方案特點(diǎn)
一、 前言
電鍍行業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的環(huán)節(jié)，涉及國(guó)防、工業(yè)、生活領(lǐng)域。從大類上分為機(jī)件金屬電鍍、塑料電鍍，達(dá)到工件防腐、美觀、延長(zhǎng)壽命、外觀裝飾等效果。
電鍍產(chǎn)生的廢水毒性大，對(duì)土壤，動(dòng)植物生長(zhǎng)均產(chǎn)生危害。因此必須嚴(yán)格處理廢水達(dá)標(biāo)排放，缺水地區(qū)推行廢水處理達(dá)標(biāo)循環(huán)利用，從技術(shù)生產(chǎn)上講，由于電鍍生產(chǎn)過程和廢水處理過程須投加一定量的多種化學(xué)品。電鍍廢水處理后達(dá)到循環(huán)回用，回用水必須經(jīng)脫鹽后才能回用于生產(chǎn)線用水，對(duì)環(huán)境含鹽總量不會(huì)削減，樹脂交換、反滲透工藝的濃縮液仍返回地面。
二、電鍍廢水處理工藝
廢水處理工藝設(shè)計(jì)是根據(jù)廢水性質(zhì)、組分及企業(yè)的情況和處理后排放水質(zhì)參數(shù)的要求，經(jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定的。
電鍍廢水處理工藝很多：20世紀(jì)70年代流行樹脂交換，80年代電解法、化學(xué)法+氣浮等。根據(jù)我廠20年來在電鍍廢水處理實(shí)踐中得出，樹脂交換對(duì)處理貴稀金屬離子廢水、回收貴稀金屬有它的優(yōu)越性。
電解法：能耗高，電耗和鐵耗均高，對(duì)高濃度含鉻廢水產(chǎn)生污泥量太多，不適應(yīng)，同時(shí)對(duì)含氰廢水處理不理想，所以含氰廢水還要用化學(xué)法。
化學(xué)藥劑+氣浮法：采用化學(xué)藥品氧化還原中和，用氣浮上浮方法進(jìn)行泥水分離，因電鍍污泥比重大，并且廢水中含有多種有機(jī)添加劑，實(shí)際使用時(shí)氣浮分離不徹底，并且運(yùn)行管理不便，到90年代末，氣浮法應(yīng)用越來越少。
化學(xué)藥劑+沉淀：該方法是最早應(yīng)用的方法，經(jīng)過30多年不同處理工藝實(shí)際使用比較后。目前又回到了最早，也是最有效的處理工藝上來，國(guó)外在電鍍處理上也大多采用該方法，但實(shí)際固液分離運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)后，沉淀池會(huì)有污泥翻上來，出水難以保證穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
近年開發(fā)的生物處理工藝：小水量單一鍍種運(yùn)行效果高，許多大工程使用很不穩(wěn)定，因水質(zhì)水量難以恒定，微生物對(duì)水溫，品種，重金屬離子的濃度，PH值的變化難穩(wěn)定適應(yīng)，出現(xiàn)瞬間大批微生物死亡，出現(xiàn)環(huán)境污染事故，而且培菌不易。
本工藝是針對(duì)不同性質(zhì)的廢水加入不同的藥品進(jìn)行氧化還原中和后，采用直接壓濾分離方法分離污泥，投資省、運(yùn)行操作管理方便，穩(wěn)定可靠、能耗低。
當(dāng)前許多缺水地區(qū)要求電鍍廢水循環(huán)回用。在GB8978—1996一級(jí)排放預(yù)處理的水質(zhì)基礎(chǔ)上深度凈化，主要回用水含鹽量大，占20%–23%，必須進(jìn)行脫鹽處理，采用粗濾→精濾→超濾→反滲透工藝，可達(dá)飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，這對(duì)水資源重復(fù)利用有一定意義，但鉻鹽等濃縮液污染物占20%–23%仍返還環(huán)境中。
根據(jù)我單位多年來在廢水處理工程中的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，在投加適量藥劑反應(yīng)良好的條件下，不管是氣浮法、還是沉淀法，都是起到固液分離的作用，只要達(dá)到固液分離并且分離徹底、穩(wěn)定可靠，并又要適應(yīng)高濃度廢水處理時(shí)也能得到及時(shí)有效分離，氣浮法與沉淀固液分離方法均不能滿足以上條件，這種結(jié)論在我廠做過以往工程均得到證實(shí)。例如：溫州龍灣電鍍基地85家小電鍍廠排放的廢水集中中和后，懸浮物量占總體積量的50%左右，當(dāng)采用沉淀池分離時(shí)，第一小時(shí)出水清，到第二個(gè)小時(shí)就有污泥翻上來，使出水不能達(dá)標(biāo)，如要保證連續(xù)出水清，則要連續(xù)排泥，排泥量為進(jìn)水量的50%，這樣污泥處理量就很大，這些污泥又要脫水處理。
