直接生化處理難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。本工程酸堿廢水排放量大，采用復(fù)合床內(nèi)電解裝置處理此類廢水具有運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省，效果好等優(yōu)點(diǎn)。

　　復(fù)合床內(nèi)電解的原理是充分利用鐵、碳形成的微電池產(chǎn)生“內(nèi)電解”作用原理所引起的電化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)也發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和物理作用(包括催化、氧化還原、置換、絮凝、吸附、共沉等多種處理原理的綜合效果)。酸性條件下，鐵碳混合物在電解質(zhì)溶液中，兩者間會(huì)產(chǎn)生原電池效應(yīng)發(fā)生電極反應(yīng)，

　　陽(yáng)極：Fe - 2e → Fe2+ (Fe2+/Fe)= -0.44V

　　陰極：2H+ + 2e→ H2↑ (H+/H2)= 0.0V

　　有氧存在時(shí)：

　　O2 + 4H+ + 4e → 2 H2O (O2)=1.23V

　　O2 + 2H2O + 4e → 4OH- (O2/OH-)=0.41V

　　= - =1.23 - (-0.44)=1.67V

　　電極反應(yīng)的產(chǎn)物具有較高的化學(xué)活性，反應(yīng)中產(chǎn)生的大量初生態(tài)Fe2+和原子H具有高化學(xué)活性，能改變廢水中許多有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和特性，使有機(jī)物發(fā)生斷鏈、開(kāi)環(huán)等作用[2]。反應(yīng)產(chǎn)生的Fe2+，在堿性條件下(pH8~9)，最終生成Fe(OH)2和Fe(OH)3都是很好的絮凝劑和吸附劑，能提高廢水處理效果。

　　復(fù)合床內(nèi)電解裝置作為本廢水處理系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，節(jié)省了藥劑費(fèi)用，同時(shí)克服了電極(填料)的鈍化，內(nèi)電解產(chǎn)生的部分Fe2+，在后續(xù)處理工藝中與H2O2組成芬頓體系，能更為徹底氧化有機(jī)物改善廢水可生化性。

　　生物處理高濃度COD廢水具有費(fèi)用低，效果好，適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，本工程中采用“水解酸化+接觸氧化”工藝，其中水解酸化和接觸氧化分別采用聚丙烯材質(zhì)組合懸浮材料和纖維束組合懸掛填料。通過(guò)生化處理(HRT>12h)后的廢水CODcr能穩(wěn)定達(dá)到50mg/L以下。

　　3.廢水回用技術(shù)路線

　　3.1廢水回用工藝確定

　　目前，用于水的深度處理技術(shù)主要有反滲透和離子交換兩種。離子交換樹(shù)脂在水處理技術(shù)中具有可深度凈化、效率高及能達(dá)到綜合回收等優(yōu)點(diǎn) [3]。但當(dāng)采用離子交換處理較大水量時(shí)，因再生操作頻繁和復(fù)雜，再生廢液處理難度大等問(wèn)題限制了其被大范圍應(yīng)用。與離子交換相比，反滲透處理技術(shù)可連續(xù)操作，無(wú)再生廢液，出水水質(zhì)穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)PLC控制，越來(lái)越多的企業(yè)在廢水回用和純水制備中采用反滲透技術(shù)。

　　技術(shù)方法出水水質(zhì)耗藥劑能耗其他

　　離子交換法很好多少可回收重金屬，操作復(fù)雜

　　反滲透好少大預(yù)處理要求嚴(yán)格，操作自動(dòng)化程度高

　　3.2廢水回用工藝簡(jiǎn)述

　　該廠排放的三種廢水經(jīng)物化處理和生化處理后經(jīng)泵輸送至回用水系統(tǒng)，其中含鉻廢水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后直接回用至前處理工序用水;部分生化處理達(dá)標(biāo)后的酸堿廢水和含鋅廢水經(jīng)多級(jí)沉淀過(guò)濾后進(jìn)入回用水系統(tǒng)。

