電鍍工業(yè)園廢水集中處理技術(shù)與管理模式

尹強(qiáng)

1 電鍍工業(yè)園廢水集中處理現(xiàn)狀

1.1 電鍍工業(yè)園的生產(chǎn)情況

目前電鍍工業(yè)園的廠家大都是來料加工型，少部分是配套車間性質(zhì)。工業(yè)園內(nèi)鍍種齊全，各廠家的電鍍線機(jī)械化或自動化水平相差較大，有的亦滾鍍線手動操作為主，有的則龍門線、環(huán)形線為主。相比起來，園與園的生產(chǎn)等級差別要大于統(tǒng)一園區(qū)廠與廠的差別。老的電鍍園中工廠的工藝條件及生產(chǎn)布局相對比較落后，手動線，滾鍍線較多，自動線較少。

手動電鍍線由于隨意性較大而帶出量(槽液或清洗水)和滴灑量較大。機(jī)械化電鍍線則相對規(guī)范，帶出量和滴灑量較小，造成的廢水混排液小。

1.2 電鍍工業(yè)園廢水集中處理現(xiàn)狀

1.2.1 工業(yè)園常見電鍍廢水處理工藝

絕大多數(shù)電鍍工業(yè)園根據(jù)電鍍廢水處理方法將廢水分為三類廢水進(jìn)行處理：含氰廢水、含鉻廢水、酸堿廢水。分別對氰化物、六價鉻預(yù)處理后，再與其它廢水一起，按溶度積原理進(jìn)行加堿、混凝、沉淀、過濾處理。每股廢水設(shè)置一套處理系統(tǒng)，沒有考慮COD的處理；

1.2.2 電鍍工業(yè)園廢水處理設(shè)施

基本上都是設(shè)施簡陋，原始設(shè)計不足，有的甚至全部手動、間歇式處理，有的工業(yè)園的自控儀表年久失修，也是基本人工操作。

由于電鍍廢水水質(zhì)的變化性，手動操作很難保證穩(wěn)定的反應(yīng)條件，因此很難穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

1.2.3 電鍍工業(yè)園廢水處理效果

根據(jù)我公司了解知道的眾多電鍍工業(yè)園，大部分處理不能達(dá)標(biāo)排放。其中超標(biāo)嚴(yán)重程度依次是：COD、Cu、CN、Ni、Cr。有的工業(yè)園甚至因為廢水處理*不能達(dá)標(biāo)而被迫關(guān)閉整改。

不能達(dá)標(biāo)的根本的原因是廢水不能*按照要求進(jìn)行廢水分流，或者說廢水分流不*、不*。因此電鍍工業(yè)園集中處理的主要問題是排放和處理、管理和技術(shù)的問題。

處理過程手動控制也是部分工業(yè)園不能達(dá)標(biāo)的重要因素。

1.2.4 電鍍工業(yè)園廢水集中處理難點(diǎn)