根據(jù)我廠多年來工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)這種高濃度廢水直接采用壓濾方法一步到位，可減少沉淀池投資，又可保證不同濃度廢水處理穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。當(dāng)進(jìn)水污泥量少時(shí)，壓濾出水量還是很大的，并且該方法在多項(xiàng)廢水處理工程中應(yīng)用，經(jīng)二年多運(yùn)行，用戶反映較好。采用直接壓濾可節(jié)省投資10%以上，占地面積減少20%。
三、電鍍生產(chǎn)工藝及排放廢水情況簡(jiǎn)述
大多數(shù)電鍍廠系綜合性多鍍種作業(yè)，涉及鉻、鎳、鋅、銅等多鍍種，從被鍍件種類可分為金屬鍍件和塑料鍍件，含氰電鍍工藝落后雖然大部分淘汰，但亦有不少電鍍廠仍在沿用。
一般電鍍廠的生產(chǎn)工藝如下：電鍍生產(chǎn)工藝主要為機(jī)械拋光（磨光或滾光）→除油→酸浸蝕→電鍍→烘干→合格產(chǎn)品入庫
不合格產(chǎn)品退鍍
3.1、鍍件預(yù)處理機(jī)械拋光（磨光或滾光）
主要是借助于特制機(jī)械利用機(jī)械中的磨光輪或帶（或是磨料去除某些鍍件采用滾筒加磨料去銹）去掉被鍍件上的毛刺、劃痕、焊瘤、砂眼等，以提高被鍍件的平整度提高鍍件質(zhì)量。此段工序無廢水排放。
3.2、除油
金屬制品的鍍件，由于經(jīng)過各種加工和處理，不可避免的會(huì)粘附一層油污，為保證鍍層與基體的牢固結(jié)合，必須清除被鍍件表面上的油污。除油工藝有很多種，主要采用有機(jī)溶劑除油，其工藝如下：
拋光后零件→清水洗→有機(jī)溶劑除油槽→清水槽→清水沖洗
該段工序中廢水主要來源于清水沖洗過程，水質(zhì)PH值在8.5—10之間。
3.3、浸蝕
除油后的零件，表面上往往有很多的銹和比較厚的氧化膜，為了獲得光亮的鍍層，使鍍層與基體更好的結(jié)合，就必須將零件上的銹和氧化膜去除掉，經(jīng)過酸浸泡后還可以活化零件表面。其工藝如下：
除油后零件→酸水槽→回收槽→清水槽→清水沖洗
該工段廢水主要來源于清水沖洗過程，廢水中含有大量的鐵離子，PH值在2~5之間。
3.4、電鍍生產(chǎn)過程及各鍍種的水質(zhì)
其生產(chǎn)工藝一般為：浸蝕處理后零件→電鍍槽→回收槽→清水槽→清水沖洗。
該工段廢水主要來源于清水沖洗過程，廢水中含有相應(yīng)的金屬離子或氰化物，在氰化鍍銅沖洗水中含有氰化物和銅離子；鍍鉻沖洗水中含有六價(jià)鉻；鍍鎳沖洗水中含有鎳離子等。沖洗水中根據(jù)鍍種的不同出水進(jìn)行分流處理，如含氰廢水分流后經(jīng)過二級(jí)破氰、調(diào)PH值，固液分離后可達(dá)標(biāo)排放；含鉻廢水分流后經(jīng)過還原反應(yīng)，再經(jīng)過中和、固液分離后可達(dá)標(biāo)排放。
3.5、烘干入庫
該工序主要是借助于機(jī)械和自然能、熱能將電鍍沖洗后的零件表面的水分烘干，以免生銹和氧化膜的破壞。該段工序無廢水排放。
3.6、退鍍
退鍍工藝有化學(xué)浸漬和陽極電解兩種方法，其工藝為：
不合格鍍件→退鍍槽→回收槽→清水槽→清水沖洗。
該工段廢水PH為2~6之間，廢水主要來源于退鍍后的漂洗水。退鍍漂洗水可以進(jìn)入各自廢水池進(jìn)行處理，但不可直接進(jìn)入廢水混合處理池，應(yīng)先單獨(dú)預(yù)處理后排入到相應(yīng)的廢水處理支流。
四、設(shè)計(jì)水質(zhì)
各電鍍廠的生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)規(guī)模差別很大，鍍種，廢水濃度均不一致，甚至6—10倍，處理工藝大致可把含鉻廢水和酸洗廢水混合后單獨(dú)處理；把含氰廢水和除油廢水混合后單獨(dú)處理；其它鍍種廢水混合后單獨(dú)處理。廢水水質(zhì)濃度與處理成本成正比，廢水濃度與采用的生產(chǎn)工藝相關(guān)，排放標(biāo)準(zhǔn)與該地的環(huán)境容量由當(dāng)?shù)丨h(huán)境部門確定排放標(biāo)準(zhǔn)，一般分為達(dá)標(biāo)排放GB8978—1996一級(jí)和回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
