化学分类法处理钢桶电镀生产废水的技术运用
黄明1，魏彩春1，赵梦2， 陆燕勤1 ， 张学洪1，王敦球1
（1.桂林工学院资源与环境工程系； 2.桂林市环境卫生管理处）
摘 要： 采用化学分类法处理电镀废水，对含铬、铜、镍废水进行分类收集，分而治之。设计处理能力800m3/d，经过一年的实际运行，效果明显优于传统化学处理法，处理出水的各项指标均达到国家《污水综合排放标准》(GB8978-96)一级标准，即SS<70；总Cr：<1.5mg/L；总Ni：<1.0mg/L；总Cu：0.5mg/L；总Zn：2.0mg/L；pH：6～9。该工程投资约70万元，处理成本为4.0元/m3，由管理公司负责经营，环保部门进行在线监测，效果良好。
关键词：化学分类法 电镀废水 处理
广西荔浦电镀废水生产区位于荔浦县城郊区，有五家从事小五金电镀生产的企业，电镀产品的规模为3600t/a，每天的产生大量的含铬、镍、铜、锌等重金属元素的高毒性废水，如不经处理而直接排放，就会对环境造成严重污染。因此，按国家有关环保法规要求，对该电镀废水进行处理，实现达标排放。目前用于电镀废水处理的方法较多，主要有化学沉淀法[1,2,3]、微生物法[4]、电解法和气浮法[5]等。通过对该废水的处理试验研究，并进行工艺比较，我们采用适合该废水水质水量变化特点的化学分类法处理，即将生产区内各厂家产生的废水统一收集，并将含铬废水和含铜镍废水分开处理。废水处理站由电镀城内各电镀厂共同出资兴建，由一家管理公司承包管理，工程于2001年投入运行，从一年多的实际运行境况看，出水质良好且稳定，一些主要污染物的指标均优于国家《污水综合排放标准》（GB8978－96）一级标准。
1、污水来源及水量水质特征
废水主要来源于电镀生产过程中的镀件清洗、镀液过滤废镀液以及由于操作或管理不善引起的"跑、冒、滴、漏"，另外还有地面冲洗、通风冷凝废水等。由生产区内排放的废水量为800m3/d，其中包括镀镍废水165 m3/d、镀铬废水94m3/d、镀铜废水165 m3/d和其余清洗镀件的酸洗废水376m3/d，处理前含铜镍废水及含铬废水水质监测情况如表1。
表1 废水水质监测结果
编号 |
样品 |
PH |
悬浮物
(mg/L) |
CODcr
(mg/L) |
六价铬
(mg/L) |
总铬
(mg/L) |
总镍
(mg/L) |
总铜
(mg/L) |
总铅
(mg/L) |
总镉
(mg/L) |
1 |
含铬
废水 |
2.26 |
18 |
铬浓度高无法测定 |
678 |
920 |
未检出 |
未检出 |
0.05 |
0.05 |
2 |
2.20 |
12 |
578 |
790 |
0.05 |
0.05 |
3 |
2.28 |
16 |
650 |
799 |
0.05 |
0.05 |
平均值 |
2.25 |
15 |
? |
635 |
836 |
? |
? |
0.05 |
0.05 |
4 |
铜镍
废水 |
1.60 |
22 |
99 |
未检出 |
未检出 |
200 |
173 |
0.30 |
0.02 |
5 |
1.50 |
60 |
105 |
167 |
122 |
2.21 |
0.02 |
6 |
1.42 |
37 |
203 |
137 |
558 |
0.70 |
0.06 |
平均值 |
1.51 |
40 |
136 |
? |
? |
168 |
284 |
1.07 |
0.034 |
2、处理工艺介绍
2.1 工艺流程
整个废水处理工艺参见图1。
2.2 工程特点
该废水处理工程有如下特点：
①、五金电镀厂生产废水集中收集，废水主要集中在白天的8小时的上班时间，夜间基本没有废水流出，废水水质水量变化较大。
②、含铜、镍废水水量较大，且铜、镍等含量较高基本不含铬；含铬废水水量相对少只占总水量的12%，而且铜、镍较低可以不作主要处理项目。
③、整个废水处理站占地少、布局紧凑，各个构筑物间尽可能的采用了自流形式，最大限度的节省了能量。
2.3 化学分类处理技术
该生产区的废水主要成分为含铬废水和含铜、镍废水。由于Cr(OH)3完全沉淀的pH范围在8左右而Ni(OH)2完全沉淀的pH范围在9.5左右[2]，所以为了尽可能减少铬、镍沉淀过程由于两种沉淀物完全沉淀pH范围不同而产生相互干扰，该工艺中分设了两个调节池，用于贮存含铬废水和含铜、镍废水。含铬废水经调节池1后进入还原池，在这里通过控制pH值在2.3左右投加FeSO4，将六价铬还原成三价铬，并通过投加石灰乳形成Cr(OH)3沉淀。经过还原池反应后形成的泥水混合物由泵抽至污泥池进行沉淀浓缩。另一方面，含铜、镍废水由调节池2自流进入中和反应池，投加石灰乳调节pH值在9.5左右，充分搅拌之后由污水泵提升到水力澄清池中进行泥水分离，其出水经调节pH和过滤后即可达标外排。水力澄清池中的污泥由重力流进入污泥池进行浓缩。由于污泥池的上清夜中仍存有一定量的铬、镍等，所以必须回流到中和反应池中参与下一次处理。浓缩污泥经压滤后排入污泥干化场干化，压滤出水和干化场的滤液也须回流到中和反应池内。经过干化的污泥中含有大量的铬、镍、铁、铅等污染物质，由于提取污泥中的这些金属元素的成本较高，也不符合当地的实际，所以我们最终是将脱水污泥运往砖窑厂，烧制成板砖进行存放，固化污染物质。
