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電鍍廢水處理工藝流程

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電鍍廢水處理工藝流程

發布日期:2017-12-14 作者: 點擊:

電鍍廢水1.jpg

      電鍍行業是國民經濟中不可缺少的環節,涉及國防、工業、生活領域。從大類上分為機件金屬電鍍、塑料電鍍,達到工件防腐、美觀、延長壽命、外觀裝飾等效果。 

  電鍍產生的廢水毒性大,對土壤,動植物生長均產生危害。因此必須嚴格處理廢水達標排放,缺水地區推行廢水處理達標循環利用,從技術生產上講,由于電鍍生產過程和廢水處理過程須投加一定量的多種化學品。電鍍廢水處理后達到循環回用,回用水必須經脫鹽后才能回用于生產線用水,對環境含鹽總量不會削減,樹脂交換、反滲透工藝的濃縮液仍返回地面。

  一、電鍍廢水處理工藝

  廢水處理工藝設計是根據廢水性質、組分及企業的情況和處理后排放水質參數的要求,經綜合技術經濟比較后確定的。

  電鍍廢水處理工藝很多:20世紀70年代流行樹脂交換,80年代電解法、化學法+氣浮等。根據我廠20年來在電鍍廢水處理實踐中得出,樹脂交換對處理貴稀金屬離子廢水、回收貴稀金屬有它的優越性。

  電解法:能耗高,電耗和鐵耗均高,對高濃度含鉻廢水產生污泥量太多,不適應,同時對含氰廢水處理不理想,所以含氰廢水還要用化學法。

  化學藥劑+氣浮法:采用化學藥品氧化還原中和,用氣浮上浮方法進行泥水分離,因電鍍污泥比重大,并且廢水中含有多種有機添加劑,實際使用時氣浮分離不徹底,并且運行管理不便,到90年代末,氣浮法應用越來越少。

  化學藥劑+沉淀:該方法是最早應用的方法,經過30多年不同處理工藝實際使用比較后。目前又回到了最早,也是最有效的處理工藝上來,國外在電鍍處理上也大多采用該方法,但實際固液分離運行時間長后,沉淀池會有污泥翻上來,出水難以保證穩定達標。

  近年開發的生物處理工藝:小水量單一鍍種運行效果高,許多大工程使用很不穩定,因水質水量難以恒定,微生物對水溫,品種,重金屬離子的濃度,PH值的變化難穩定適應,出現瞬間大批微生物死亡,出現環境污染事故,而且培菌不易。

  本工藝是針對不同性質的廢水加入不同的藥品進行氧化還原中和后,采用直接壓濾分離方法分離污泥,投資省、運行操作管理方便,穩定可靠、能耗低。

  當前許多缺水地區要求電鍍廢水循環回用。在GB8978—1996一級排放預處理的水質基礎上深度凈化,主要回用水含鹽量大,占20%--23%,必須進行脫鹽處理,采用粗濾→精濾→超濾→反滲透工藝,可達飲用水水質標準,這對水資源重復利用有一定意義,但鉻鹽等濃縮液污染物占20%--23%仍返還環境中。

  我廠五年前,在錢江集團高要求電鍍廢水處理(要求重金屬<0.05mg/l,優于國家排放標準10倍,也是采用化學藥劑+沉淀、過濾,離子交換方法實現的。從當今工藝水平評價采用反滲透更適宜。

  根據我單位多年來在廢水處理工程中的實際經驗,在投加適量藥劑反應良好的條件下,不管是氣浮法、還是沉淀法,都是起到固液分離的作用,只要達到固液分離并且分離徹底、穩定可靠,并又要適應高濃度廢水處理時也能得到及時有效分離,氣浮法與沉淀固液分離方法均不能滿足以上條件,這種結論在我廠做過以往工程均得到證實。例如:溫州龍灣電鍍基地85家小電鍍廠排放的廢水集中中和后,懸浮物量占總體積量的50%左右,當采用沉淀池分離時,第一小時出水清,到第二個小時就有污泥翻上來,使出水不能達標,如要保證連續出水清,則要連續排泥,排泥量為進水量的50%,這樣污泥處理量就很大,這些污泥又要脫水處理。