五、工藝流程
5.1、含氰廢水→格柵→調(diào)節(jié)池→廢水泵→電磁流量計(jì)→二級(jí)氧化反應(yīng)池→混合廢水池
Na2SO3 H2SO4
5.2、 含鉻廢水→格柵→調(diào)節(jié)池→水泵→電磁流量計(jì)→還原反應(yīng)池→混合廢水池
CaO PAM
5.3、混合廢水→格柵→混合廢水池→水泵→電磁流量計(jì)→中和反應(yīng)池 →壓濾泵→壓濾機(jī)→砂濾池→PH調(diào)節(jié)池→標(biāo)準(zhǔn)化排放口
干污泥經(jīng)無害集中處置
六、工藝流程原理簡(jiǎn)述
6.1、含氰廢水預(yù)處理：
含氰廢水經(jīng)格柵后，進(jìn)入含氰廢水調(diào)節(jié)池，經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)后泵入二級(jí)氧化反應(yīng)池，該池內(nèi)安裝有PH自動(dòng)控制儀、ORP自動(dòng)監(jiān)控儀和攪拌機(jī)，加藥時(shí)可通過PH計(jì)和ORP儀反饋的信號(hào)而控制加藥量，一級(jí)氧化反應(yīng)是氰化物在堿性條件下被氯氧化為氰酸鹽的過程，其反應(yīng)式分如下兩種步驟：
CN －+ClO－+H2O=CNCl+2OH － (一)
CNCl+2OH－=CNO－+Cl－+H2O （二）
在一級(jí)反應(yīng)過程中，（一）式反應(yīng)很快，但（二）式反應(yīng)中PH值小于8.5時(shí)，反應(yīng)速度慢，而且釋放出劇毒物CNCl的危險(xiǎn)，因此在第一級(jí)反應(yīng)過程中污水的PH值要控制到≥11。
第二級(jí)氧化反應(yīng)是將第一級(jí)反應(yīng)生成的氰酸鹽進(jìn)一步氧化成N2和CO2，雖然一級(jí)反應(yīng)生成的氰酸鹽毒性很低，僅為氰的1%，但是CNO－易水解成NH3，對(duì)環(huán)境造成污染，其反應(yīng)原理為：
2NaCNO+3HOCl＝2CO2+N2+2NaCl+HCl+H2O
反應(yīng)時(shí)，該池的PH值應(yīng)控制在7.5~8之間，因PH≥8時(shí)，反應(yīng)速度慢；當(dāng)PH太低時(shí)，氰酸根會(huì)水解成氨，并與次氯酸生成有毒的氯胺。
經(jīng)二次破氰預(yù)處理后，原來的絡(luò)合物被打開，廢水直排到混合廢水池后再與混合廢水一并處理。
6.2、含鉻廢水預(yù)處理：
由于還原反應(yīng)時(shí)，廢水須調(diào)PH值至2~3之間，因此將酸洗廢水引進(jìn)與含鉻廢水混合，可減少酸的用量，降低廢水處理的運(yùn)行費(fèi)用，達(dá)到以廢治廢的目的。
含鉻廢水經(jīng)格柵處理后，進(jìn)入含鉻廢水調(diào)節(jié)池，經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)后泵入還原反應(yīng)池，該池內(nèi)安裝有PH自動(dòng)控制儀和ORP儀及攪拌機(jī)，PH計(jì)與ORP監(jiān)控儀可自動(dòng)控制還原反應(yīng)池加藥量。電鍍廢水中的六價(jià)鉻主要以CrO42-和Cr2O72-兩種形式存在，隨著廢水PH值的不同，兩種形式之間存在著轉(zhuǎn)換平衡：
2CrO42－+2H+Cr2O72－+H2O
Cr2O72－+2OH-CrO42－+H2O
由上式可以看出在酸性條件下，六價(jià)鉻主要以 Cr2O72－形式存在，在堿性條件下則以CrO42－形式存在。但是電鍍含鉻廢水、漂洗廢水一般PH都在5以上，多數(shù)以CrO42－存在，其還原時(shí)通常PH最佳控制在2.5~3之間，其反應(yīng)原理（還原劑以 Na2SO3為例）為：
2H2CrO4+3 Na2SO3+3H2SO4=Cr（SO4）3+3Na2SO4+5H2O
亞硫酸鈉用量理論上為：亞硫酸鈉∶六價(jià)鉻=4∶1，加藥時(shí)投料不宜過大，否則浪費(fèi)藥劑，也可能因生成［Cr2（OH）2SO3］2+而沉淀不下來。
