鈺鵬環(huán)保電鍍廢水初理工藝流程及相關(guān)知識(shí)

一、 前言

電鍍行業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中*的環(huán)節(jié)，涉及國(guó)防、工業(yè)、生活領(lǐng)域。從大類分為機(jī)件金屬電鍍、塑料電鍍，達(dá)到工件防腐、美觀、外觀裝飾等小郭。

電鍍產(chǎn)生的廢水毒性大，對(duì)土壤，動(dòng)植物生長(zhǎng)均產(chǎn)生危害。因此必需嚴(yán)格初理廢水達(dá)標(biāo)排放，缺水地區(qū)推行廢水初理達(dá)標(biāo)循環(huán)利用，從技術(shù)生產(chǎn)上講，由于電鍍生產(chǎn)過(guò)程和廢水初理過(guò)程須投加一定量的多種化學(xué)品。電鍍廢水初理后達(dá)到循環(huán)回用，回用水必需經(jīng)脫鹽后才能回用于生產(chǎn)線用水，對(duì)環(huán)境含鹽總量不會(huì)削減，樹脂交換、反滲透工藝的濃縮液仍返回地面。

二、電鍍廢水初理工藝

廢水初理工藝設(shè)計(jì)是根據(jù)廢水性質(zhì)、組分及企業(yè)的情況和初理后排放誰(shuí)質(zhì)參數(shù)的要求，經(jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定的。

電鍍廢水初理工藝很多：20世紀(jì)70年代流行樹脂交換，80年代電解法、化學(xué)法+氣浮等。根據(jù)我廠20年來(lái)在電鍍廢水初理實(shí)踐中得出，樹脂交換對(duì)初理貴稀金屬離子廢水、回收貴稀金屬有它的優(yōu)悅性。

電解法：能耗高，電耗和鐵耗均高，對(duì)高濃度含鉻廢水產(chǎn)生污泥量太多，不適應(yīng)，同時(shí)對(duì)含青廢水初理不立項(xiàng)，所以含青廢水還要用化學(xué)法。

化學(xué)藥劑+氣浮法：采用化學(xué)要品氧化還原中和，用氣浮上浮方法進(jìn)行泥水分離，因電鍍污泥比重大，并且廢水中含有多種有機(jī)添加劑，實(shí)際使用時(shí)氣浮分離不車底，并且運(yùn)行管理不便，到90年代末，氣浮法應(yīng)用越來(lái)越少。

化學(xué)藥劑+沉淀：該方法是嘴早應(yīng)用的方法，經(jīng)過(guò)30多年不同初理工藝實(shí)際使用比較后。目前又回到了嘴早，也是嘴有效的初理工藝上來(lái)，國(guó)外在電鍍初理上也大多采用該方法，但實(shí)際固液分離運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)后，沉淀池會(huì)有污泥翻上來(lái)，出水難以保證穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

近年開發(fā)的生物初理工藝：小水量單一鍍種運(yùn)行小郭高，許多大工程使用很不穩(wěn)定，因水質(zhì)水量難以恒定，微生物對(duì)水溫，品種，重金屬離子的濃度，PH值的變化難穩(wěn)定適應(yīng)，出現(xiàn)瞬間大批微生物死亡，出現(xiàn)環(huán)境污染事故，而且培菌不易。

本工藝是針對(duì)不同性質(zhì)的廢水加入不同的要品進(jìn)行氧化還原中和后，采用直接壓濾分離方法分離污泥，頭資省、運(yùn)行操作管理方便，穩(wěn)定科考、能耗低。

當(dāng)前許多缺水地區(qū)要求電鍍廢水循環(huán)回用。在GB8978—1996一級(jí)排放預(yù)初理的水質(zhì)基礎(chǔ)上深度凈化，主要回用水含鹽量大，占20%--23%，必需進(jìn)行脫鹽初理，采用粗濾→精濾→超濾→反滲透工藝，可達(dá)飲用水水質(zhì)表準(zhǔn)，這對(duì)水資源重富力用有一定意義，但鉻鹽等濃縮液污染物占20%--23%仍返還環(huán)境中。

在高要求電鍍廢水初理（要求重金屬＜0.05mg/l，優(yōu)于郭嘉排放表準(zhǔn)10倍，也是采用化學(xué)藥劑+沉淀、過(guò)濾，離子交換方法實(shí)現(xiàn)的。從當(dāng)今工藝水平評(píng)價(jià)采用反滲透更適宜。

在投加適量藥劑反應(yīng)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(dá)到固液分離并且分離車底、穩(wěn)定科考，并又要適應(yīng)高濃度廢水初理時(shí)也能得到及時(shí)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(jié)論在我廠做過(guò)以往工程均得到證實(shí)。