要搞好電鍍工業(yè)園廢水集中處理絕非易事，根據(jù)我公司這幾年的實踐和考察調(diào)研，我公司認(rèn)為主要的困難有以下幾點(diǎn)：

廢水不能*分流；

廢水分流監(jiān)管缺乏技術(shù)措施；

傳統(tǒng)化學(xué)法不能全部達(dá)標(biāo)；

1.3 電鍍工業(yè)園廢水排放情況

1.3.1 廢水成分和來源

主要污染物：酸堿、氰化物、Ni、Cu、Cr、Zn、COD、Ag、Au等；

廢水來源： 清洗水、換缸液、褪鍍液、濾片清洗水、地面沖洗水

Cr： 主要來自鈍化及鍍鉻工序；

CN： 主要來自鍍Cu、Ag、Au工序；部分廠家的除油酸洗后的去黑膜工序的清洗水。部分廠家褪鍍工藝有CN；

COD： 前處理即除油除臘工序、報廢除油液；

重金屬： 鍍件的清洗水帶出的鍍液；

酸堿： 活化、清洗等等。總體酸性為主。

1.3.2 廢水分流不*

廢水分流非常難。各電鍍廠家的設(shè)備等級、自動化程度和管理水平相差甚遠(yuǎn)，其分水的難度也大相徑庭。

正常電鍍清洗基本流程如下圖。

自來水和DI水

至廢水站

幾乎每個廠家都會有混合廢水排放，造成混合廢水的主要環(huán)節(jié)或排水點(diǎn)有： 

1、地面滴灑：鍍件從槽與槽、區(qū)與區(qū)的移動過程中特別是手工操作時，不可避免會帶出鍍液和清洗水滴灑至地面或通道上，很容易造成廢水混排。

2、褪鍍液及清洗水：幾乎所有廠家都設(shè)置一個褪鍍區(qū)，用于不同的鍍層，而不同鍍種的褪鍍液不同，因此褪鍍液及其清洗水成分不同，廢水分流困難。有的廠家褪鍍液可外賣，也有的直接報廢排放。

鍍液過濾機(jī)清洗水：清洗過濾機(jī)的濾片，其殘留物都是鍍液，而清洗區(qū)往往集中一點(diǎn)，其清洗水所含成分多樣，濾片清洗隨意性較大，是混排廢水。

3、回收槽濃廢水外溢：部分回收液外溢。

分區(qū)不合格及地面容易破損。除自動線外，分水幾乎全部是采用地面分區(qū)收集的，分區(qū)之間采用隔墻方式區(qū)。大部分廠家隔離墻簡單磚砌，很容易破損形。因此廢水經(jīng)常性地發(fā)生串混，這種情況普遍存在，導(dǎo)致地面的廢水不僅含氰化物，也含六價鉻。

4、清洗槽排空時，工人為節(jié)省時間往往不用排水底閥，而用膠管虹吸排出，排水點(diǎn)很容易跨越本排水區(qū)，形成混排嚴(yán)重的現(xiàn)象。

5、鍍液大處理時，即去除鍍液中的有機(jī)雜質(zhì)與異金屬雜質(zhì)，電鍍廢液不可避免會在操作中滴到槽外，也容易造成混排。

1.3.3 工藝落后導(dǎo)致高氰化物和高COD

部分電鍍廠生產(chǎn)工藝和設(shè)備落后。除油液是一次性使用的，同時用氰化物對工件進(jìn)行除油的工序，因此導(dǎo)致有大量氰化物和COD，排水量也較正常除油槽定期報廢方式大很多。目前這種現(xiàn)象還相當(dāng)嚴(yán)重；其COD>500mg/L，CN>200mg/L，造成后續(xù)處理困難。

1.4 廢水的收集和輸送方式

大多數(shù)電鍍工業(yè)園按照市政排水管的方式設(shè)置廢水收集管，即按三種廢水，分別設(shè)置干管和支管，不同廠家的同一類廢水集中到管道進(jìn)行收集后進(jìn)入廢水處理站。

這種方式的缺點(diǎn)就是不能有效監(jiān)管各廠家的排水，也不能查清那家工廠有混合排放情況。如果一家工廠的排水有混合廢水，會影響整個工業(yè)園的廢水處理達(dá)標(biāo)。因此干管收集方式對于電鍍廢水處理達(dá)標(biāo)存在基礎(chǔ)性的缺陷。

2 新大禹電鍍工業(yè)廢水集中處理路線

根據(jù)以上存在的問題，我公司經(jīng)過分析研究分別提出如下解決辦法。

2.1 廢水分流種類

為了解決不能*分流的混合廢水的出路，我公司專門設(shè)置了混合廢水管道(后續(xù)專門的設(shè)施)；

為了解決COD的問題，我公司專門將含COD較高的廢水分流出來，由于COD基本來自電鍍線的前處理工序，因此我公司稱該廢水為前處理廢水。

這樣，我公司一般將電鍍工業(yè)園廢水分為5類：含氰廢水、含鉻廢水、混排廢水、前處理廢水和綜合廢水（即一般清洗水）。

2.2 廢水輸送方式

我公司的方式是：每個電鍍廠的每種水都單獨(dú)輸送到集中處理廠，并采用明管壓力輸送，有以下優(yōu)點(diǎn)： 

1、便于查清各廠家的廢水混排情況，為處理達(dá)標(biāo)打好基礎(chǔ)。如有個別廠家混排，也容易分清責(zé)任；

2、對于個別廠家的混排廢水，能夠?qū)⒒炫艔U水切換至專門的處理系統(tǒng)，避免整體混排而不達(dá)標(biāo)；

3、便于檢查和檢修。珠三角地區(qū)地下水位高，而排水管是非滿流管道，雨季很容易造成管道上浮而泄漏，也不易察覺。而明管可有效防止輸送過程中造成的污染；

2.3 設(shè)置在線監(jiān)測和切換系統(tǒng)

