电镀工业废水处理 12页

电镀工业废水处理电镀污水的成分非常复杂，除含氰(CN-)污水和酸碱污水外，重金属污水是电镀业潜在危害性极大的污水类别。根据重金属污水中所含重金属元素进行分类，一般可以分为含铬(Cr)污水、含镍(Ni)污水、含镉(Cd)污水、含铜(Cu)污水、含锌(Zn)污水、含金(Au)污水、含银(Ag)污水等。电镀污水的治理在国内外普遍受到重视，研制出多种治理技术，通过将有毒治理为无毒、有害转化为无害、回收贵重金属、水循环使用等措施消除和减少重金属的排放量。随着电镀工业的快速发展和环保要求的日益提高，目前，电镀污水治理已开始进入清洁生产工艺、总量控制和循环经济整合阶段，资源回收利用和闭路循环是发展的主流方向。一、电镀污水的特点电镀行业污水水质较复杂，污水中含有铬、锌、铜、镍、镉等重金属离子以及酸、碱、氰化物等具有很大毒性的杂物。污水具有以下特点：（1）成分复杂，污染物可分为无机污染物和有机污染物两大类。（2）水质变化幅度大，各股生产污水污染物种类多样，CODcr变化系数大。（3）污水毒性大，含有大量的重金属离子，若不经处理直接排放会对周边水体造成极大的污染。各电镀厂点的污水量及成分差异很大,因此,必须结合实际情况,先抓好主要矛盾(选用好的工艺、流程和清洗方式),然后采用效果好、经济实用的处理方法。只有这样才能做到治本与治标相结合,使运转费用压到最低限度,处理方法也能经得起长时期的考验。二、电镀污水处理方法的选择n在选择电镀污水处理方法之前,应当对各种处理方法的效果、投资、占地面积、设备性能、原材料要求等方面有较为全面了解。电镀污水处理方法很多,但各有所长,也各有所短。因此,要取长补短,往往几种方法组合使用,效果更好。因各电镀厂点生产情况不同、条件不同,电镀污水情况也不同。制订电镀污水处理方案时要根据本厂的镀种和实际情况,切不要照抄照搬。例如：在处理氢氧化铜为主的沉淀物固液分离时,不能采用气浮法,应采用斜纹法;而在处理氢氧化锌和氢氧化铬时,应采用气浮法。处理方案应经过严格论证、完善,避免盲目投入,降低运转成本。选择污水处理方法的基本原则：①污水经处理,应符合国家排放标准或可回用,不产生二次污染。②对污水变化的适应性要强,如污水浓度、ｐＨ值及其成分变化等。③处理过程中,化学药剂用量少、电能消耗少、运转成本要小。④处理工艺可操作性好,处理性能稳定。⑤处理机和土建设备(如:污水池等)之间要匹配。⑥处理污水能连续运转,并能自动记录、自动检控。三、电镀污水各种处理工艺比较艺方法建设投资工艺流程占地面积出水水质运 行 成 本污 泥 数量设 备 维 护 工艺弱点离子交换法高复杂少好运行复杂,反冲废液产生二次污染需再处理，费用较高。适合镍水回用污泥量少，回收价值高。设备需经常检查维护，树脂费用较高。操作复杂处理能力受限制化学法 中较复杂多一般用电量大，加药剂较多，操作复杂，污泥量大，需操作人员多，成本高，通常为4元/吨污泥量大，回收价值低，有害固废物处置费高。设备受酸碱腐蚀大，维修量大，设备使用期短。药剂费高，一级排放标准达标困难，特别是Ni、Cu。n膜法大中少最好运行费用高，适保用纯漂洗水，水可以回用，金属回收需要专业人员管理膜污堵严重膜更换成本高，需要完善预处理和管理         BM菌法中简单较少较好电量少，培菌费用低，菌废比1：80-100，操作简单人员少，处理成本较低，通常为2.5元/吨。污泥量少，回收价值高。设备数量少，大部分工作在中性条件下，故障率低，维修简便。培菌需加温，母菌培养较难。CHA生化法低简单少较好培菌温度降低，气温5℃以上不需加温，菌活性增强，菌废比提高至1：100-150，处理成本2元/吨左右。污泥量少，回收价值高。设备数量少，大部分运行在中性条件下，故障率低，维修简便。母菌培养较难高级电化学中简单少好设备运行成本2.5元线，可达到严控区排放指标。污泥量少，废渣可回收维护简单，仅更换电极。 高级电化学电镀处理一体机处理原理：高级电化学产生四种作用：电高级氧化、电还原、电絮凝和电气浮。