  根據我廠多年來工程經驗,對這種高濃度廢水直接采用壓濾方法一步到位,可減少沉淀池投資,又可保證不同濃度廢水處理穩定達標。當進水污泥量少時,壓濾出水量還是很大的,并且該方法在多項廢水處理工程中應用,經二年多運行,用戶反映較好。采用直接壓濾可節省投資10%以上,占地面積減少20%。

  二、電鍍生產工藝及排放廢水情況簡述

  大多數電鍍廠系綜合性多鍍種作業,涉及鉻、鎳、鋅、銅等多鍍種,從被鍍件種類可分為金屬鍍件和塑料鍍件,含氰電鍍工藝落后雖然大部分淘汰,但亦有不少電鍍廠仍在沿用。

  一般電鍍廠的生產工藝如下:電鍍生產工藝主要為機械拋光(磨光或滾光)→除油→酸浸蝕→電鍍→烘干→合格產品入庫

  不合格產品退鍍

  鍍件預處理機械拋光(磨光或滾光)

  主要是借助于特制機械利用機械中的磨光輪或帶(或是磨料去除某些鍍件采用滾筒加磨料去銹)去掉被鍍件上的毛刺、劃痕、焊瘤、砂眼等,以提高被鍍件的平整度提高鍍件質量。此段工序無廢水排放。

  除油

  金屬制品的鍍件,由于經過各種加工和處理,不可避免的會粘附一層油污,為保證鍍層與基體的牢固結合,必須清除被鍍件表面上的油污。除油工藝有很多種,主要采用有機溶劑除油,其工藝如下:

  拋光后零件→清水洗→有機溶劑除油槽→清水槽→清水沖洗

  該段工序中廢水主要來源于清水沖洗過程,水質PH值在8.5—10之間。

  浸蝕

  除油后的零件,表面上往往有很多的銹和比較厚的氧化膜,為了獲得光亮的鍍層,使鍍層與基體更好的結合,就必須將零件上的銹和氧化膜去除掉,經過酸浸泡后還可以活化零件表面。其工藝如下:

  除油后零件→酸水槽→回收槽→清水槽→清水沖洗

  該工段廢水主要來源于清水沖洗過程,廢水中含有大量的鐵離子,PH值在2~5之間。

   電鍍生產過程及各鍍種的水質

  其生產工藝一般為:浸蝕處理后零件→電鍍槽→回收槽→清水槽→清水沖洗。

  該工段廢水主要來源于清水沖洗過程,廢水中含有相應的金屬離子或氰化物,在氰化鍍銅沖洗水中含有氰化物和銅離子;鍍鉻沖洗水中含有六價鉻;鍍鎳沖洗水中含有鎳離子等。沖洗水中根據鍍種的不同出水進行分流處理,如含氰廢水分流后經過二級破氰、調PH值,固液分離后可達標排放;含鉻廢水分流后經過還原反應,再經過中和、固液分離后可達標排放。

  烘干入庫

  該工序主要是借助于機械和自然能、熱能將電鍍沖洗后的零件表面的水分烘干,以免生銹和氧化膜的破壞。該段工序無廢水排放。

  退鍍

  退鍍工藝有化學浸漬和陽極電解兩種方法,其工藝為:

  不合格鍍件→退鍍槽→回收槽→清水槽→清水沖洗。

  該工段廢水PH為2~6之間,廢水主要來源于退鍍后的漂洗水。退鍍漂洗水可以進入各自廢水池進行處理,但不可直接進入廢水混合處理池,應先單獨預處理后排入到相應的廢水處理支流。

  三、設計水質

  各電鍍廠的生產工藝,生產規模差別很大,鍍種,廢水濃度均不一致,甚至6—10倍,處理工藝大致可把含鉻廢水和酸洗廢水混合后單獨處理;把含氰廢水和除油廢水混合后單獨處理;其它鍍種廢水混合后單獨處理。廢水水質濃度與處理成本成正比,廢水濃度與采用的生產工藝相關,排放標準與該地的環境容量由當地環境部門確定排放標準,一般分為達標排放GB8978—1996一級和回用水質標準。

