综合电镀废水处理的技术研究

摘　要：介绍了电镀废水的分流处理工艺，经过近2年多的实际运行表明，该工艺可稳定运行达到国家《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)之一级标准。
关键词：电镀废水； 分流处理工艺 ； 综述
1.引言
　　电镀是利用电化学的方法对金属和非金属表面进行装饰、防护及获取某些新性能的一种工艺过程利用电解工艺，将金属或合金沉积在镀件表面，形成金属镀层的表面处理技术。
　　1.1综合电镀废水的来源主要是因镀种不同而产生的不同重金属的电镀漂洗废水及电镀前对镀件进行酸洗或碱洗而产生的酸性或碱性废水。其成分复杂且污染较大；
　　1.2传统的电镀废水处理大多采用氢氧化物或者硫化物沉淀法，利用重金属的氢氧化物或硫化物溶度积较小的特性沉淀其中的重金属离子；
　　1.3由于电镀行业的飞速发展，近年来，电镀企业为了保证镀液的稳定性、使用寿命和镀层质量，在镀液中加入了很多的络合剂、稳定剂、加速剂、pH 缓冲剂和光亮剂，这些物质大部分为有机物，如铵盐、焦磷酸盐、EDTA、柠檬酸盐、乳酸、苹果酸、酒石酸、丁二酸等，这些物质与Cu2+、Ni2+具有极强的络合性，它们随镀件漂洗水排入酸碱综合废水中后容易与Cu2+、Ni2+形成非常稳定的络合物〔8-9〕，给废水的处理带来很大的困难。为此，笔者采用以下废水处理工艺方法处理电镀废水，有效解决了上述问题。
　　2.分流处理工艺
　　2.1工艺流程
　　以东莞某塑胶电镀厂为例：该厂专业从事塑胶制品的电镀。其废水处理工艺如下：

　　2.2 废水水量及水质
废水设计处理量为50m3/h，其中含铬废水(主要为粗化及镀铬环节产生的废水)20 m3/h，含络合物废水(主要为镀焦铜、化学镀铜、化学镀镍废水等含络合物的废水)10 m3/h，综合废水(即酸洗、除油及电镀类废水)20 m3/h。
　　2.3 排放水质要求
废水经处理后达到需达到《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)之一级标准。即六价铬≤0.2mg/l，总铜≤0.5mg/l，总镍≤0.5mg/l，化学需氧量≤80mg/l，悬浮物≤50mg/l等。
　　2.4工艺说明
含铬废水，络合废水，综合废水分别进入各自的调节池均质。含铬废水泵入还原中和池，先投加H2SO4及 Na2SO3进行还原(实际运行中，H2SO4极少加)，还原后的废水再投加片碱溶液进行中和(pH=7～8)，并投加有机高分子絮凝剂进行絮凝。络合废水泵入破络反应池，先投加稀硫酸溶液调pH在3左右，再投加漂白粉溶液进行氧化，此过程的时间约1.5h，须长于普通的氧化反应。破络后的废水再投加片碱溶液调pH至10.5左右，同时投加有机高分子絮凝剂进行絮凝。综合废水泵入中和反应池，先投加FeSO4，可起置换、还原及混凝作用，再投加片碱及石灰溶液调pH至10.5左右，同时投加有机高分子絮凝剂进行絮凝。以上三种废水进入各自的迷宫沉降池进行固液分离后，出水自流至中间池，再泵至砂滤罐过滤，过滤后的出水自流至pH回调池进行pH调整，出水自流至清水池后达标排放三个迷宫沉降池的污泥均排至污泥池，再泵至压力污泥罐，通过压缩空气的压力将污泥压至板框压滤机脱水，脱水后的干泥交专业公司回收，滤液回流至调节池。
　　2.5废水处理设备
由于电镀废水中含有多种金属离子，通常采用氧化还原等方法处理含氰、六价铬离子废水，采用中和、沉淀、絮凝的方法处理废水中的酸碱、重金属离子，最终达到污泥收集和污水回用的目的，提高水的循环利用率，排放废水达到国家污水综合排放标准。设用范围：含铬、镍、铜、锌、铁等重金属的电镀废水处理设备自动化操作系统。
　　3.设计参数
　　表1 主要构筑物及设计参数

　　4.工程调试及运行
　　4.1调试过程
　　4.1.1 在调试过程中发现, pH是控制Cr6+还原反应的关键因素, pH大于3 时,反应缓慢。因此在反应之前, 要先根据废水状况调节废水的pH为2.5～3,再投加化学还原剂,经充分混合、完全反应后,Cr6+大部分转化为Cr3+；
　　4.1.2 在混合反应池中投加Ca(OH)2 与投加NaOH 相比要便宜得多,但是,最终形成的微溶性钙盐在一定程度上会影响出水水质。调试发现在混合反应池中加入少量的混凝剂聚氯化铝(50 mg/ L) 可使出水清澈,且总运行费用仍然较直接投加NaOH低。投加顺序为Ca(OH)2 →聚氯化铝→PAM。悬浮颗粒借助聚氯化铝形成微絮体。最后投加少量PAM ,即可形成淡黄色的大颗粒絮体沉淀物,通过沉淀去除,而使上清液清澈。由于聚氯化铝的加入会使废水的pH有所下降,因此投加Ca(OH) 2 时应适当提高废水的pH,使其维持在10～15左右；
　　4.1.3 该项目的水量较小,水质和水量较为稳定,采用人工控制进水、排水和加药系统,使设备投资有所减少。
　　4.2 处理效果
该工程于2010年6月竣工并进行调试,2011年3月投产运行。根据现场调试的检测结果经本工艺处理后,各种污染物的去除率均在90%以上,处理后出水水质全部达标,具体数据见表2。
　　表2 处理后出水水质及排放标准

　　5.主要技术经济指标
　　该工程设计处理量为50m3/h，占地面积约380m2，工程总投资约80万元。其中设备费用37.5 万元,土建费用29 万元,其他费用8.5 万元,水处理成本为2.58 元/m3 , 其中运行成本为2.27 元/m3，日常运行费用约4.0～5.0元/m3废水(不计设备折旧费)。
　　6.综述
　　6.1该工程投资少,占地面积小,运行费用低,技术成熟,运行稳定可靠,且操作方便、易于管理,适用于不同规模电镀生产企业；
　　6.2废水处理效果好,出水清澈,部分可回用至水质要求不太高的生产清洗工序或作为生活杂用水(如冲厕、绿化等) ,节约水资源,减少污染物总排放量；
　　6.3电镀废水中含有较多的贵重金属离子,建议研制和采用新的处理工艺,实现废水重金属离子的回收利用。采用无或少排废水的自动电镀生产线,减少用水量和废水排放量。提高电镀车间的管理水平,简化废水处理工艺,降低处理成本,做到清洁生产。
参考文献:
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