電鍍廢水回用及零排放處理分析
時間:2022-07-07 10:48:45
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摘要:根據(jù)電鍍廢水的水質(zhì)水量特點(diǎn),設(shè)計(jì)采用“化學(xué)預(yù)處理+膜系統(tǒng)+蒸發(fā)結(jié)晶”工藝處理電鍍廢水。工程穩(wěn)定運(yùn)行后,預(yù)處理系統(tǒng)出水Cr6+的質(zhì)量濃度可以低至0.13mg/L;每天產(chǎn)生的回用水約225t,電導(dǎo)率可達(dá)424μS/cm,水質(zhì)達(dá)到HB5472-91C類水標(biāo)準(zhǔn)。水處理費(fèi)用約為9.7元/t,經(jīng)濟(jì)效益較好;系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,自動化程度高,能真正實(shí)現(xiàn)電鍍廢水零排放。
關(guān)鍵詞:電鍍廢水;預(yù)處理;回用;零排放
電鍍利用電解原理在某些金屬表面上鍍上一薄層其他金屬或合金,是金屬表面的美容師[1]。在各種污染源中,電鍍廢水以其毒性大、排放量大等特點(diǎn)成為環(huán)保行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)[2]。因此電鍍行業(yè)實(shí)行廢水“回用”及“零排放”已成為發(fā)展的趨勢。目前,電鍍廢水回用工藝大多是在采用物化法去除重金屬離子等污染因子后,通過膜處理工藝達(dá)標(biāo)回用,而膜濃水經(jīng)過處理后達(dá)標(biāo)排放或是經(jīng)過蒸發(fā)濃縮回到鍍槽。隨著環(huán)保要求的不斷提高,研究高效、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保的回用技術(shù)是電鍍廢水處理工藝的發(fā)展方向[3]。對某公司的電鍍廢水采用“化學(xué)預(yù)處理+膜系統(tǒng)+蒸發(fā)結(jié)晶”組合工藝進(jìn)行處理,以實(shí)現(xiàn)電鍍廢水回收及真正的廢水零排放。
1工藝設(shè)計(jì)
1.1設(shè)計(jì)條件。廢水種類、處理量及水質(zhì)情況如表1。設(shè)計(jì)每天運(yùn)行時間為6h?;赜盟|(zhì)要求達(dá)到HB5472-91的C類水標(biāo)準(zhǔn)[4]。由于不同廢水水質(zhì)差異較大,因此對廢水進(jìn)行分類預(yù)處理后,混合經(jīng)過膜系統(tǒng)進(jìn)行深度處理,膜產(chǎn)水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)回到電鍍生產(chǎn)線,膜濃水進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶處理,形成的晶體鹽密封外運(yùn)處理。1.2預(yù)處理。1.2.1工藝說明。預(yù)處理工藝流程見圖1。1)含氰廢水。含氰廢水由調(diào)節(jié)池泵入2級破氰反應(yīng)槽,2級分別投加氫氧化鈉和稀硫酸調(diào)節(jié)pH后,再投入次氯酸鈉進(jìn)行氧化(一級破氰反應(yīng)參數(shù):pH=10~11,氧化還原電位ORP=0.30~0.35V;二級破氰反應(yīng)參數(shù):pH=7~8,ORP=0.60~0.65V),然后自流進(jìn)入還原槽1,在此槽加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH在8.5左右,并加入還原劑NaHSO3將多余的NaClO進(jìn)行還原。待和酸堿廢水一起后續(xù)處理。2)地面沖洗廢水。地面沖洗水泵入破氰槽2,通過投加次氯酸鈉進(jìn)行一級破氰反應(yīng)(ORP=0.3V),而后廢水混合到含鉻調(diào)節(jié)池中,和含鉻廢水一起進(jìn)行還原沉淀處理。3)含鉻廢水?;旌系孛鏇_洗水的含鉻廢水泵入還原槽2,先投加硫酸,調(diào)節(jié)pH在2.5~3.0;投加亞硫酸氫鈉,使Cr6+被還原為Cr3+(ORP=0.23~0.27V)。然后進(jìn)入反應(yīng)槽,待和酸堿廢水一起處理。4)綜合處理。酸堿廢水泵入反應(yīng)槽,和經(jīng)過前處理后的含氰、含鉻和地面沖洗廢水一起進(jìn)行氫氧化物沉淀,通過投入氫氧化鈉調(diào)整pH在8~9。而和進(jìn)入絮凝反應(yīng)槽中,通過聚合氯化鋁(PAC)的吸附架橋作用,與生成的氫氧化物沉淀形成絮體,同時投加重金屬捕捉劑,進(jìn)一步去除剩余的金屬離子,然后進(jìn)入凝聚槽,加入PAM使絮體變大,通過斜管沉淀槽實(shí)現(xiàn)固液分離。上清液進(jìn)入中間槽,然后進(jìn)入砂濾罐,去除剩余的懸浮物,通過轉(zhuǎn)移池進(jìn)入膜預(yù)處理系統(tǒng)。5)污泥處理。斜管沉淀池污泥排入污泥池,然后用污泥泵送入壓濾機(jī)脫水,形成可堆積泥餅,泥餅定期外運(yùn)至環(huán)保指定地點(diǎn)。壓濾機(jī)濾出水、濾布清洗水等排入地面沖洗水調(diào)節(jié)池待處理,防止二次污染。1.2.2主要設(shè)備。