電鍍廢水處理工程設(shè)計(jì)
摘要：采用分質(zhì)處理含氰廢水，綜合處理混合廢水的方式處理鞍山某機(jī)械加工企業(yè)的電鍍廢水,，介紹了工藝的特點(diǎn),，各處理構(gòu)筑物。運(yùn)行結(jié)果表明,，用該方法處理電鍍廢水,，其出水水質(zhì)可達(dá)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(ＧＢ8978-1996)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)?！ ?/p>
關(guān)鍵詞：電鍍廢水 含氰廢水 排放標(biāo)準(zhǔn)
鞍山某機(jī)械加工企業(yè),，近年來隨著電鍍車間擴(kuò)建，全廠排放污水總量達(dá)到近30ｔ/ｄ,，ＣＮ-質(zhì)量濃度為20ｍｇ/Ｌ,。為改變此狀況，決定淘汰年久失修的設(shè)備,，改用新的處理工藝，對(duì)電鍍廢水中有毒有害污染物加以控制,。處理后出水達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(ＧＢ89781996)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn),。
1 廢水組成及水質(zhì)
該廠廢水主要包括：氰化電鍍的鍍件清洗廢水，其中含有劇毒的游離氰化物,、銅氰,、銀氰、鋅氰等絡(luò)合離子,；其他電鍍鍍件清洗廢水(主要是含銅鎳廢水),；鍍液過濾和廢鍍液,；電鍍預(yù)處理時(shí)少量酸堿廢水；滲漏及車間地坪沖洗廢水,，其中鍍件清洗水占80%以上,。
排水水質(zhì)指標(biāo)為含氰廢水ＣＮ-質(zhì)量濃度為20ｍｇ/Ｌ,，ｐＨ值為9,，重金屬離子廢水指標(biāo)為Ｃｕ2+15ｍｇ/Ｌ，Ｎｉ+15ｍｇ/Ｌ,，ｐＨ值為3,。
2 工藝的選擇與設(shè)計(jì)
2.1 工藝的選擇
目前，國內(nèi)外電鍍廢水處理的方法主要有：離子交換法,，化學(xué)法,，鐵氧體法，生物法等[1,3],，而國內(nèi)多采用化學(xué)法,，該法技術(shù)成熟，效果穩(wěn)定可靠,，較適合小型電鍍廠的廢水處理,，本工程也采用化學(xué)法。含氰廢水和重金屬廢水的處理工藝種類較多,，有的將這幾種廢水分別處理,，但工藝復(fù)雜，且造價(jià)高,；也有的將這幾種廢水先混合再進(jìn)行綜合處理,，但控制工藝較復(fù)雜，目前應(yīng)用也很少,。而采用先將含氰廢水進(jìn)行分質(zhì)處理再進(jìn)行混合處理的方法,，不但工藝流程簡單，操作方便,，而且占地小,，投資少，處理后水質(zhì)好,。
本工程中含氰廢水與重金屬廢水混排,，將影響后期混合廢水處理系統(tǒng)的效果。在這里采取含氰廢水分質(zhì)處理的方法,，達(dá)到預(yù)期目的后,，進(jìn)入混合處理系統(tǒng)，同時(shí)重金屬廢水也進(jìn)入混合處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)處理工藝采取二級(jí)物化法,，使在不同的處理?xiàng)l件下,，各項(xiàng)考察指標(biāo)均達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
(1)含氰廢水處理方法,。為了使處理后含氰廢水與其他重金屬廢水的混合處理效果更佳,，采用堿性氯化法處理含氰廢水，以次氯酸鈉為氧化劑,，在堿性條件下,，經(jīng)過2個(gè)氧化階段，將氰化物氧化為二氧化碳和氮?dú)?，這種處理方法徹底解決了氰化物的污染問題,，而且不會(huì)帶來其他污染。
(2)混合重金屬廢水處理方法,。采用化學(xué)中和凝聚沉淀處理法,，使廢水中的酸堿中和，同時(shí)使重金屬離子形成氫氧化物沉淀,，再將固液分離,，以去除沉淀物。通過以上分析,，綜合考慮廢水的集中處理方法,，設(shè)計(jì)采用的處理基本流程見圖1。
