【摘 要】随着环境保护要求的提高及废水治理技术的发展,电镀厂废水的治理已由单项治理发展到综合治理。采用分质处理含氰废水,综合处理混合废水的方式并采用自动化处理某机械加工企业的电镀废水介绍了工艺的特点。
【关键词】电镀废水；含氰废水；排放标准；自动控制系统
电镀生产中要大量使用强酸,强碱,盐类，重金属和有机溶剂等化学药品,在作业过程中会散发出大量有毒有害气体, 氢氟酸在空气中发烟,其蒸气具有十分强烈的腐蚀性和毒性，如安全管理、废水处理工作做得不好,极易发生中毒,灼伤,以致燃烧爆炸事故.某机械加工企业,近年来随着电镀车间扩建,全厂排放污水总量达到近30ｔ/ｄ,ＣＮ-质量浓度为20ｍｇ/Ｌ。为改变此状况此厂决定改用新的处理工艺,对电镀废水中有毒有害污染物加以控制。处理后出水达到《污水综合排放标准》(ＧＢ8978 1996)一级标准。
1、废水组成及水质
该厂废水主要包括:氰化电镀的镀件清洗废水,其中含有剧毒的游离氰化物、铜氰、银氰、锌氰等络合离子; 排水水质指标为含氰废水ＣＮ-质量浓度为20ｍｇ/Ｌ,ｐＨ值为9,重金属离子废水指标为Ｃｕ2+15ｍｇ/Ｌ,Ｎｉ+15ｍｇ/Ｌ,ｐＨ值为3。
2、工艺的选择与设计
2.1 工艺的选择
目前,国内多采用化学法,该法技术成熟,效果稳定可靠,较适合小型电镀厂的废水处理。含氰废水和重金属废水的处理工艺种类较多,有的将这几种废水分别处理,但工艺复杂,且造价高;也有的将这几种废水先混合再进行综合处理,但控制工艺较复杂,目前应用也很少。而采用先将含氰废水进行分质处理再进行混合处理的方法,不但工艺流程简单,操作方便,而且占地小,投资少,处理后水质好。本工程中含氰废水与重金属废水混排,将影响后期混合废水处理系统的效果。在这里采取含氰废水分质处理的方法,达到预期目的后,进入混合处理系统,同时重金属废水也进入混合处理系统。该系统处理工艺采取二级物化法,使在不同的处理条件下,各项考察指标均达到国家排放标准。
(1)含氰废水处理方法。为了使处理后含氰废水与其他重金属废水的混合处理效果更佳,采用碱性氯化法处理含氰废水,以次氯酸钠为氧化剂,在碱性条件下,经过2个氧化阶段,将氰化物氧化为二氧化碳和氮气,这种处理方法彻底解决了氰化物的污染问题,而且不会带来其他污染。
(2)混合重金属废水处理方法。采用化学中和凝聚沉淀处理法,使废水中的酸碱中和,同时使重金属离子形成氢氧化物沉淀,再将固液分离,以去除沉淀物。通过以上分析,综合考虑废水的集中处理方法。含氰废水首先进入贮水池,在耐腐蚀离心泵抽取时,加入ＮａＣｌＯ和ＮａＯＨ溶液,在一级反应池中发生不完全氧化反应,进入二级反应池,再加入ＮａＣｌＯ和Ｈ2ＳＯ4溶液,混合液继续完全氧化反应。采用快速定性监测法测定破氰结果,处理后的合格含氰废水(不合格的含氰废水被送回贮水池,进行再处理)和其他重金属废水,分别由泵提升进入混合废水调节池,混合均质以保证后续物化处理的连续性和稳定性,然后泵入混合反应池。该池主要利用重金属离子和碱液反应,生成重金属氢氧化物而去除。在沉淀池前投加凝聚剂,增强絮凝效果。污染物在沉淀池中继续进行絮凝反应,以达到进一步去除的目的。沉淀后污泥排入污泥浓缩池,处理出水经流量计计量后排放。污泥浓缩池接纳混合反应池、沉淀池排出的物化污泥,部分污泥回流到一沉池,剩余的污泥经浓缩压滤脱水后外运处置。