1、电氧化电解中的氧化作用分为直接氧化和间接氧化。直接氧化，即污染物直接在阳极失去电子而发生氧化，如氰化络离子在阴极被还原成CNˉ，CNˉ在阳极首先被氧化成氰酸，然后分解成氨和二氧化碳，反应如下：           CNˉ+2OHˉ-2e→CNOˉ+H2O           2CNOˉ+4OHˉ-6e→2CO2+N2+2H2O           CNOˉ+H2O→CO2+NH3+OHˉn间接氧化，阳极电解出的氧和臭氧在电场的作用下，与水发生反应，生成双氧水，而铁极板上又能电解出亚铁离子，这两种物质产生芬顿效应，芬顿反应所产生的自由羟基具有超强的氧化性，其氧化性仅次于氟。能把直接氧化剩下来的氰化物进一步去除，提高去除率。2、还原反应：阴极在高级电源的作用下，使污水中的金属离子直接还原为单质金属。反应如下：Cr6++3e→Cr3+Cu2++2e→CuZn2++2e→ZnAg++e→Ag其它重金属类同。间接还原，阴极在高级电源的作用下，电解出氢，在高压电场的作用下，会在水中形成游离氢，游离氢是最强的还原剂。间接还原反应可以把直接还原反应剩下来的金属离子还原成金属单质，进一步出去污染物，提高处理效益。铁极板上电解出的亚铁离子，对六价铬也具有很好的还原作用。3、电絮凝可溶性阳极例如铁、铝等阳极，在电源作用下，阳极失去电子后，形成金属阳离子Fe2+、Al3+，与溶液中的OHˉ成金属氢氧化物胶体絮凝剂，吸附能力极强，将污水中的污染物质吸附共沉而去除。4、电气浮当电压达到水的分解电压时，在阴极和阳极上分别析出氢气和氧气。气泡小，分散度高，作为载体粘附水中的悬浮物而上浮，容易将污染物质去除。电气浮既可以去除污水中的疏水性污染物，也可以去除亲水性污染物。电解产生的气泡粒径很小，氢气泡约为10～30μm，氧气泡约为20～60μm；而加压溶气气浮时产生的气泡粒径为100～150μm，机械搅拌时产生的气泡直径为800～1000μm。由此可见，电解产生的气泡捕获杂质微粒的能力比后两者为高，出水水质自然较好。此外，电解产生的气泡，在20时的平均密度为0.5gL；而一般空气泡的平均密度为1.2gL。可见，前者的浮载能力比后者大一倍多。四、电镀污水总体设计的依据及其内容1　总体设计的依据①电镀工艺及其配方、年产量(即生产纲领)。应尽量采用无污染、少污染或污染容易处理的电镀工艺②国家环保法制定的污水排放标准。n2　总体设计的内容2.1　设计说明书内容包括:设计依据、设计范围、电镀污水处理工艺、污水量、污水水质(污染物种类与含量)、污水处理的工艺原理及流程、设备选型、技术经济效果、建筑与结构、供电、暖通、仪表、概算,以及存在问题。2.2　污水处理系统图指明各种污水来源,列明污水处理系统。各种污水系统需要分开时就必须分开,例如:酸性污水与含氰污水就不允许混排,以免混淆。并说明综合处理方式与目的。2.3　污水处理工艺流程图指明达到综合处理而选用的设备、管道、阀门、辅助设施,并标明污水走向、管径、过程和选用材料等。2.4　综合性污水处理站平面图指明污水处理站在厂内的相对位置,与各车间的相互关系。2.5　综合性污水处理站工艺设备布置图污水处理站总体布置,根据各厂具体情况,与电镀车间分建或合建。站内布置又可分横向和竖向。大中型电镀厂(点),厂内场地拥挤,宜与电镀车间合建。①单独综合性污水处理站横向布置,一般将污水池、污泥干化池设置在室外,处理设备及水泵房辅助用房布置在一层建筑物内。具体布置:根据各类污水与采用设备集中布置,同时考虑安装操作、运行、管理。配药系统,包括溶药、投药、水泵提升等设备,一般均放在底层与处理设备附近。投药箱、回收液箱可集中在二楼或三楼。回用水箱可设置在层顶。各类污水池尽可能合并修建、一次建成,可节地节资。整个管网横向连接。②单独综合性污水站竖向布置,除个别污水池、污泥干化场设置在室外,水泵房、处理设备辅助用房布置在不同层建筑物内。具体布置:部分水池及水泵房在地下室或半地下室。底层布置处理设备,调药、配药提升系统。