　　回用水系統(tǒng)前處理裝置中，經(jīng)過(guò)處理達(dá)標(biāo)后的廢水泵入多介質(zhì)過(guò)濾器，以截留除去水中的較大粒徑懸浮物、不溶性有機(jī)物、膠質(zhì)顆粒、微生物等雜質(zhì);活性炭過(guò)濾器可吸附水中的部分重金屬離子和溶解性有機(jī)物，能夠吸附前級(jí)過(guò)濾中無(wú)法去除的余氯，以防止后級(jí)膜組件受余氯的氧化而分解，進(jìn)入膜組件的余氯要求<0.1mg/L。

　　即使通過(guò)炭濾、微濾后的廢水雜質(zhì)大為減少，也不能直接通過(guò)反滲透來(lái)制取回用水。微濾只能截留0.1~1μm之間的顆粒，能允許大分子有機(jī)物和溶解性固體通過(guò)。為減少反滲透膜清洗次數(shù)，延長(zhǎng)反滲透膜的使用壽命，超濾作為可靠的反滲透前處理系統(tǒng)顯得尤為重要。超濾膜可截留粒徑大于膜孔的微粒和分子量30000~10000的大分子溶質(zhì)，而無(wú)機(jī)離子和分子量小于5000的溶質(zhì)能透過(guò)膜。

　　反滲透膜能夠截留水中的各種金屬離子、非金屬離子、膠體和小分子有機(jī)物。反滲透膜對(duì)于無(wú)機(jī)離子，特別是對(duì)于廢水中的二價(jià)和高價(jià)金屬離子的分離率一般可達(dá)95%以上[4]。

　　本廢水回用反滲透膜采用卷式抗污染膜，高壓水泵采用變頻啟動(dòng)方式，膜組件工作壓力2.0kg/ cm2，出水電導(dǎo)率可保持<10μs/cm。

　　4.工藝特點(diǎn)

　　(1)合理的分類分流處理不同廢水可減少藥劑投加量，同時(shí)分類處理后產(chǎn)生的重金屬污泥通過(guò)分類濃縮壓濾，污泥含重金屬較為單一，有利于回收利用。

　　(2)廢水處理中采用了復(fù)合床內(nèi)電解關(guān)鍵技術(shù)，能有效地去除有機(jī)物，降低CODcr，同時(shí)改善重金屬轉(zhuǎn)化和提高去除率。

　　(3)采用內(nèi)電解與芬頓反應(yīng)相結(jié)合技術(shù)，節(jié)省了化學(xué)藥劑，同時(shí)提高了處理效果。

　　(4)超濾、反滲透的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)了廢水回用60%的目的，提高了水資源循環(huán)利用率;多級(jí)過(guò)濾降低了膜組件堵塞和被氧化降解的幾率。

　　(5)pH精控儀、超聲流量計(jì)、COD測(cè)定儀、電導(dǎo)率儀等各種自動(dòng)控制儀表，可編程控制技術(shù)(PLC)以及模擬顯示系統(tǒng)等現(xiàn)代電氣控制技術(shù)的應(yīng)用，使該工程自動(dòng)化程度高，設(shè)備運(yùn)行、控制準(zhǔn)確。

　　5.結(jié)語(yǔ)

　　隨著國(guó)家節(jié)能減排政策的推進(jìn)，廣東等省份率先作出電鍍廢水回用率的規(guī)定，使廢水回用技術(shù)成為今后廢水治理的主體。然而國(guó)內(nèi)建成、投入實(shí)際運(yùn)行并取得經(jīng)濟(jì)效益的廢水回用工程實(shí)例很少，投資大運(yùn)行費(fèi)用高成為制約廢水回用的主要因素。如何降低設(shè)備投資和管理費(fèi)用仍舊是今后電鍍廢水治理和回用首要解決的問(wèn)題，回用工程設(shè)計(jì)中的諸多技術(shù)性問(wèn)題還需經(jīng)過(guò)工程實(shí)踐來(lái)探索和完善。

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