近年來，隨著我國科技水平的快速發(fā)展，電鍍在重工業(yè)、輕工業(yè)、電子等很多行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，但是在電鍍企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量電鍍廢水,由于電鍍是工業(yè)生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié),所以電鍍廢水的處理便成了電鍍企業(yè)不得不面對的一大問題，由于電鍍廢水成分復(fù)雜、危害性大，電鍍成為全球三大污染企業(yè)之一。由于電鍍廢水中含有很多致畸、致癌、致突變的有毒有害物質(zhì)，未經(jīng)處理或者處理不當(dāng)，排放到環(huán)境后會對人體以及環(huán)境造成非常大的危害。針對工業(yè)生產(chǎn)中電鍍廢水水量大、水質(zhì)成分復(fù)雜、污染物濃度高、去除難度大，常見的單一的處理方法(如化學(xué)沉淀法、吸附法、電化學(xué)法、生物法、蒸發(fā)濃縮法、離子交換法等)已經(jīng)無法滿足電鍍行業(yè)產(chǎn)生電鍍廢水,從而更加提升了工業(yè)電鍍廢水處理的難度和處理的徹底性。合適的電鍍廢水處理工藝的選擇對于水資源的節(jié)約以及處理后的廢水的回用至關(guān)重要。

某汽車金屬零部件制造行業(yè),主要從事金屬零配件的生產(chǎn)和銷售，主要的金屬零部件需要電鍍，電鍍生產(chǎn)線產(chǎn)生的廢水主要為前處理廢水、含鉻廢水、含鎳廢水、綜合廢水、生活污水、地面沖洗水、純水、軟水制備濃水等，其廢水具有重金屬毒性高、生化性差、水質(zhì)和水量變化大成分復(fù)雜等特點(diǎn)，較難處理。因此，采用分類收集、分質(zhì)處理對含鎳廢水、含鉻廢水和綜合廢水進(jìn)行處理，使處理后出水水質(zhì)要求達(dá)到《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900-2008)中表3標(biāo)準(zhǔn)。以實(shí)現(xiàn)電鍍廢水無害化處理及回收利用的效果。

1、工藝設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)條件

廢水種類、處理量、水質(zhì)情況及排放標(biāo)準(zhǔn)如表1。

由于不同廢水水質(zhì)差異較大,因此對廢水進(jìn)行分質(zhì)預(yù)處理后，混合進(jìn)過生化系統(tǒng)進(jìn)行深度處理。要求本項(xiàng)目的工藝廢水經(jīng)過預(yù)處理+生化處理后，出水水質(zhì)達(dá)到《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900-2008)中表3標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 工藝說明

1.2.1 前處理廢水和混排廢水處理系統(tǒng)

混排廢水主要來自車間沖洗地坪及跑、冒、滴、漏等廢水，廢水成分復(fù)雜，經(jīng)過pH調(diào)整，兩極強(qiáng)氧化少量的含氰和絡(luò)合物，進(jìn)入還原池投加焦亞硫化鈉還原六價鉻離子為三價鉻后，進(jìn)入前處理廢水調(diào)節(jié)池。

前處理廢水COD含量較高,對此部分廢水進(jìn)行單獨(dú)處理，可獲得很好的COD去除效果，混排廢水預(yù)處理出水、前處理廢水、濃系統(tǒng)濃水進(jìn)入收集池，進(jìn)行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)后，先后進(jìn)入pH調(diào)整池和鐵碳微電解池，提高廢水的可生化性。由于廢水中各金屬氫氧化物沉淀最佳pH不同，工藝選用兩級混凝絮凝沉淀工藝，確保廢水金屬離子進(jìn)一步去除達(dá)標(biāo)的同時，降低后續(xù)生化的毒害性。生化采用二段缺氧+二段接觸氧化+PACT+臭氧+生物濾池工藝，工藝通過缺氧、好氧交替變化的環(huán)境反應(yīng)過程，利用活性炭與活性污泥法的協(xié)同作用，強(qiáng)化COD、氨氮、總氮、磷的去除，后續(xù)臭氧生物濾池工藝進(jìn)一步提升污染物去除效果，為了確保外排廢水金屬、磷離子達(dá)標(biāo)排放，出水經(jīng)過保安過濾器后，先后進(jìn)入金屬離子吸附柱和除磷吸附柱進(jìn)行吸附處理，使外排廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。前處理廢水處理工藝流程見圖1。