二层布置投药间、回用液间、化验分析间,回用水箱布置在层顶,整个管网竖向连接。③n整个综合性污水站布置要紧凑,便于操作管理,又要留有充分余地,适应今后工艺变化和处理技术发展。主要处理设备在同一间内,不宜按污水种类设置小间;当设备操作在较高处时,宜设操作平台,平台设备高度一般离地2米左右,便于安装、操作、维修。④值班室一般布置在污水处理间,采用玻璃隔开,以便于观察管理。⑤仪表室操作一般布置在处理设备中心,应便于观察。⑥化验分析室一般布置在二楼,药剂仓库靠近溶液配药间,设有专门通道。污泥脱水间靠近污泥干化场,设在向阳处,污泥堆放应便于运输。2.6　综合污水处理站工艺管道布置图、设备管道透视图和管道编号表2.6.1　管道种类和材料综合性污水处理站的管道种类繁多而复杂。一般有:污水管、回用水管、回用液管、投药管、自来水管、蒸汽管、压缩空气管、排水管、树脂输送管、污泥管等等。管道与阀门的材质,必须根据流体的介质、腐蚀性能、压力和温度等因素来选择。2.6.2　管道、管径的选定管道、管径的选定可通过水压确定,采用“污水处理厂/站的设计及运行”有关管道数据查得。在综合性污水处理站设计中,管道流速一般可取1～1.5ｍ/ｓ,溶液管道流速可取0.5～1.5ｍ/ｓ,污泥可取1.0ｍ/ｓ左右。2.6.3　管道布置与安装综合污水处理站管道多,要求布置排列整齐,长度短,转弯少,便于安装、识别、操作和维修。管道安装一般沿墙、柱、梁水平与垂直布置,并用支架固定。埋地的管道除混凝土管、陶瓷管、硬聚氯乙烯管可直接埋地外,一般都布置在管沟内,或埋敷在地下室、半地下室顶板上,便于地面耐腐蚀处理和安装维修。管道水平安装应有一定的坡度(1%～5%)。在整个管道最底处设放空阀,最高处设放气阀。树脂交换输送管应为透明管。n管道与管道之间的连接,可用套接、焊接或法兰连接。在管道的适当位置上要用活接头(缩节)连接,以便安装拆卸。管道90°弯头或三通应尽量用成品配件。管道穿水池时,应放在池壁上的预埋套管里,管道安装时要考虑防腐措施;管道在穿越承重墙或基础时,应预留洞,预留孔直径另加两百毫米。室外架空管道可根据需要做保温层,以免冬天冰冻使管道液体结冰堵塞。硬聚乙烯管要避日光强照,以防老化。2.7　综合污水处理站设备安装图、非标设备图和设备说明表根据不同的污水处理工艺,配置相应的设备。由于目前设备种类甚多,选择时必须注意设备的实际性能对污水处理的有效性,特别在验收设备时要注意设备设计是否合理,制作是精工制作还是粗制滥造。这些,都关系到污水处理的效果。因此,在选型设备时,一般都要经过实地使用考察,选择切实可行的定型的及成套的处理设备。处理设备既要价廉物美,又要讲究实效。各污水处理设备,包括水泵、管路、阀门及回收液设备,可安装在污水处理间。调药设备和投药设备,包括调药桶、压力提升桶、投药箱,按实际情况,可单独设置,也可与污水处理间合在一起安装。各水池水位信号装置、水泵起闭装置、各取样点自动测定装置、操作人员工作台都可以安装在仪表操作间。在污泥脱水处及污泥干化场,要设置污泥脱水机及附属设施。2.8　综合性污水站局部大样图对于一些难以看清楚的关键部位,必须要有局部大样图表示。2.9　综合性污水站留孔留槽图对于土建上需要预留孔占槽的地方,必须预先出图表示。否则,土建完成后再打孔再做槽,既费时,又要影响到土建结构的强度。2.10　综合性污水站耐腐蚀衬里大样图综合性污水站耐腐蚀处理一般分地坪、管沟和水池内壁内衬。地坪、管沟采用环氧玻璃钢(三层玻璃布五层环氧树脂),3～5ｍｍ硬聚氯乙烯板或软聚氯乙烯板,用202、203胶水作粘结剂结贴面。水池内衬除用地坪管沟的办法外,还可用花岗石内衬、环氧树脂匀缝。目前,最简便的办法是涂刷耐腐蚀涂料。2.11　综合污水处理站一些图纸根据需要,还应有下列一些图纸:1)综合性污水处理站建筑图;2)综合性污水处理站结构图;3)综合性污水处理站暖风图;4)综合性污水处理站供电图;5)综合性污水处理站动力管道图;6)综合性污水处理站自动控制仪表图。2.12　综合性污水处理站设备表n指明设备名称、规格、型号、单位、数量、生产厂、其它。