青島(dao)某電鍍工(gong)業園(yuan)現(xian)有(you)電鍍加(jia)工(gong)企(qi)業60余家(jia)，多數為(wei)規(gui)模較小的(de)韓(han)資企(qi)業，主要加(jia)工(gong)生(sheng)產(chan)飾品(pin)，掛件(jian)等(deng)小工(gong)藝品(pin)，鍍種(zhong)繁多。原有(you)的(de)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)設(she)備已(yi)不(bu)能(neng)適(shi)應新的(de)環保要求，廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)排放(fang)經常出現(xian)不(bu)合(he)(he)格(ge)現(xian)象(xiang)，需(xu)全面整(zheng)改，綜合(he)(he)治(zhi)理(li)。根據現(xian)場多次檢測水(shui)(shui)(shui)(shui)質水(shui)(shui)(shui)(shui)量(liang)(liang)情況，該園(yuan)區(qu)的(de)生(sheng)產(chan)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)以(yi)氰化(hua)物、鎳(nie)、銅、六價(jia)鉻(ge)、三價(jia)鉻(ge)為(wei)主，另含有(you)少量(liang)(liang)的(de)鉛、錫、金、銀、氨、有(you)機物和絡合(he)(he)物等(deng)，廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)種(zhong)類復雜，pH變(bian)化(hua)大。在采(cai)用(yong)傳統化(hua)學沉(chen)淀(dian)法處理(li)過程(cheng)中(zhong)，廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)的(de)重金屬離(li)子就不(bu)能(neng)完全形成氫氧化(hua)物沉(chen)淀(dian)[1-4]。我們(men)采(cai)用(yong)分(fen)流預處理(li)與綜合(he)(he)處理(li)相結合(he)(he)，以(yi)“靜態混(hun)合(he)(he)器+螯合(he)(he)沉(chen)淀(dian)劑(ji)+砂濾(lv)池(chi)+pH/ORP自動(dong)控制技術”為(wei)工(gong)藝主線(xian)，對原有(you)系(xi)統進行了改造，實現(xian)了廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)系(xi)統的(de)穩定運行，廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)經綜合(he)(he)治(zhi)理(li)后達到《電鍍污染物排放(fang)標準(GB21900-2008)》要求。

1·處理方(fang)法

1.1 設計水質、水量

本工程廢(fei)(fei)水(shui)設計處(chu)理(li)(li)的(de)總量為(wei)120m3/h，處(chu)理(li)(li)系統每(mei)天運行20h。由于園區早期規劃原(yuan)因(yin)，各(ge)電鍍企業至(zhi)污水(shui)處(chu)理(li)(li)站(zhan)只(zhi)有一(yi)條管道，來水(shui)為(wei)各(ge)種污染(ran)物共存的(de)混(hun)雜廢(fei)(fei)水(shui)。因(yin)此，對(dui)于含六價(jia)鉻(ge)廢(fei)(fei)水(shui)，由各(ge)電鍍企業單獨收集預處(chu)理(li)(li)，經加藥還(huan)原(yuan)處(chu)理(li)(li)為(wei)三價(jia)鉻(ge)水(shui)后與其(qi)它(ta)廢(fei)(fei)水(shui)混(hun)合排放至(zhi)園區污水(shui)處(chu)理(li)(li)站(zhan)集水(shui)調節池。水(shui)質情況詳(xiang)見(jian)(jian)表1。廢(fei)(fei)水(shui)排放執行的(de)是電鍍行業污染(ran)物排放標(biao)準《電鍍污染(ran)物排放標(biao)準(GB21900-2008)》表2要求，標(biao)準具體指標(biao)詳(xiang)見(jian)(jian)表2。

1.2 工藝流程

該電鍍工業園生產廢(fei)水(shui)的主(zhu)要(yao)特點是：(1)成分復雜(za)(za)：含(han)有銅、鎳、鉻(ge)、酸堿等(deng)無機鹽類，另(ling)外還有一些車間沖(chong)洗雜(za)(za)物(wu)。(2)毒(du)(du)性高：廢(fei)水(shui)中(zhong)有些屬(shu)于致(zhi)癌(ai)、致(zhi)畸、致(zhi)突(tu)變的劇毒(du)(du)性物(wu)質(zhi)，其中(zhong)的三價鉻(ge)和氰化物(wu)都是高毒(du)(du)性物(wu)質(zhi)。(3)各種廢(fei)水(shui)混合排(pai)放：含(han)氰化物(wu)、三價鉻(ge)、其他重金屬(shu)廢(fei)水(shui)混雜(za)(za)排(pai)放。本著從(cong)經(jing)濟效益、環境效益和社會效益相結合的角度(du)出發，對(dui)(dui)廢(fei)水(shui)進行分質(zhi)收集(ji)，分質(zhi)處(chu)理(li)(li)(li)。采用pH和0RP精密儀表(biao)檢(jian)測(ce)控制(zhi)，集(ji)計(ji)算技(ji)術(shu)、控制(zhi)技(ji)術(shu)、通訊(xun)技(ji)術(shu)及顯示(shi)技(ji)術(shu)于一體，實(shi)現對(dui)(dui)整個工藝過程中(zhong)的液位、流量、壓力(li)、pH/ORP實(shi)時監測(ce)、自動控制(zhi)。其各企業獨自預處(chu)理(li)(li)(li)工藝流程如(ru)圖1，園區綜合廢(fei)水(shui)處(chu)理(li)(li)(li)站處(chu)理(li)(li)(li)流程如(ru)圖2所示(shi)。