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圖1 電鍍廢水處理流程 |
含氰廢水首先進(jìn)入貯水池,，在耐腐蝕離心泵抽取時(shí),，加入ＮａＣｌＯ和ＮａＯＨ溶液，在一級(jí)反應(yīng)池中發(fā)生不完全氧化反應(yīng),，進(jìn)入二級(jí)反應(yīng)池,，再加入ＮａＣｌＯ和Ｈ2ＳＯ4溶液，混合液繼續(xù)完全氧化反應(yīng),。采用快速定性監(jiān)測法測定破氰結(jié)果,，處理后的合格含氰廢水(不合格的含氰廢水被送回貯水池，進(jìn)行再處理)和其他重金屬廢水,，分別由泵提升進(jìn)入混合廢水調(diào)節(jié)池,，混合均質(zhì)以保證后續(xù)物化處理的連續(xù)性和穩(wěn)定性，然后泵入混合反應(yīng)池,。該池主要利用重金屬離子和堿液反應(yīng),，生成重金屬氫氧化物而去除。在沉淀池前投加凝聚劑,，增強(qiáng)絮凝效果。污染物在沉淀池中繼續(xù)進(jìn)行絮凝反應(yīng)，以達(dá)到進(jìn)一步去除的目的,。沉淀后污泥排入污泥濃縮池,，處理出水經(jīng)流量計(jì)計(jì)量后排放。污泥濃縮池接納混合反應(yīng)池,、沉淀池排出的物化污泥,，部分污泥回流到一沉池，剩余的污泥經(jīng)濃縮壓濾脫水后外運(yùn)處置,。
2.3 單元設(shè)計(jì)
2.3.1 分質(zhì)處理系統(tǒng)
分質(zhì)處理系統(tǒng)主要是含氰廢水兩級(jí)反應(yīng)池,，是將氰氧化成二氧化碳和氮?dú)獾膱鏊Ｉa(chǎn)中的含氰廢水首先進(jìn)入貯存池,，其容積按廢水流量4ｈ計(jì)算,，采用間歇處理方式，可適當(dāng)減少貯存池容積,，取5ｍ3,，設(shè)計(jì)外形尺寸為2ｍ×2ｍ×1.3ｍ，2座合建,，采用磚混結(jié)構(gòu),。貯存池中的廢水經(jīng)由泵抽吸，同時(shí)定量投加ＮａＯＨ溶液,，調(diào)節(jié)ｐＨ值≥10,，及氧化劑ＮａＣｌＯ，加入速度約為0.05ｃｍ2/ｓ,，使在一級(jí)反應(yīng)池中發(fā)生不完全氧化反應(yīng),。其反應(yīng)原理[4]為：
ＣＮ-+ＯＣｌ-+Ｈ2Ｏ→ＣＮＣｌ+2OＨ-
ＣＮＣｌ+2ＯＨ-→ＣＮＯ-+Ｃｌ-+Ｈ2Ｏ
未完全氧化的廢水進(jìn)入二級(jí)反應(yīng)池進(jìn)行完全氧化反應(yīng)。該池中需定量投加Ｈ2ＳＯ4溶液,，調(diào)節(jié)水中ｐＨ值為89,，再加入ＮａＣｌＯ溶液。其反應(yīng)原理為：
2ＣＮＯ-+3ＯＣｌ-+Ｈ2Ｏ→3Ｃｌ-+2ＯＨ-+2ＣＯ2↑+Ｎ2↑
此階段的氰酸鹽被分解成ＣＯ2和Ｎ2,，含氰廢水被完全氧化分解,。
反應(yīng)池分兩級(jí)，有效容積約1.25ｍ3/級(jí),，設(shè)計(jì)外形尺寸為1ｍ×1ｍ×1.2ｍ,。反應(yīng)池配套使用耐腐蝕泵1臺(tái)，用于將廢水壓入混合廢水調(diào)節(jié)池,，更換鍍液時(shí)的廢液回收到安裝在含氰廢水反應(yīng)池頂?shù)乃芰贤把b置內(nèi),，并與其他含氰廢水同時(shí)進(jìn)行破氰處理。加藥裝置由貯藥桶及塑料管閥組成,，氧化劑與液堿各1套,。
2.3.2 多種金屬離子混合廢水綜合處理系統(tǒng)
該系統(tǒng)主要包括混合廢水調(diào)節(jié)池，混合反應(yīng)池，沉淀池,。
混合廢水調(diào)節(jié)池接納破氰后的含氰廢水以及其他重金屬廢水,，是水質(zhì)水量綜合調(diào)節(jié)的場所，以保證物化系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)水量穩(wěn)定,，避免負(fù)荷沖擊,。調(diào)節(jié)池有效容積約10ｍ3，外形尺寸為2.1ｍ×2.1ｍ×2.4ｍ,，2座合建,，采用磚混結(jié)構(gòu)，其中1池接納廢水,，1池調(diào)節(jié)ｐＨ值,，輪流操作，池內(nèi)壁采用三脂二布玻璃鋼防腐處理,，并用機(jī)械攪拌,，加速反應(yīng)過程。調(diào)節(jié)池配套污水泵1臺(tái),，調(diào)節(jié)進(jìn)入混合反應(yīng)池的流量,，多余流量回流入調(diào)節(jié)池。