2.13　综合性污水处理站材料表指明各种材料名称、规格、材料、单位、单重、总重、备注等。2.14　综合性污水处理站概算表根据污水处理工艺所选用的设备和材料,综合土建、电气设施、器具工具,再根据运输、安装、调试、地区差价、管理等费用汇总成概算表。3　综合性污水处理站设计注意事项①电镀车间内部各类污水排放必须分道排水,便于以废治废,也便于电镀污水回收利用,尽量达到闭路循环的效果。②电镀污水经处理达到排放标准后才能向外排放,严禁用稀释办法排放污水。③采用化学法处理污水时,应尽量选用成本低的化学药剂,污泥量少的处理技术。污泥应脱水、妥善处理,严禁任意丢弃。例如用硫酸亚铁还原法处理六价铬污水时,先要在污水中添加酸,使ｐＨ值降至2～3,然后添加硫酸亚铁还原剂,用量约是Ｃｒ6+的16倍～32倍。当Ｃｒ6+还原成Ｃｒ3+后,又要添加碱使ｐＨ值由2～3升高到7～75。采用一步法处理含铬污水时,ｐＨ值为5的污水不需要添加酸,就可以直接加入沉淀剂及少量碱,在ｐＨ值7～75时,很快形成沉淀物。废渣比还原法少得多。处理成本比还原法大大降低。④所选用的处理设备和所设计的各类污水池,包括均化池、中间水池、半成品水池、成品水池、贮存池、调节池等,既要齐全,又要互相匹配。有的厂家选用处理设备很大,而均化池很小,处理效果波动往往很大,时而达标,时而超标。问题的原因就在于设备与设计的不匹配。⑤要控制排放污水中的各类有害物质的浓度。有些电镀厂点把一些漂洗水,经简单处理或汇集后就直接排放,而把一些回收液、脚缸残液排到均化池,结果均化池中各类有害化学成分浓度都很高,使斜纹固液分离法或汽浮法难以招架,失去了原有的设备功能,达不到快速固液分离的最佳效果。n⑥为了及时计算污水流量及投药量,设备的相应部位都要安装转子流量计或电磁流量计。在确保工艺要求下,应严格控制电镀生产用水量和用水定额,反对清洗长流水。为此,要安装水表计量。这样污水量才能得以控制,确保综合性污水处理站的正常运转和连续运转。⑦严禁任意倾倒各种废槽液(俗称缸脚),须按槽液类型设置分离装置或采用处理措施,经处理至基本无毒,才能排入混合污水池,再进一步处理。否则,要处理的有害物质浓度,会突然升高使处理设备难以承受,即使处理后也很难达标。⑧各类污水池结构的设计,应能把水抽干,并能下池清理淤泥。⑨在污水处理站设计时,尽量使各类污水以最短的距离流入污水池,经污水处理站处理后的回用水以最短的距离回用。处理站应靠近厂内道路以便于药品和污泥的运输。在地形位差地段可充分利用高度差异,利用位差设置污水处理站的设备和污水池,以此减少能耗。⑩电镀污水处理站可一次规划,分期实施,并留有余地。在设计污水处理站时,应考虑到扩大生产、增加新镀种时污水量处理会增加。小结①在考虑电镀污水处理方案时,决不能就处理谈处理,必须治本与治标相结合,应以治本为主,考虑污水治理的措施。②重视工艺改造,以消除或减少污水污染。③重视改进清洗方法和清洗设备,以节约用水并为浓缩回收、微排放创造一个先决条件。④选择稳定性好、适应性强的污水处理方法,污水排放达标,运转成本低。⑤了解处理设备的实际性能,不能选用无厂无商标无质保的设备。n⑥应按不同的污水类别,选择不同的设备。并设计与此相配套的污水池。⑦电镀污水处理方案建立之前,必须进行严格论证,尽量使污水处理站设计和建站更加完善。⑧在设计电镀污水处理站时,要全面规划,又要留下余地,即还要考虑到生产量扩大或新镀种上马,并分别实施。五、电镀污水处理难点及解决方法请专业有资质的环保公司处理，污水处理的流程也是现在大部分电镀公司所采用的，相当具有代表性，而实际处理当中有很多难题致使大部分电镀厂污水处理一直不能达标，在环保监测工作越来越严的时候，很多电镀厂因为不能跟上环保步伐，而进行搬厂或者被吊销排污许可证。综合起来难题有以下几点：1．电镀厂混排严重（跑、冒、滴、漏，员工素质为省事而乱排），而污水分类细致。各分类污水所使用药剂为了减低成本都是有很强针对性。从而造成各分类污水处理良好，综合水还是处理不达标。