2.4、工程主要设备及构筑物
该处理站的主要构筑物及设备见表2、表3。
表2：主要处理构筑物
编号 |
构筑物 |
结构 |
规 格(m) |
数量 |
设计运行参数 |
1 |
调节池1 |
砖砌 |
15.0×3.5×2.0 |
1 |
3小时水量 |
2 |
调节池2 |
砖砌 |
8.0×3.5×2.0 |
1 |
3小时水量 |
3 |
还原池 |
钢砼 |
D＝2.2，H＝2.5 |
1 |
反应20～30 min |
4 |
中和反应池 |
钢砼 |
D＝4.2，H＝2.5 |
1 |
反应20～30 min |
5 |
水力澄清池 |
钢砼 |
D＝6.0，H＝5.0 |
1 |
间歇运行 |
6 |
污泥池 |
钢砼 |
D＝5.0，H＝2.5 |
1 |
|
7 |
滤池 |
砖砌 |
4.0×3.0×2.5 |
1 |
|
8 |
污泥干化场 |
砖砌 |
15.0×3.0×1.2 |
3格 |
|
表3：主要设备
编号 |
名称 |
规格、型号 |
数量 |
作用 |
1 |
搅拌器 |
非标自制 |
2 |
搅拌混合 |
2 |
漩涡气泵 |
XGB－14 480m3/h |
1 |
充气搅拌 |
3 |
防腐泵 |
FSBL |
1 |
提升泥水混合液 |
IH100-65-200 |
1 |
提升泥水混合液 |
4 |
浓浆泵 |
1-1B(B) 8Kg/cm3 |
1 |
抽吸浓缩污泥 |
5 |
压滤机 |
XMY40 1MP |
1 |
压滤 |
3、处理效果
该工程于2001年6月建成并投入运行，整个处理工艺运行稳定，出水水质良好，最近一次抽检结果见表4。
表4：处理出水主要污染指标监测
编号 |
pH |
SS
(mg/L) |
CODCr |
六价铬(mg/L) |
总铬
(mg/L) |
总镍(mg/L) |
总铜
(mg/L) |
总铅
(mg/L) |
1 |
7.98 |
15 |
16 |
0.023 |
0.042 |
0.30 |
0.007 |
0.05 |
2 |
7.95 |
12 |
20 |
0.020 |
0.034 |
0.30 |
0.006 |
0.05 |
3 |
8.00 |
21 |
20 |
0.023 |
0.036 |
0.30 |
0.006 |
0.05 |
平均值 |
7.98 |
16 |
18 |
0.022 |
0.037 |
0.30 |
0.006 |
0.05 |
从表4可以看出，出水水质监测指标均达到《污水综合排放标准》(GB8978-96)一级标准，废水的主要污染物均得到高效去除，总铬、总镍、总铜的去除率均达到99%以上。
4、结果与讨论
(1)、采用化学分类法处理电镀废水，对铜、镍、铬的完全沉淀环境进行分别控制，从而避免了彼此之间相互干扰。有效解决了传统化学法出水水质差的缺点，出水水质明显优于混合电镀废水的处理效果。
(2)、整个处理过程为间歇式操作，真正作到了达标排放的目的，避免了连续式运行过程因不可遇见性失误及水质水量的变化而影响出水水质的情况。
(3)、该处理工艺对进水的水质水量变化适应性好，由于水质水量的突然变化对出水基本没有影响,所以此工艺更适合于具有周期性生产的电镀废水处理。
(4)、工艺运行的实践表明，整个工程投资省、工艺简单、运行稳定、可操作性好，运行成本适中，基本控制在4.0元/m3。
(5)、由于处理后废水排入水塘混合，有可能作为灌溉用水，要求处理水严格达标，因此该工程采取管理公司承包管理，由环保部门在线监测，实践证明，该方式适合当地的实际情况。
(6)、由于扩大生产的要求，该电镀城正在进行二期工程建设，又将增加电镀废水800m3/d，因此本工程对于电镀企业较为集中的废水处理站的建设是一个很好的借鉴。
参考文献
[1]贾铸胜.含铬电镀废水的化学处理法.材料保护，2001，34（11）：53.
[2]汤坤贤，陈敏儿等.PH值调控在电镀废水处理中的作用.福建环保，2002 19（2）：34-35.
[3]彭昌胜.碱性条件下化学处理大同齿轮厂混合电镀废水.环境工程，2001，19（6）：24-25.
[4]李福德，李昕，吴乾箐等.微生物法治理电镀废水新技术.工业给排水，1997 23(6)：25-29.
[5]陈惠国.论电镀废水治理技术发展动态.电镀与环保，2001，21（3）：32-35.