在線監(jiān)測：盡管已經(jīng)專門設(shè)置了混合廢水管道，但是并不能保證其它管道就不會有混排情況。為確保廢水分流，設(shè)置在線監(jiān)測系統(tǒng)，對各廠家分流后的廢水進(jìn)行在線監(jiān)測CN和六價鉻Cr6+。

自動切換：除了混排廢水，如果監(jiān)測到其它4股廢水有氰化物或六價鉻混排現(xiàn)象，則由在線監(jiān)測儀發(fā)出指令至控制系統(tǒng)并控制切換閥門將該廢水切換到含氰廢水、含鉻廢水或者混排廢水。

自動切換系統(tǒng)主要由自動控制閥門和控制系統(tǒng)構(gòu)成，控制系統(tǒng)根據(jù)在線監(jiān)測系統(tǒng)的混排監(jiān)測信號，發(fā)出對應(yīng)編號的閥門啟停信號，實現(xiàn)廢水切換。

在線監(jiān)測和自動切換又一次實現(xiàn)、完善了廢水的分流。

2.4 設(shè)置混排廢水處理設(shè)施

其目的就是專門處理分流不清的混合廢水，主要是指既含氰又含鉻的廢水，其處理辦法也是先破氰，再還原鉻。這樣做雖然處理費(fèi)用高，但是從基本上解決了由于混排廢水達(dá)標(biāo)的問題。

2.5 設(shè)置有機(jī)物廢水處理設(shè)施

目的是為了專門處理有機(jī)物，保證COD達(dá)標(biāo)。

其工藝為微電解+Fenton氧化+混凝沉淀+生化處理系統(tǒng)。

2.6 設(shè)置中水回用處理設(shè)施

根據(jù)分水分質(zhì)的優(yōu)勢，充分考慮節(jié)能降耗的要求，將廢水中COD含量比較低的廢水進(jìn)入回用系統(tǒng)，進(jìn)過膜過濾分離后的廢水可以使用于電鍍線上的某些工序，起到節(jié)能減排的作用。

3 高平電鍍工業(yè)園廢水集中處理工程簡介

3.1 基本處理原理

氰化物處理：氯堿法破氰

CN－+OC1－+H2O        CNC1+2OH－

CNC1+2OH－         CNO－+C1－+H2O

2CNO－+3C1O－+H2O         2CO2  +N2  +3C1－+2OH－

鉻的去除：還原法反應(yīng)式：

Cr6++3SO32-        Cr3++3SO42－ 

Cr3++3OH－        Cr(OH)3

其它重金屬去除：

Cu的去除：Cu2++2OH－        Cu(OH)2

Ni的去除：Ni2++2OH－        Ni(OH)2

Zn的去除：Zn2++2OH－        Zn(OH)2

Pb的去除：Pb2++2OH－        Pb(OH)2

Cd的去除：Cd2++2OH－        Cd(OH)2

酸堿中和：H++OH－        H2O 

主要藥劑: 氧化劑(漂白水)、還原劑(亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸鈉)、硫酸、NaOH、石灰、PAC、PAM等等。

3.2 自動控制水平

設(shè)置反應(yīng)過程自動控制是*必要的，既可以保證足夠的藥劑投加量，又可以避免過量投加的浪費(fèi)。

主要自控點(diǎn)如下表：

3.3 在線監(jiān)測及自動切換系統(tǒng)

由于在線檢測儀價格昂貴，因此只設(shè)置CN和六價鉻在線檢測儀各2臺，對各管道廢水輪流進(jìn)行監(jiān)測。根據(jù)監(jiān)測記錄對混排頻次較低或不發(fā)生的，降低監(jiān)測頻率，反之則增加監(jiān)測頻次。