混合反應(yīng)池主要是重金屬離子和堿液發(fā)生絮凝沉淀反應(yīng)的場所,。其有效容積約為10ｍ3,，外形尺寸為2.1ｍ×2.1ｍ×2.4ｍ，分2格,，輪流操作,，反應(yīng)池位于地面，池內(nèi)壁采用三脂二布玻璃鋼防腐處理,，并用機(jī)械攪拌,，廢水在池內(nèi)設(shè)計(jì)停留時(shí)間為25ｍｉｎ。
沉淀池可進(jìn)一步去除懸浮物,、重金屬沉淀物與ＣＯＤ等污染物,，達(dá)到固液分離，使出水各項(xiàng)考察指標(biāo)均達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),。配套選用ＪＸＣ2Ａ型組合化設(shè)備1臺(tái),，處理能力4ｍ3/ｈ。配備凝聚劑投加裝置1套,，由低位配藥桶,、塑料泵、高位投加桶組成,。ＣＥ-9628系列電腦超聲波污水流量計(jì)1套,。
2.3.3 污泥系統(tǒng)
污泥系統(tǒng)包括污泥濃縮池和板框壓濾機(jī),。污泥濃縮池主要用于濃縮物化剩余污泥。采用磚混結(jié)構(gòu),，池底設(shè)泥斗,，有效容積為6ｍ3，接納2座沉淀池排出的物化污泥,。濃縮污泥由Ｉ1Ｂ40型螺桿泵提升至壓濾機(jī)脫水。壓濾機(jī)型號(hào)為ＢＭＡＳ40/450Ｕ,，污泥上清液及污泥壓濾液排入貯水池,。
3 工程投資及運(yùn)行結(jié)果
投資17.68萬元，包括土建工程,，設(shè)備及材料購置,，軟件購置及調(diào)試，設(shè)備安裝調(diào)試費(fèi)和工程設(shè)計(jì)費(fèi),。處理成本為0.96元/ｔ水,，一次投資和運(yùn)行費(fèi)用較低。
該工程2005年8月竣工并調(diào)試,，出水一直很好,。驗(yàn)收的監(jiān)測數(shù)據(jù)如下：出水ｐＨ值為7.28.5，ＳＳ質(zhì)量濃度為6570ｍｇ/Ｌ,，ＣＮ-質(zhì)量濃度為0.290.40ｍｇ/Ｌ,，Ｎｉ+質(zhì)量濃度為0.750.83ｍｇ/Ｌ，Ｃｕ2+質(zhì)量濃度為0.440.50ｍｇ/Ｌ,，達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(ＧＢ89781996)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn),。
4 小結(jié)
本工程實(shí)例顯示，采用先分質(zhì)處理再混合處理的方法處理含氰及多種重金屬的電鍍廢水是可行的,，出水水質(zhì)指標(biāo)均低于國家污水排放標(biāo)準(zhǔn),。該方法處理的廢水不但出水水質(zhì)好，具有良好的環(huán)境效益,，而且占地小,，投資少，也具有較好的經(jīng)濟(jì)效益,，同時(shí)運(yùn)行效果穩(wěn)定可靠,，操作簡單，有很高的推廣價(jià)值,。
參考文獻(xiàn)
[1]孟祥和,，胡國飛.重金屬廢水處理.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000,。
[2]涂錦葆,。電鍍廢水治理手冊(cè),。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1989,。
[3]張自杰,。環(huán)境工程(水污染防治卷手冊(cè))。北京：高等教育出版社,，1996,。
[4]賈金平，謝少艾.電鍍廢水處理技術(shù)及工程實(shí)例,。北京：化學(xué)工業(yè)出版社,，2003。
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