2.2 单元设计
2.2.1 分质处理系统
分质处理系统主要是含氰废水两级反应池,是将氰氧化成二氧化碳和氮气的场所。生产中的含氰废水首先进入贮存池,其容积按废水流量4ｈ计算,采用间歇处理方式,可适当减少贮存池容积,取5ｍ3, 2座合建,采用砖混结构。贮存池中的废水经由泵抽吸,同时定量投加ＮａＯＨ溶液,调节ｐＨ值≥10,及氧化剂ＮａＣｌＯ,加入速度约为0.05ｃｍ2/ｓ,使在一级反应池中发生不完全氧化反应。
未完全氧化的废水进入二级反应池进行完全氧化反应。该池中需定量投加Ｈ2ＳＯ4溶液,调节水中ｐＨ值为9,再加入ＮａＣｌＯ溶液。其反应原理为:
2ＣＮＯ-+3ＯＣｌ-+Ｈ2Ｏ→3Ｃｌ-+2ＯＨ-+2ＣＯ2↑+Ｎ2↑
此阶段的氰酸盐被分解成ＣＯ2和Ｎ2,含氰废水被完全氧化分解。
2.2.2 多种金属离子混合废水综合处理系统
该系统主要包括混合废水调节池,混合反应池,沉淀池。
混合废水调节池接纳破氰后的含氰废水以及其他重金属废水,是水质水量综合调节的场所,以保证物化系统进水水质水量稳定,避免负荷冲击。调节池有效容积约10ｍ3,2座合建,采用砖混结构,其中1池接纳废水,1池调节ｐＨ值,轮流操作,池内壁采用三脂二布玻璃钢防腐处理,并用机械搅拌,加速反应过程。
混合反应池主要是重金属离子和碱液发生絮凝沉淀反应的场所。其有效容积约为10ｍ3,分2格,轮流操作,反应池位于地面,池内壁采用三脂二布玻璃钢防腐处理,并用机械搅拌,废水在池内设计停留时间为25ｍｉｎ。沉淀池可进一步去除悬浮物、重金属沉淀物与ＣＯＤ等污染物,达到固液分离,使出水各项考察指标均达到排放标准。
2.2.3 污泥系统
污泥系统包括污泥浓缩池和板框压滤机。污泥浓缩池主要用于浓缩物化剩余污泥。采用砖混结构,池底设泥斗,容积为6ｍ3,接纳2座沉淀池排出的物化污泥。
2.2.4 自控系统
本系统采用西门子自动化控制系统，并采用现场触摸屏和上位机集中控制方式进行控制，本系统可以集中采集、检测工艺运行状态，远程报警，并将所有运行记录保存以作以后运行比较。由于本工程采用先进的DCS控制系统，使此废水处理系统的性价比大大提高。
2.2.5 工程投资及运行结果
投资30万元,包括土建工程,设备及材料购置,软件购置及调试,设备安装调试费和工程设计费。该工程验收的监测数据如下:出水ｐＨ值为7.2 8.5,ＳＳ质量浓度为65 70ｍｇ/Ｌ,ＣＮ-质量浓度为0.29 0.40ｍｇ/Ｌ,Ｎｉ+质量浓度为0.75 0.83ｍｇ/Ｌ,Ｃｕ2+质量浓度为0.44 0.50ｍｇ/Ｌ,达到《污水综合排放标准》一级标准。
3、小结
本工程实例显示,采用先分质处理再混合处理的方法处理含氰及多种重金属的电镀废水是可行的,出水水质指标均低于国家污水排放标准。该方法处理的废水不但出水水质好,具有良好的环境效益,而且采用先进的自动化控制系统也具有较好的经济效益,同时运行效果稳定可靠,操作简单,有很高的推广价值。
参考文献
[1]《电镀废水处理及回用技术手册》.张林生.机械工业出版社
[2]《环境工程手册-水污染防治卷 》张自杰.北京高等教育出版社
[3]《电镀废水处理技术及工程实例》.贾金平.北京化工出版社