各廢水調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)停留時間為8h,均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。反應(yīng)槽體詳細(xì)設(shè)計(jì)參數(shù)見表2。斜管沉淀槽設(shè)計(jì)水力表面負(fù)荷1.5m3/(m2•h),材質(zhì)為不銹鋼306L,砂濾罐設(shè)計(jì)處理量為44m3/h,尺寸為準(zhǔn)2.2mm×3.5mm,材質(zhì)為碳鋼襯膠。各提升泵按照設(shè)計(jì)流量和提升高度配置,過流材質(zhì)為氟塑料或316L。1.3回用處理工藝。1.3.1工藝說明?;赜锰幚砉に嚵鞒桃妶D2。預(yù)處理后的廢水經(jīng)增壓后進(jìn)入自清洗過濾器,去除原水中大顆粒或有棱角的雜質(zhì)和懸浮物。經(jīng)超濾進(jìn)一步過濾,產(chǎn)水通過板式換熱器進(jìn)入一級反滲透,濃水經(jīng)過濃水反滲透膜進(jìn)一步濃縮,一級和濃水反滲透膜的產(chǎn)水均進(jìn)入回用水池,待回用到生產(chǎn)線。1.3.2主要設(shè)備配件?;赜孟到y(tǒng)主要組件是超濾膜和反滲透膜。采用PVDF外壓式超濾膜組件28支。每支膜有效過濾面積為40m2,運(yùn)行跨膜壓差為60~100kPa。一級RO膜采用BW30FR-400/34i聚酰胺卷式復(fù)合膜42支,設(shè)計(jì)出力44m3/h;濃水RO膜采用SW30HRLE-400聚酰胺卷式復(fù)合膜22支,設(shè)計(jì)出力11m3/h。1.4濃水處理工藝。1.4.1工藝說明。濃水池的濃水通過泵進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的蒸發(fā)器,經(jīng)過蒸發(fā)濃縮后進(jìn)入結(jié)晶器,使?jié)庖撼蔀榫{,再經(jīng)過離心進(jìn)行固液分離,母液回流至濃水池,晶體密封外運(yùn)作固廢處理,最終達(dá)到廢水零排放的效果。1.4.2主要設(shè)備。此工程濃水處理工藝為MVR(機(jī)械再壓縮式)蒸發(fā)結(jié)晶。所采用的壓縮機(jī)蒸汽量設(shè)計(jì)為1.172t/h,功率為52kW;強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的材質(zhì)為TA2,蒸發(fā)量為1.172t/h,換熱面積為129m2;結(jié)晶分離器和板式換熱器均為TA2;所有配套泵根據(jù)水力平衡確定流量。
2運(yùn)行效果
整套工藝系統(tǒng)大部分實(shí)現(xiàn)自動化運(yùn)行,預(yù)處理系統(tǒng)、回用系統(tǒng)和濃水處理系統(tǒng)均發(fā)揮各自功能。每天8:00、10:00、13:30、15:30、17:00進(jìn)行取樣檢測,連續(xù)1周的平均作為檢測結(jié)果。運(yùn)行效果詳見表3和表4。設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)“廢水零排放”為原則,廢水處理后85%回用到生產(chǎn)工藝用水,經(jīng)過工程實(shí)際運(yùn)行,預(yù)處理后的水可以達(dá)到GB21900-2008要求[5];且滿足中水回用系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)要求,中水系統(tǒng)處理后回用水水質(zhì)可以達(dá)到HB5472-91的C類水標(biāo)準(zhǔn)。工程運(yùn)行費(fèi)用主要包括人工費(fèi)、動力費(fèi)、藥劑費(fèi)以及設(shè)備維保費(fèi)(儀器儀表維護(hù)及反滲透膜折舊費(fèi)等),合計(jì)約為9.7元/t,折合每天運(yùn)行費(fèi)用約為2550元。反滲透膜每天產(chǎn)淡水約225t,按自來水價3元/t計(jì),每天節(jié)約水費(fèi)約675元。
3結(jié)束語
通過“化學(xué)沉淀+一級反滲透+濃水反滲透”使電鍍廢水實(shí)現(xiàn)回收,同時利用“蒸發(fā)濃縮”工藝處理反滲透產(chǎn)生的濃縮液。反滲透回收率可達(dá)85%,所產(chǎn)生的濃縮液含鹽量高、含水率低,從而降低蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的負(fù)荷,節(jié)約運(yùn)行成本,且最終實(shí)現(xiàn)電鍍廢水的零排放。整套工藝自動化程度高,可保證長期穩(wěn)定運(yùn)行。預(yù)處理系統(tǒng)出水Cr6+的質(zhì)量濃度可以低至0.13mg/L,回用水系統(tǒng)電導(dǎo)率可以達(dá)到424μS/cm。運(yùn)行費(fèi)用較低,水處理費(fèi)用約為9.7元/t,每天產(chǎn)生的回用水約225t。
參考文獻(xiàn):
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[4]金屬鍍覆和化學(xué)覆蓋工藝用水水質(zhì)規(guī)范:HB5472-91[S].[5]電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn):GB21900-2008[S].
作者:張玉紅 陳志華 單位:湖南中車環(huán)境工程有限公司