還原后的廢水直排入混合廢水池后再與混合廢水一并處理。
6.3、混合廢水處理：
混合廢水為含鉻預(yù)處理后廢水、含氰廢水預(yù)處理后廢水、鍍鎳、普通鍍銅、除油等廢水，該廢水混合后經(jīng)格柵處理由防腐泵提升經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)進(jìn)入中和反應(yīng)池，該池內(nèi)安裝有PH計(jì)及攪拌機(jī)，當(dāng)向反應(yīng)池投加堿（CaO）時(shí)，各金屬在一定的PH值下生成相應(yīng)的氫氧化物沉淀物。根據(jù)我們以往所積累的對(duì)電鍍廢水行業(yè)的處理經(jīng)驗(yàn)，混合廢水最佳沉淀的PH值為9.5，反應(yīng)后的出水進(jìn)入中間水池，再經(jīng)過經(jīng)砂濾后，出水的PH還是偏堿性，因此再經(jīng)PH調(diào)節(jié)池加酸調(diào)節(jié)后可達(dá)標(biāo)排放。壓濾后的污泥外運(yùn)集中深埋或制磚或回收金屬離子或經(jīng)其它無害化處理。
八、電鍍廢水處理循環(huán)回用工藝
由于電鍍過程和廢水處理過程調(diào)節(jié)PH值投堿中和和氧化處理工藝過程中水體中含鹽份較高，經(jīng)處理達(dá)標(biāo)排放之水不可回用于電鍍，如用于沖洗鍍層，影響表面光潔度，回用于鍍槽用水影響電鍍質(zhì)量，因此回用水必須去除硫酸鹽、氯化物。脫鹽技術(shù)多種，微生物除鹽，培菌過程不穩(wěn)定，受氣候要求。出水濁度高，離子交換易飽和，且再生頻繁，對(duì)環(huán)境二次污染大，電滲析技術(shù)耗電量大，大水量工程基本不大采用，超濾是在壓力的作用下進(jìn)行篩分過程，自20世紀(jì)60年代以來應(yīng)用于食品，醫(yī)藥行業(yè)的水處理， 主要是分離濃縮水中的大分子物質(zhì)被超濾膜截留，難以脫鹽，反滲透技術(shù)是近20年發(fā)展起來的，須以足夠的壓力使溶液中的水通過反滲透膜而分離出水，具有無變相，能耗低，工藝簡(jiǎn)單，出水純度高等特點(diǎn)，從應(yīng)用于脫鹽擴(kuò)展化工，制藥，食品及電子行業(yè)的溶液分離，污水回用領(lǐng)域，濃縮液外排，污染物總量仍未削減。
九、設(shè)計(jì)凈化水質(zhì)
9.1 水質(zhì)：（GB8978-1996一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)）
水質(zhì)參數(shù) 氯化物mg/l 硫酸鹽mg/l 鋅mg/l 六價(jià)鉻mg/l PH 色度度
進(jìn)水 800 800 2.0 0.5 6-9 50
出水 250 250 1.0 0.05 6-9 15
處理后水質(zhì)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749-85，國(guó)家尚無電鍍廢水再生回用標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)。
9.2 系統(tǒng)處理能力
根據(jù)工程現(xiàn)狀而設(shè)計(jì)。
9.3 工藝流程
一級(jí)達(dá)標(biāo)排放水 集水池 提升泵 初過濾器 精濾器 超濾器 中間水池 高壓泵 反滲透裝置 回用水儲(chǔ)水池
9.4 主要流程說明
9.4.1 精密過濾器去除水中顆粒，膠體，為下級(jí)裝置減負(fù)。
9.4.2 超濾膜裝置
膜型號(hào)8040，單支產(chǎn)水量1.8m3/h，配套工作泵，清水泵，自動(dòng)閥門，壓力流量計(jì)等。主要阻濾水質(zhì)中較細(xì)的SS，重金屬離子，細(xì)菌類，膠體，但難以脫鹽，是反滲透的預(yù)處理。
9.4.3反滲透系統(tǒng) 整個(gè)系統(tǒng)由保安過濾器，反滲透裝置，PO化學(xué)清洗系統(tǒng)組成，保安過濾器為截留前置設(shè)備，防止前級(jí)雜質(zhì)進(jìn)入，影響反滲透效率，。
反滲透設(shè)備用美國(guó)海德能公司生產(chǎn)的LFCL膜及其配套FRF材質(zhì)的RO專用壓力容器，高壓泵選用GRUDFOS公司的產(chǎn)品。
系統(tǒng)程控由電路自動(dòng)化裝置運(yùn)行。
制水回用率70%-80%，制水成本1.80元/m3-2.20元/m3，電耗2.0Kw/h/m3