1.2.2 含鎳廢水處理系統(tǒng)

含鎳廢水中鎳離子通常以離子態(tài)存在，在調(diào)整pH值后，進(jìn)入混凝絮凝沉淀系統(tǒng)，經(jīng)過石英砂過濾器和保安過濾器，達(dá)到鎳離子回收裝置進(jìn)水濁度要求后，進(jìn)入回收系統(tǒng)，大部分鎳被回收利用，出水進(jìn)入回調(diào)池，含鎳廢水設(shè)立獨(dú)立在線監(jiān)測系統(tǒng)和排放口，水質(zhì)達(dá)標(biāo)進(jìn)入回用工序，不達(dá)標(biāo)回至除鎳吸附柱進(jìn)行再處理。含鎳廢水處理工藝流程見圖2。

1.2.3 含鉻廢水處理系統(tǒng)

含鉻廢水中含有六價鉻和三價鉻，先將廢水用硫酸調(diào)pH值至2~3，再加入還原劑焦亞硫酸鈉,將六價鉻還原為三價鉻，在下一個反應(yīng)池中用NaOH或Ca(OH)2調(diào)pH值至7~8，生成Cr(OH)3沉淀，再加混凝劑，使Cr(OH)3沉淀除去進(jìn)入中間水池，因靠常規(guī)物化沉淀很難將總鉻穩(wěn)定降到排放標(biāo)準(zhǔn)，中間水池水先后進(jìn)入石英砂過濾器、保安過濾器和除鉻吸附柱，確保廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，廢水排放設(shè)立獨(dú)立在線監(jiān)測系統(tǒng)和排放口，水質(zhì)達(dá)標(biāo)進(jìn)入回用工序，不達(dá)標(biāo)回至除鉻吸附柱進(jìn)行再處理。含鉻廢水處理工藝流程見圖3。

1.2.4 綜合廢水處理系統(tǒng)

綜合廢水主要來自酸活化、中和、酸銅清洗、鍍鋅清洗、酸洗、鍍前漂洗等生產(chǎn)工序的清洗水，為了減少廢水在處理過程中投加的混凝劑、絮凝劑對后續(xù)回用膜系統(tǒng)的不利影響，工藝采用二級堿中和金屬沉淀法初步處理后，通過混凝沉淀，去除部分有機(jī)物和懸浮物;出水經(jīng)過微電解，對部分難降解有機(jī)物進(jìn)行還原分解，出水經(jīng)過混凝氣浮工藝，進(jìn)一步去除有機(jī)物和懸浮物;經(jīng)過預(yù)處理后的廢水進(jìn)入石英砂過濾器，降低廢水的濁度，確保水質(zhì)達(dá)到回用工序進(jìn)水標(biāo)準(zhǔn)。綜合廢水處理工藝流程見圖4。

1.2.5 廢水回用系統(tǒng)

含鎳、含鉻、綜合廢水處理出水進(jìn)入回用原水，由泵提升進(jìn)入活性炭過濾器和保安過濾器，去除大顆粒物質(zhì)，確保UF系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)，超濾技術(shù)是一種先進(jìn)的膜分離技術(shù)，能有效地去除水中的微粒，適用于以分離凈化為目的，廣泛用于輕紡和醫(yī)藥以及環(huán)保電子等行業(yè),膜分離技術(shù)是一項(xiàng)具發(fā)展?jié)摿Φ母咝录夹g(shù)超濾裝置是以毛細(xì)管式超濾膜為核心設(shè)計(jì)制造,其超濾膜微孔可達(dá)十萬分之一毫米一下過濾精度特別的高,高精度徹底濾除水中細(xì)菌大分子有機(jī)物等物質(zhì)。UF超濾系統(tǒng)出水進(jìn)入UF產(chǎn)水箱，然后通過高壓泵泵至二段RO反滲透系統(tǒng)，使廢水在壓力的作用下滲透過孔徑為0.0001微米的反滲透膜，化學(xué)離子和細(xì)菌、真菌、病毒體等不能通過，隨廢水排出，只允許體積小于0.0001微米的水分子和少部分鹽分通過，為提高廢水回收率，采用兩段式RO回收系統(tǒng)，廢水回用率達(dá)到76%以上，RO產(chǎn)水進(jìn)入回用水池，UF和RO濃水、反洗、藥洗廢水進(jìn)入RO弄水池，進(jìn)入下一處理工段。廢水回用工藝流程見圖5。

1.2.6 污泥處理系統(tǒng)