1.3 工(gong)藝說明

1.3.1 六價鉻的還原處理

各電鍍企業(ye)的含鉻廢(fei)(fei)水收集(ji)后(hou)，經格柵去除(chu)較大的顆粒(li)雜質(zhi)后(hou)進(jin)入各企業(ye)的六價鉻還(huan)(huan)原裝置，分(fen)(fen)別投加(jia)還(huan)(huan)原劑(ji)和硫(liu)酸，通過(guo)pH和ORP在(zai)線監(jian)測儀控制pH在(zai)2.5~3.0，ORP在(zai)300~350mV。在(zai)機械攪拌作用下(xia)，廢(fei)(fei)水與(yu)藥劑(ji)充分(fen)(fen)接觸，停留時間約(yue)30min后(hou)，Cr6+被(bei)還(huan)(huan)原成Cr3+，加(jia)堿調節(jie)pH到7~8，入沉淀池進(jin)行泥水分(fen)(fen)離，出水與(yu)廠內其它生產廢(fei)(fei)水混(hun)合經廢(fei)(fei)水管網進(jin)入園區污水處(chu)理站集(ji)水調節(jie)池A。

1.3.2 氰化物的氧化處理

目前含(han)氰(qing)廢水(shui)的(de)處(chu)理廣泛采(cai)用堿(jian)性氯化(hua)(hua)(hua)法，即在堿(jian)性條(tiao)件下，投入氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)劑將(jiang)氰(qing)根離(li)(li)子(zi)(zi)通過兩級(ji)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)反應(ying)生成CO2和N2，從而達到(dao)去(qu)除(chu)(chu)氰(qing)根離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)目的(de)。含(han)氰(qing)廢水(shui)中原來(lai)(lai)與氰(qing)根離(li)(li)子(zi)(zi)絡合的(de)重金屬離(li)(li)子(zi)(zi)因氰(qing)根的(de)破壞而釋放出來(lai)(lai)，在堿(jian)性條(tiao)件下可形成氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物沉淀得以去(qu)除(chu)(chu)。本處(chu)理系統采(cai)用投加NaClO氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)劑，將(jiang)廢水(shui)中的(de)CN-經(jing)過兩級(ji)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)反應(ying)生成CO2和N2，從而去(qu)除(chu)(chu)CN-。主要化(hua)(hua)(hua)學反應(ying)如下：

(1)一級氧化反應：CN-+ClO-+H2O→CNCl+2OH-；CNCl+2OH-→CNO-+Cl-+H2O；

反應條件：pH=10.0～11.5；ORP=300～350mV。

(2)二級氧化反(fan)應：2CNO-+3ClO-+H2O→2CO2↑+N2↑+3Cl-+2OH-；

反應(ying)條件(jian)：pH=7.0～7.5；ORP=650mV)。

一(yi)級破氰(qing)反(fan)(fan)應(ying)(ying)pH>10，反(fan)(fan)應(ying)(ying)快，破氰(qing)效果好，反(fan)(fan)應(ying)(ying)時間一(yi)般控制在10~15min。二級破氰(qing)反(fan)(fan)應(ying)(ying)應(ying)(ying)加(jia)(jia)(jia)酸調(diao)節pH=7.0～7.5，再加(jia)(jia)(jia)NaClO氧化(hua)劑進行氧化(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)，經(jing)現(xian)場檢測確定，氧化(hua)劑的實際投加(jia)(jia)(jia)量約為：CN-∶NaClO=1∶8，反(fan)(fan)應(ying)(ying)時間約為10~15min。