三、電鍍生產(chǎn)工藝及排放廢水情況簡(jiǎn)述

大多數(shù)電鍍廠系綜合性多鍍種作業(yè)，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，含青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(chǎn)工藝如下：電鍍生產(chǎn)工藝主要為機(jī)械拋光（磨光或滾光）→除油→酸浸蝕→電鍍→烘干→合格產(chǎn)品入庫(kù)

不合格產(chǎn)品退鍍

3.1、鍍件預(yù)初理機(jī)械拋光（磨光或滾光）

主要是借助于特制機(jī)械利用機(jī)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(zhì)量。此段工序無(wú)廢水排放。

3.2、除油

金屬制品的鍍件，由于經(jīng)過(guò)個(gè)種加工和初理，不可避免的會(huì)粘附一層油污，為保證鍍層與基體的牢固結(jié)合，必需清楚被鍍件表面上的油污。除油工藝有很多種，主要采用有級(jí)溶劑除油，其工藝如下：

  拋光后零件→清水洗→有級(jí)溶劑除油槽→清水槽→清水沖洗

該段工序中廢水主要來(lái)源于清水沖洗過(guò)程，水質(zhì)PH值在8.5—10之間。

3.3、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(jié)合，就必需將零件上的銹和氧化膜去除掉，經(jīng)過(guò)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(lái)源于清水沖洗過(guò)程，廢水中含有大量的鐵離子，PH值在2~5之間。

3.4、電鍍生產(chǎn)過(guò)程及各鍍種的水質(zhì)

其生產(chǎn)工藝一般為：浸蝕初理后零件→電鍍槽→回收槽→清水槽→清水沖洗。

該工段廢水主要來(lái)源于清水沖洗過(guò)程，廢水中含有相應(yīng)的金屬離子或青化物，在青化鍍銅沖洗水中含有青化物和銅離子；鍍鉻沖洗水中含有六價(jià)鉻；鍍鎳沖洗水中含有鎳離子等。沖洗水中根據(jù)鍍種的不同出水進(jìn)行分流初理，如含青廢水分流后經(jīng)過(guò)二級(jí)破青、調(diào)PH值，固液分離后可達(dá)標(biāo)排放；含鉻廢水分流后經(jīng)過(guò)還原反應(yīng)，再經(jīng)過(guò)中和、固液分離后可達(dá)標(biāo)排放。

3.5、烘干入庫(kù)

該工序主要是借助于機(jī)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(wú)廢水排放。

3.6、退鍍

退鍍工藝有化學(xué)浸漬和陽(yáng)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(lái)源于退鍍后的漂洗水。退鍍漂洗水可以進(jìn)入各自廢水池進(jìn)行初理，但不可直接進(jìn)入廢水混合初理池，應(yīng)先單獨(dú)預(yù)初理后排入到相應(yīng)的廢水初理支流。

四、設(shè)計(jì)水質(zhì)

各電鍍廠的生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)規(guī)模差別很大，鍍種，廢水濃度均不一直，甚至6—10倍，初理工藝大致可把含鉻廢水和酸洗廢水混合后單獨(dú)初理；把含青廢水和除油廢水混合后單獨(dú)初理；其它鍍種廢水混合后單獨(dú)初理。廢水水質(zhì)濃度與初理成本成正比，廢水濃度與采用的生產(chǎn)工藝相關(guān)，排放表準(zhǔn)與該地的環(huán)境容量由當(dāng)?shù)丨h(huán)境部門確定排放表準(zhǔn)，一般分為達(dá)標(biāo)排放GB8978—1996一級(jí)和回用水質(zhì)表準(zhǔn)。

五、工藝流程

5.1、含青廢水→格柵→調(diào)節(jié)池→廢水泵→電磁流量計(jì)→二級(jí)氧化反應(yīng)池→混合廢水池

Na2SO3 H2SO4

5.2、 含鉻廢水→格柵→調(diào)節(jié)池→水泵→電磁流量計(jì)→還原反應(yīng)池→混合廢水池

CaO PAM

5.3、混合廢水→格柵→混合廢水池→水泵→電磁流量計(jì)→中和反應(yīng)池 →壓濾泵→壓濾機(jī)→砂濾池→PH調(diào)節(jié)池→表準(zhǔn)化排放口

干污泥經(jīng)無(wú)害集中處置

六、工藝流程原理簡(jiǎn)述

6.1、含青廢水預(yù)初理：

含青廢水經(jīng)格柵后，進(jìn)入含青廢水調(diào)節(jié)池，經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)后泵入二級(jí)氧化反應(yīng)池，該池內(nèi)安裝有PH自動(dòng)控制儀、ORP自動(dòng)監(jiān)控儀和攪拌機(jī)，加藥時(shí)可通過(guò)PH計(jì)和ORP儀反饋的信號(hào)而控制加要量，一級(jí)氧化反應(yīng)是青化物在堿性條件下被氯氧化為青酸鹽的過(guò)程，其反應(yīng)式分如下兩種步驟：