各廢水處理系統(tǒng)沉淀池排放污泥進(jìn)入相應(yīng)的污泥池,然后進(jìn)入污泥濃縮池進(jìn)行濃縮,上清液回流至相應(yīng)的調(diào)節(jié)池進(jìn)行再處理，濃縮污泥由壓泥泵泵入框板壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，濾液回流至相應(yīng)的調(diào)節(jié)池進(jìn)行再處理，固化污泥委外處理。污泥處理系統(tǒng)工藝流程見圖6。

1.2.7 濃廢液處理系統(tǒng)

廢酸槽液限量提升到混排廢水處理系統(tǒng)作為pH調(diào)節(jié)加酸的藥品，系統(tǒng)內(nèi)無法消耗的委外處理;前處理堿性脫脂廢液提升到有機(jī)廢水處理系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)無法消耗的委外處理;高濃度金屬廢液限量提升到混排廢水處理系統(tǒng),系統(tǒng)內(nèi)無法消耗的委外處理。濃廢液處理系統(tǒng)工藝流程見圖7。

2、主要構(gòu)筑物及工藝參數(shù)

該工藝主要構(gòu)筑物以及主要工藝設(shè)備及其參數(shù)如表2和表3所示。

3、工藝調(diào)試運(yùn)行情況

系統(tǒng)調(diào)試完成后投入運(yùn)行，運(yùn)行情況良好。加藥單元采用自動控制系統(tǒng)，設(shè)備開停現(xiàn)場手動和程序自動控制，中央監(jiān)控室設(shè)監(jiān)控屏顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。結(jié)果表明廢水經(jīng)整套系統(tǒng)處理后，將電鍍廢水中的重金屬離子以及有機(jī)物污染物去除，同時實(shí)現(xiàn)廢水的高效回用。各類廢水經(jīng)過處理之后出水水質(zhì)和處理效率見表4，廢水中的總鎳、總鉻和六價鉻在處理之后去除率均達(dá)到99.9%;其余污染物再經(jīng)過生化處理之后，均能達(dá)標(biāo)。處理后出水達(dá)到回用水水質(zhì)均達(dá)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)出水標(biāo)準(zhǔn)及，尾水出水達(dá)到當(dāng)?shù)匚菜欧潘|(zhì)要求。其最終出水明顯優(yōu)于《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900-2008)中表3標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到當(dāng)?shù)匚菜欧潘|(zhì)要求。回用水可滿足工件清洗質(zhì)量及不影響后工序鍍槽鍍液質(zhì)量，回用水重復(fù)利用率達(dá)40%以上。

4、工程特點(diǎn)與結(jié)論

針對本項(xiàng)目中電鍍廢水水質(zhì)復(fù)雜的特點(diǎn),要求提升回用水水質(zhì)水量和達(dá)標(biāo)排放的要求，采取對廢水分流收集、分質(zhì)處理的方式。對含鎳、含鉻、前處理、混排和綜合廢水分別進(jìn)行處理，并利用超濾技術(shù)對處理后的水進(jìn)行深度處理。含鎳廢水收集處理后采用離子交換處理后全部回用;含鉻廢水經(jīng)過收集處理后通過“混凝+超濾”處理后回用;綜合廢水直接進(jìn)行綜合處理系統(tǒng)處理，在進(jìn)行深度處理進(jìn)行回用;混排廢水和前處理廢水經(jīng)過“微電解+混凝+二段缺氧+二段接觸氧化+PACT+臭氧+生物濾池”工藝處理后，再進(jìn)行深度處理進(jìn)行回用，處理后的廢水明顯優(yōu)于《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900-2008)中表3標(biāo)準(zhǔn)。工藝處于國內(nèi)先進(jìn)水平，回用水利用率較高。

由于電鍍廢水中的重金屬離子濃度高，沖擊負(fù)荷大，色度高，可生化性差。因此，單一的生化處理很難達(dá)到排放要求，而分流收集、分質(zhì)處理對高濃度重金屬廢水進(jìn)行處理，保證了后續(xù)生物處理以及深度處理的高效性，經(jīng)過整個處理系統(tǒng)之后，出水的總鎳、六價鉻和總鉻的去除率分別達(dá)到99.9%以上，水質(zhì)分別為0.1mg/L、0.1mg/L和0.5mg/L，明顯優(yōu)于《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900-2008)中表3標(biāo)準(zhǔn)，且出水穩(wěn)定，處理效果良好。