1.3.3混(hun)合(he)(he)廢水的綜合(he)(he)處理

混(hun)合(he)廢水(shui)(shui)中(zhong)各種有(you)(you)害(hai)金屬離(li)子(zi)(zi)較多，利用重金屬離(li)子(zi)(zi)與高(gao)(gao)分子(zi)(zi)螯合(he)劑在(zai)堿性條件下形成螯合(he)沉(chen)(chen)(chen)淀物的(de)原理，去(qu)除廢水(shui)(shui)中(zhong)有(you)(you)害(hai)金屬雜質。由于不同(tong)的(de)重金屬離(li)子(zi)(zi)具有(you)(you)不同(tong)的(de)溶(rong)度(du)積，無法在(zai)同(tong)一pH點同(tong)時(shi)將(jiang)(jiang)多種重金屬離(li)子(zi)(zi)以氫(qing)氧化(hua)物沉(chen)(chen)(chen)淀方式去(qu)除，當廢水(shui)(shui)中(zhong)含有(you)(you)鋅(xin)(xin)、鉛、鉻(ge)、錫、鋁等兩性金屬時(shi)，在(zai)高(gao)(gao)pH時(shi)會再(zai)溶(rong)解，單加(jia)NaOH很難將(jiang)(jiang)混(hun)雜廢水(shui)(shui)一次(ci)處理達標。而新型高(gao)(gao)分子(zi)(zi)螯合(he)劑可以在(zai)pH=8~9之間將(jiang)(jiang)銅、鐵(tie)、鎳、鉻(ge)、鋅(xin)(xin)等一次(ci)沉(chen)(chen)(chen)淀至(zhi)極低濃(nong)度(du)，達到國家排放標準要求。廢水(shui)(shui)中(zhong)重金屬離(li)子(zi)(zi)沉(chen)(chen)(chen)淀與pH關系見表3。

經兩級氧化破氰(qing)處(chu)理(li)后(hou)的廢水(shui)重力(li)自流(liu)入1#反(fan)(fan)應(ying)池(chi)(chi)，pH約(yue)為(wei)7~8，水(shui)流(liu)速(su)(su)度(du)控制在(zai)0.8~0.9m/s，依(yi)次(ci)投加適(shi)量的新(xin)型螯(ao)合沉淀(dian)劑(ji)、混凝劑(ji)、絮凝劑(ji)后(hou)流(liu)入2#反(fan)(fan)應(ying)池(chi)(chi)，2#反(fan)(fan)應(ying)池(chi)(chi)水(shui)流(liu)速(su)(su)度(du)控制為(wei)0.3~0.5m/s，整個反(fan)(fan)應(ying)時(shi)間約(yue)為(wei)20~40min，隨(sui)后(hou)由泵提升至斜管(guan)沉淀(dian)池(chi)(chi)。

 廢(fei)(fei)水經斜(xie)管沉淀后清液從上部溢出，經無閥快速濾(lv)(lv)(lv)池(chi)過濾(lv)(lv)(lv)后達標排放(fang)。池(chi)底的污泥(ni)通過底部排泥(ni)管排入污泥(ni)濃(nong)縮池(chi)，為(wei)防止污泥(ni)管干結堵管，每天排泥(ni)一次(ci)。濃(nong)縮污泥(ni)泵入板框壓(ya)濾(lv)(lv)(lv)機壓(ya)濾(lv)(lv)(lv)，濾(lv)(lv)(lv)渣交由有(you)資質單位(wei)處理，廢(fei)(fei)液再返回(hui)混合廢(fei)(fei)水池(chi)。

2·主(zhu)要構筑物、設備(bei)及技(ji)術參(can)數

2.1 主要構筑物見表4。

2.2 主要(yao)設(she)備(bei)見表5。

3·處理效果見表(biao)6。

由表6監(jian)測數據可知，該系(xi)統運行(xing)良好，去除率高，各項(xiang)重金(jin)屬去除率如下：

總Cr：99.28%；

總CN-：99.67%；

總Cu：99.80%；

總Ni：99.74%。

經過處理后的電鍍(du)廢水的各項指(zhi)標(biao)(biao)均達到了《電鍍(du)污染物排放標(biao)(biao)準(GB21900-2008)》表2排放標(biao)(biao)準，其中(zhong)六(liu)價鉻、總(zong)鎳排放濃度(du)低(di)于《污水綜合排放標(biao)(biao)準》(GB8978-1996)第一(yi)類污染物排放濃度(du)。

4·經濟效益分(fen)析(xi)

該(gai)工程投資(zi)367.9萬元(yuan)，包括(kuo)土建工程、設(she)備(bei)及(ji)(ji)材料購置(zhi)、軟(ruan)件購置(zhi)及(ji)(ji)調試、設(she)備(bei)安裝調試費(fei)和工程設(she)計費(fei)，見表7。