C N －+ClO－+H2O=C NCl+2OH － (一)

C NCl+2OH－=C NO－+Cl－+H2O （二）

在一級(jí)反應(yīng)過(guò)程中，（一）式反應(yīng)很快，但（二）式反應(yīng)中PH值小于8.5時(shí)，反應(yīng)速度慢，而且釋放出巨堵物C NCl的危險(xiǎn)，因此在地一級(jí)反應(yīng)過(guò)程中污水的PH值要控制到≥11。

第二級(jí)氧化反應(yīng)是將地一級(jí)反應(yīng)生成的青酸鹽進(jìn)一步氧化成N2和CO2，雖然一級(jí)反應(yīng)生成的青酸鹽毒性很低，緊為青的1%，但是c nO－易水解成NH3，對(duì)環(huán)境造成污染，其反應(yīng)原理為：

   2NaC NO+3HOCl＝2CO2+N2+2NaCl+HCl+H2O

反應(yīng)時(shí)，該池的PH值應(yīng)控制在7.5~8之間，因PH≥8時(shí)，反應(yīng)速度慢；當(dāng)PH太低時(shí)，青酸根會(huì)水解成氨，并與次氯酸生成有毒的氯胺。

經(jīng)二次破青預(yù)初理后，原來(lái)的絡(luò)合物被打開，廢水直排到混合廢水池后再與混合廢水一并初理。

6.2、含鉻廢水預(yù)初理：

由于還原反應(yīng)時(shí)，廢水須調(diào)PH值至2~3之間，因此將酸洗廢水引進(jìn)與含鉻廢水混合，可減少酸的用量，降低廢水初理的運(yùn)行費(fèi)用，達(dá)到以廢治廢的目的。

含鉻廢水經(jīng)格柵初理后，進(jìn)入含鉻廢水調(diào)節(jié)池，經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)后泵入還原反應(yīng)池，該池內(nèi)安裝有PH自動(dòng)控制儀和ORP儀及攪拌機(jī)，PH計(jì)與ORP監(jiān)控儀可自動(dòng)控制還原反應(yīng)池加要量。電鍍廢水中的六價(jià)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(zhuǎn)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(jià)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(shù)以CrO42－存在，其還原時(shí)通常PH嘴佳控制在2.5~3之間，其反應(yīng)原理（還原劑以 Na2SO3為例）為：

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

亞留酸鈉用量理論上為：亞留酸鈉∶六價(jià)鉻=4∶1，加藥時(shí)投料不宜過(guò)大，否則浪費(fèi)藥劑，也可能因生成［Cr2（OH）2SO3］2+而沉淀不下來(lái)。

還原后的廢水直排入混合廢水池后再與混合廢水一并初理。

6.3、混合廢水初理：

混合廢水為含鉻預(yù)初理后廢水、含青廢水預(yù)初理后廢水、鍍鎳、普通鍍銅、除油等廢水，該廢水混合后經(jīng)格柵初理由防腐泵提升經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)進(jìn)入中和反應(yīng)池，該池內(nèi)安裝有PH計(jì)及攪拌機(jī)，當(dāng)向反應(yīng)池投加堿（CaO）時(shí)，各金屬在一定的PH值下生成相應(yīng)的氫氧化物沉淀物。根據(jù)我們以往所積累的對(duì)電鍍廢水行業(yè)的初理經(jīng)驗(yàn)，混合廢水嘴佳沉淀的PH值為9.5，反應(yīng)后的出水進(jìn)入中間水池，再經(jīng)過(guò)經(jīng)砂濾后，出水的PH還是偏堿性，因此再經(jīng)PH調(diào)節(jié)池加酸調(diào)節(jié)后可達(dá)標(biāo)排放。壓濾后的污泥外運(yùn)集中深埋或制磚或回收金屬離子或經(jīng)其它無(wú)害化初理。

七、電氣控制洗同

7.1、洗同組成框架圖

以太網(wǎng)（內(nèi)部網(wǎng)） 辦公室

生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)

PH ORP 流量 液位 動(dòng)力 現(xiàn)場(chǎng)

儀 儀 信號(hào) 信號(hào) 控制洗同 控制箱

7.2洗同控制說(shuō)明:

該工程中的電氣控制洗同控制混合廢水初理，廢水初理的控制方式由手動(dòng)——自動(dòng)組成，手動(dòng)控制有操作臺(tái)和現(xiàn)場(chǎng)控制兩部分組成，根據(jù)工藝的要求在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)立現(xiàn)場(chǎng)控制柜，每臺(tái)工作泵在操作臺(tái)和現(xiàn)場(chǎng)可以同時(shí)控制，在自動(dòng)狀態(tài)時(shí)分別對(duì)含青廢水在二級(jí)破青時(shí)用PH計(jì)、ORP計(jì)控制池中PH值和氯投加量，藥劑投加量根據(jù)進(jìn)水濃度變化自動(dòng)調(diào)整，使出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