  四、工藝流程

  含氰廢水→格柵→調節池→廢水泵→電磁流量計→二級氧化反應池→混合廢水池

  Na2SO3 H2SO4

  含鉻廢水→格柵→調節池→水泵→電磁流量計→還原反應池→混合廢水池

  CaO PAM

  混合廢水→格柵→混合廢水池→水泵→電磁流量計→中和反應池 →壓濾泵→壓濾機→砂濾池→PH調節池→標準化排放口

  干污泥經無害集中處置

  五、工藝流程原理簡述

  含氰廢水預處理:

  含氰廢水經格柵后,進入含氰廢水調節池,經轉子流量計后泵入二級氧化反應池,該池內安裝有PH自動控制儀、ORP自動監控儀和攪拌機,加藥時可通過PH計和ORP儀反饋的信號而控制加藥量,一級氧化反應是氰化物在堿性條件下被氯氧化為氰酸鹽的過程,其反應式分如下兩種步驟:

  CN -+ClO-+H2O=CNCl+2OH - (一)

  CNCl+2OH-=CNO-+Cl-+H2O (二)

  在一級反應過程中,(一)式反應很快,但(二)式反應中PH值小于8.5時,反應速度慢,而且釋放出劇毒物CNCl的危險,因此在第一級反應過程中污水的PH值要控制到≥11。

  第二級氧化反應是將第一級反應生成的氰酸鹽進一步氧化成N2和CO2,雖然一級反應生成的氰酸鹽毒性很低,僅為氰的1%,但是CNO-易水解成NH3,對環境造成污染,其反應原理為:

  2NaCNO+3HOCl=2CO2+N2+2NaCl+HCl+H2O

  反應時,該池的PH值應控制在7.5~8之間,因PH≥8時,反應速度慢;當PH太低時,氰酸根會水解成氨,并與次氯酸生成有毒的氯胺。

  經二次破氰預處理后,原來的絡合物被打開,廢水直排到混合廢水池后再與混合廢水一并處理。

  含鉻廢水預處理:

  由于還原反應時,廢水須調PH值至2~3之間,因此將酸洗廢水引進與含鉻廢水混合,可減少酸的用量,降低廢水處理的運行費用,達到以廢治廢的目的。

  含鉻廢水經格柵處理后,進入含鉻廢水調節池,經轉子流量計后泵入還原反應池,該池內安裝有PH自動控制儀和ORP儀及攪拌機,PH計與ORP監控儀可自動控制還原反應池加藥量。電鍍廢水中的六價鉻主要以CrO42-和Cr2O72-兩種形式存在,隨著廢水PH值的不同,兩種形式之間存在著轉換平衡:

  2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O

  Cr2O72-+2OH-CrO42-+H2O

  由上式可以看出在酸性條件下,六價鉻主要以 Cr2O72-形式存在,在堿性條件下則以CrO42-形式存在。但是電鍍含鉻廢水、漂洗廢水一般PH都在5以上,多數以CrO42-存在,其還原時通常PH最佳控制在2.5~3之間,其反應原理(還原劑以 Na2SO3為例)為:

  2H2CrO4+3 Na2SO3+3H2SO4=Cr(SO4)3+3Na2SO4+5H2O

  亞硫酸鈉用量理論上為:亞硫酸鈉∶六價鉻=4∶1,加藥時投料不宜過大,否則浪費藥劑,也可能因生成[Cr2(OH)2SO3]2+而沉淀不下來。

  還原后的廢水直排入混合廢水池后再與混合廢水一并處理。

  混合廢水處理:

  混合廢水為含鉻預處理后廢水、含氰廢水預處理后廢水、鍍鎳、普通鍍銅、除油等廢水,該廢水混合后經格柵處理由防腐泵提升經轉子流量計進入中和反應池,該池內安裝有PH計及攪拌機,當向反應池投加堿(CaO)時,各金屬在一定的PH值下生成相應的氫氧化物沉淀物。根據我們以往所積累的對電鍍廢水行業的處理經驗,混合廢水最佳沉淀的PH值為9.5,反應后的出水進入中間水池,再經過經砂濾后,出水的PH還是偏堿性,因此再經PH調節池加酸調節后可達標排放。壓濾后的污泥外運集中深埋或制磚或回收金屬離子或經其它無害化處理。


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