產水成本為4.38元/t水，一次投資和運行(xing)費用較低(di)。若把(ba)重金(jin)屬(shu)回(hui)(hui)收、處理水回(hui)(hui)用及達標(biao)(biao)排放免(mian)交超標(biao)(biao)排污費等，產生(sheng)(sheng)的經濟效(xiao)益進(jin)行(xing)綜合考慮，可降(jiang)低(di)實際(ji)處理成本。因此，如何(he)提高(gao)重金(jin)屬(shu)回(hui)(hui)收率(lv)是今后的一個努(nu)力方(fang)向，這不僅可進(jin)一步產生(sheng)(sheng)經濟效(xiao)益，也(ye)可減輕后續污水處理系統負荷，進(jin)一步降(jiang)低(di)處理成本。

5·工程設計特點(dian)

5.1 高分子螯合劑(ji)

螯(ao)(ao)(ao)合(he)沉(chen)淀(dian)技術(shu)是區別于(yu)中和(he)沉(chen)淀(dian)法的(de)(de)(de)一種重(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬廢水處理(li)技術(shu)。既有(you)化學配位反(fan)應(ying)也有(you)物理(li)吸附過程。其(qi)對(dui)于(yu)重(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬離(li)子(zi)的(de)(de)(de)螯(ao)(ao)(ao)和(he)作用(yong)(yong)遠(yuan)(yuan)大(da)于(yu)氫氧(yang)根(gen)(gen)，有(you)很好的(de)(de)(de)反(fan)應(ying)沉(chen)淀(dian)效果。本(ben)系統采(cai)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)螯(ao)(ao)(ao)合(he)沉(chen)淀(dian)劑(ji)REMOVEMT主要(yao)成分(fen)為“接枝(zhi)型二硫代氨基甲酸鈉(na)”，屬于(yu)長(chang)鏈大(da)分(fen)子(zi)物質，每條分(fen)子(zi)鏈上有(you)幾(ji)千個螯(ao)(ao)(ao)合(he)基團(tuan)，其(qi)對(dui)于(yu)重(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬離(li)子(zi)的(de)(de)(de)螯(ao)(ao)(ao)和(he)作用(yong)(yong)遠(yuan)(yuan)大(da)于(yu)氫氧(yang)根(gen)(gen)對(dui)重(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬離(li)子(zi)的(de)(de)(de)結(jie)合(he)力，有(you)很好的(de)(de)(de)反(fan)應(ying)效果。一個重(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬離(li)子(zi)會被(bei)多個極性的(de)(de)(de)螯(ao)(ao)(ao)合(he)基團(tuan)所螯(ao)(ao)(ao)合(he)，它(ta)強大(da)的(de)(de)(de)結(jie)合(he)力遠(yuan)(yuan)遠(yuan)(yuan)大(da)于(yu)OH-、S2-與重(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬離(li)子(zi)的(de)(de)(de)結(jie)合(he)力，它(ta)可以(yi)從(cong)許多常(chang)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)絡合(he)劑(ji)中將(jiang)重(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬完全(quan)沉(chen)淀(dian)下來。

5.2 pH/ORP自動控制技術

重金屬(shu)離子在形成(cheng)化(hua)(hua)學(xue)沉淀(dian)后，其(qi)氧化(hua)(hua)還原電位(ORP)有所變化(hua)(hua)，采用(yong)氧化(hua)(hua)還原電位(ORP)的(de)(de)變化(hua)(hua)來控(kong)制螯合沉淀(dian)反應(ying)的(de)(de)進程。廢水站(zhan)內主要工藝流(liu)程的(de)(de)相(xiang)關池(槽)內，安裝pH/ORP等傳感器，將模擬(ni)信(xin)號全部送往PLC，PLC會(hui)根(gen)據(ju)pH和ORP的(de)(de)高低(di)去自動(dong)控(kong)制各加(jia)藥泵的(de)(de)啟動(dong)和停止(zhi)，保證化(hua)(hua)學(xue)品(pin)的(de)(de)投加(jia)量(liang)，使系統在設定(ding)值下(xia)穩定(ding)運行。

6·結論(lun)

以“靜態混合器+螯(ao)合沉(chen)淀(dian)(dian)劑+過濾系統”為工(gong)藝主(zhu)線，采用(yong)先進的(de)(de)pH和ORP儀表自動(dong)監控的(de)(de)綜合性化學(xue)沉(chen)淀(dian)(dian)法，工(gong)藝先進可靠，自動(dong)化程度(du)高。運(yun)行結果表明，處理后出水達到(dao)了(le)《電鍍污染物排放(fang)標準(zhun)(GB21900-2008)》表2排放(fang)標準(zhun)，該工(gong)藝切實可行。螯(ao)合沉(chen)淀(dian)(dian)技術(shu)的(de)(de)應用(yong)和pH/ORP自動(dong)監測(ce)連(lian)鎖控制(zhi)是本(ben)工(gong)程的(de)(de)設計重點(dian)。

參考文獻

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