含鉻廢水在還原反應(yīng)時(shí)分別用PH計(jì)和ORP計(jì)自動(dòng)控制還原劑和酸的投加量，保證初理穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

混合廢水采用一臺(tái)PH計(jì)控制堿或石灰投加量，保證出水穩(wěn)定。PH值調(diào)節(jié)池用PH計(jì)控制酸投加量。本洗同由PH、ORP計(jì)組成。本洗同充分利用現(xiàn)代的控制技術(shù)，通過(guò)軟/硬件的結(jié)合，可打印歷史記錄，聲光報(bào)警，語(yǔ)言報(bào)警，觸摸屏操作，還要根據(jù)工程規(guī)模及頭資條件而選擇。實(shí)現(xiàn)污水初理的自動(dòng)化。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制節(jié)約能源、減少加要量，穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放誰(shuí)質(zhì)。減少管理人員和操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率。

八、電鍍廢水初理循環(huán)回用工藝

由于電鍍過(guò)程和廢水初理過(guò)程調(diào)節(jié)PH值投堿中和和氧化初理工藝過(guò)程中水體中含鹽份較高，經(jīng)初理達(dá)標(biāo)排放之水不可回用于電鍍，如用于沖洗鍍層，影響表面光潔度，回用于鍍槽用水影響電鍍質(zhì)量，因此回用水必需去除留酸鹽、氯化物。脫鹽技術(shù)多種，微生物除鹽，培菌過(guò)程不穩(wěn)定，受氣候要求。出水濁度高，離子交換易飽和，且再生頻繁，對(duì)環(huán)境二次污染大，電滲析技術(shù)耗電量大，大水量工程基本不大采用，超濾是在壓力的作用下進(jìn)行篩分過(guò)程，自20世紀(jì)60年代以來(lái)應(yīng)用于食品，一要行業(yè)的水初理， 主要是分離濃縮水中的大分子物質(zhì)被超濾膜截留，難以脫鹽，反滲透技術(shù)是近20年發(fā)展起來(lái)的，須以足夠的壓力使溶液中的水通過(guò)反滲透膜而分離出水，具有無(wú)變相，能耗低，工藝簡(jiǎn)單，出水純度高等特點(diǎn)，從應(yīng)用于脫鹽擴(kuò)展化工，之遙，食品及電子行業(yè)的溶液分離，污水回用領(lǐng)域，濃縮液外排，污染物總量仍未削減。

九、設(shè)計(jì)凈化水質(zhì)

9.1 水質(zhì)：（GB8978-1996一級(jí)表準(zhǔn)）

   水質(zhì)參數(shù) 氯化物mg/l 留酸鹽mg/l 鋅mg/l 六價(jià)鉻mg/l PH 色度度

   進(jìn)水 800 800 2.0 0.5 6-9 50

 　出水 250 250 1.0 0.05 6-9 15

初理后水質(zhì)《生活飲用水衛(wèi)生表準(zhǔn)》GB5749-85，郭嘉尚無(wú)電鍍廢水再生回用表準(zhǔn)出太。

9.2 洗同初理能力

根據(jù)工程現(xiàn)狀而設(shè)計(jì)。

9.3 工藝流程

一級(jí)達(dá)標(biāo)排放誰(shuí) 集水池 提升泵 初過(guò)濾器 精濾器 超濾器 中間水池 高壓泵 反滲透裝置 回用水儲(chǔ)水池

9.4 主要流程說(shuō)明

9.4.1 精密過(guò)濾器去除水中顆粒，膠體，為下級(jí)裝置減負(fù)。

9.4.2 超濾膜裝置

膜型號(hào)8040，單支產(chǎn)水量1.8m3/h，配套工作泵，清水泵，自動(dòng)閥門，壓力流量計(jì)等。主要阻濾水質(zhì)中較細(xì)的SS，重金屬離子，西郡類，膠體，但難以脫鹽，是反滲透的預(yù)初理。

9.4.3反滲透洗同 整個(gè)洗同由保安過(guò)濾器，反滲透裝置，PO化學(xué)清洗洗同組成，保安過(guò)濾器為截留前置設(shè)備，防止前級(jí)雜質(zhì)進(jìn)入，影響反滲透效率，。

洗同程控由電路自動(dòng)化裝置運(yùn)行。

制水回用率70%-80%，制水成本1.80元/m3-2.20元/m3，電耗2.0Kw/h/m3

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