在各廠家由泵送至高平廢水處理有限公司的各種廢水的出口端安裝取樣管，根據(jù)流量信號自動取樣，由自動監(jiān)測儀器化驗分析廢水中的CN－、Cr6+值，記錄并保存數(shù)據(jù)，當(dāng)含鉻廢水中有CN－或當(dāng)含氰廢水中有Cr6+時，都作為混排廢水自動將廢水切換排至混排廢水中，并擬按混排廢水收費(fèi)。若綜合廢水中含有Cr6+和CN－時，則將綜合廢水自動切換排至相應(yīng)的含鉻廢水池或含氰廢水池。

在廢水處理站*控制室，采用27套監(jiān)視顯示屏，動態(tài)顯示各廠家的排水情況，超過設(shè)計值報警明示，并可查歷史記錄。各企業(yè)排水情況定時反饋回各廠家，并作為收費(fèi)憑據(jù)。

現(xiàn)場每個管道(108條)的廢水均需采樣分析，以便掌握其Cr6+和CN-的濃度。采樣分析儀每10分鐘采取一個樣，分析出來的結(jié)果經(jīng)數(shù)據(jù)采集器采集后，送入到中控室DPU進(jìn)行判斷處理。DPU根據(jù)其濃度高低控制出水切換閥，以便讓廢水進(jìn)入到不同的收集池進(jìn)行處理。

27個工作站分別顯示不同管道廢水中Cr6+和CN-的含量，以及采樣閥、切換閥的開關(guān)狀態(tài)，實時顯示，并以趨勢圖反映出來。

3.4 廢水輸送方式

每個廠家按上述要求進(jìn)行分水，并單獨(dú)輸送至廢水站。根據(jù)各廠家污染物情況，每家廠現(xiàn)有3～5條輸送管道，現(xiàn)有共27家電鍍廠，共計108條管道采用壓力地面輸送方式單獨(dú)進(jìn)入廢水站。

便于制約電鍍廠家的非正常排水的管理。

3.5 處理費(fèi)用

根據(jù)各廠家的自來水用水量進(jìn)行收費(fèi)，廢水綜合處理價6.6元/噸，這個價格是目前廣東省zui低的。收支基本持平。部分的電鍍工業(yè)園廢水處理費(fèi)用。

3.6 污水廠技術(shù)經(jīng)濟(jì)一覽表

4 結(jié)論與展望

2007年1月27日高平電鍍污水處理廠均通過了中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會水污染治理專家委員會專家的技術(shù)評審，專家們給這個工業(yè)污水集中處理廠相當(dāng)高的評價。

我公司認(rèn)為，廢水分流是電鍍工業(yè)園廢水集中處理的成敗關(guān)鍵。混合排放是電鍍工業(yè)園廢水集中處理不能達(dá)標(biāo)的主要原因。

按照氰化物、六價鉻、混排廢水、有機(jī)物和普通重金屬進(jìn)行廢水分流并分別進(jìn)行預(yù)處理或處理，是電鍍工業(yè)園廢水集中處理合理而有效的工藝路線。

對于不可避免的電鍍混合廢水，可以從處理技術(shù)上給予解決問題的出路，是解決電鍍工業(yè)園廢水處理切實可行的辦法。

在線監(jiān)測是監(jiān)管工業(yè)園各廠家排水的有效手段，在線監(jiān)測并切換混合廢水是確保廢水分流的保證措施，是電鍍工業(yè)園廢水集中處理達(dá)標(biāo)的又一級保證手段。

主要反應(yīng)過程自動化控制是必要的。

總之，為解決電鍍工業(yè)園廢水集中處理問題，我公司提出的與傳統(tǒng)方法不同的含氰廢水、含鉻廢水、混排放水、前處理廢水和綜合廢水分水方式、各廠家每種廢水單獨(dú)輸送方式、對廢水進(jìn)行在線檢測、對檢測到混合的廢水實施切換以及合理的流程和必要的自動化控制，是電鍍工業(yè)園廢水集中處理完整而有效的模式，該模式具有廣泛的推廣性。