2．为水质清澈和降低成本使用大量石灰。但是却产生大量污泥，往往污水处理成本中30%---40%是处理污泥所产生。3．来水PH值变化大，反应池PH控制不稳定。PH不稳定造成沉淀池浑浊。出水水质也跟着不稳定，时好时坏。4．不同金属离子处理PH值条件起冲突，设计时没有考虑。锌、铝在7到8沉淀效果好，而PH升高锌、铝所产生的沉淀将会溶解。镍、铜、磷却需要较高的PH值。5．水处理人员责任心不强，操作不够细心，不注重细节。比如：来水有问题，不及时停机进行应急处理。各种仪表、探头不经常校正清洗。配制药品浓度不按工艺要求配制，为了省事，私自把浓度提高。6．表面处理行业的产品进行表面处理前，必须先经过大量的前处理，这其中使用的除油粉里含有乳化剂，而大量的乳化剂不但影响COD的含量，而且影响沉淀池的矾花絮凝，成泥不理想，致使沉淀不好，大量悬浮物跟随上层清水流出沉淀池，在PH回调的时候重新溶解进水里，结果造成排放口重金属离子超标。n7．铜，镍离子是所有超标重金属当中的最常出现的污染因子，特别是铜离子，往往在使用价格昂贵的重金属捕捉剂后还是会超标，是一些强络合剂的存在，比如：氨水，焦磷酸根，低价磷酸根，有机酸。8．一般表面处理厂的COD都只有200到300左右，稍微处理下就能达标，可是一些有化学镀的厂和电镀螺丝等小铁件的厂，因为产品有大量的油性物质保护，在生产前进行的除油工艺造成的大量油污进入污水站，而使COD含量达到500以上或者更高，化学镀的废母液COD含量可以达到2万。9．某些使用氰化物比较多的厂，氰化物处理不完全，对后续的重金属离子达标是非常大的不良因素。解决办法：1．对污水处理工艺进行一些合并处理，使用广谱的水处理药剂。比如：含铜水混合到含铬污水里（因为磷铜在酸性条件下非常不稳定），含油污水混合到含氰污水里，在氰水二级氧化的时候可以对COD进行适当的去除。公司最高领导人牵头，成立污水排放监督小组，对各车间的排水在车间排放口进行不定时检查，以督促车间员工及管理人员对污水排放的重视，最高领导人以安全和环保为工作中重点监视目标。让全公司的员、职工意识到公司可以少掉某一部门还可以正常运行，环保部门少掉将对公司是致命打击！2．使用新型的水处理药剂，代替石灰和片碱。现在市面上有XX水处理中和剂，是效果可以媲美片碱，而价格在石灰和片碱之间。相应的药剂投加量减少，污泥的产出量也有比较大的减少。综合计算下来成本还能够减少一部分。3．在综合水调节池添加一套PH探头，对来水PH进行检测，并与调节池泵水到反应池的提升泵进行联动，设定PH大于5自动停机。反应池设专人进行PH检测，现在大家都是使用PH自动添加系统，可是有非常多的因素影响PH，比如：探头不准、搅拌不匀来水波动极大，加药泵流量跟不上等等情况。并且建议使用PH试纸进行频繁的检测保证PH的稳定。4．把处理需较高PH的污水现在混合在一起进行预处理，这样可以在综合反应池当中控制低PH，可以节省一部分碱，和后面PH回调的酸，并且可以保证外排口的PH稳定达标。5．工作计划化、表格化，对操作人员进行责任到个人。使其养成工作能够进行自觉的按操作流程进行工作。n对突法情况进行规定一定要及时停机进行小试，能够解决问题后才开机处理。6．在综合调节池加入80目的活性炭进行吸附，增加助凝剂的用量。7．对车间的铜镍等重金属的浓废液进行收集，可以回收重金属，有一定经济价值。8．化学镍废弃液有条件的尽量收集请专业环保公司处理。对于含有大量油污的前处理水，可以在综合调节池里铺设爆气管进行爆气，同时加入一定量的活性炭。9．处理氰化物一定要完全处理，漂白水过量，可以用淀粉-碘化钾试纸进行检测。表面处理企业的水是所有工业污水当中成分最复杂的污水，所以需要不停的进行实验，以确定处理工艺的适用性。虽然现在的药剂添加都是大部分的使用自动化，但是因为污水站的环境极差，仪器非常容易坏。所以我们不能依靠仪器就以为什么都好了，我们应该有心理准备仪器随时可能失灵。所以处理过程当中一定要随时进行观察。只要操作人员有责任心、注重细节，污水处理达标并不难！