龙湾电镀产业定点基地：解决电镀行业问题，实现可持续发展

龙湾电镀产业定点基地：解决电镀行业问题，实现可持续发展

第 1 章 简介

1.1 项目概况

为解决电镀行业生产效率低、电镀企业造成环境污染等问题，立足可持续发展和保护生态环境，投资建设了龙湾电镀产业定点基地（以下简称基地），是选址合理、统一规划、重视电镀污染防治的集中式电镀产业基地。基地占地面积65.2万m2，可容纳38家中型电镀企业，预计电镀规模为400万m2/a，年工业产值约4亿元。

电镀通用性强，应用范围广泛，几乎各个工业部门都有一定的应用范围。根据电镀产品功能要求的不同，各电镀企业工艺槽液的组成不同，各企业都有自己习惯的镀液配方，因此排出的废水水质也不同，导致污水处理厂接受的废水水质复杂，处理难度增加。电镀废水中含有有毒有害物质及重金属，若不及时处理，将对环境造成极大危害。基地在最初规划时就提出了对电镀废水分类收集，实行统一集中处理的原则，为控制基地的环境污染，实现规模化运营、清洁生产，提供了良好的服务平台。

我们受该公司委托，对指定电镀产业基地内的电镀废水处理厂进行初步总体设计，欢迎业主及同行提出意见，希望作为进一步探讨的起点。

1.2 环境条件概况

1.2.1 地理位置

该基地位于太平。

1.2.2 地形

地势北高、南低，属低山丘陵区。

1.2.3 天气和气候

基地属南亚热带季风气候区，春季多北、南风，夏季多南风，秋、冬季多北风，平均气温20.7℃。

1.2.4 水文地质

基地区域年平均降雨量、地下水位较高，土壤主要为红黄壤，土地承载力约22-24t/m2，地震烈度为6度。

1.3污水处理厂建设规模及处理目标

1.3.1 电镀废水量

根据《指定电镀基地环境影响报告书》及广东省环境保护局粤环申[2008]165号文件，确定该基地电镀废水产生量为/d。

1.3.2污水处理厂建设规模

设计基地电镀废水处理厂建设规模为日处理电镀废水，达标排放，深度处理后回用。

1.3.3污水处理厂进出水水质设计

1.设计进水水质

表1-1 进水水质（单位：mg/L，不含pH值）

2. 设计水质

表1-2 出水水质（单位：mg/L，不含pH值）

注：满足《广东省污染物排放标准》（DB44/26-2001）第二阶段一级标准限值。

3.再生水水质指标

表1-3 生产及回用水水质指标（单位：mg/L，不含pH值）

注：参考环境影响评价报告提供的《饮用水卫生标准》（-2006）。

1.3.4 设计范围

废水处理厂包括电镀废水从进厂到出厂为止的所有废水、污泥处理工程及辅助工程。

1.3.5 设计原则

本设计遵循以下原则：

确保处理后的水达到排放标准；处理工艺简单实用；投资合理；运行费用适宜；回用水量为60%，回用水水质满足生产回用水水质指标；杜绝二次污染，最大限度减少项目占地。

1.3.6 设计依据

中华人民共和国环境保护法（1989年12月）

中华人民共和国水污染防治法

《广东省水污染物排放限值》（DB44/26-2001）

清新县太平镇龙湾电镀定点基地环境影响报告书

广东省环境保护局复函粤环申[2008]165号

排水工程设计规范

第二章 电镀废水处理工艺

2.1工艺方案分析

电镀废水因镀种、镀液成分、操作方式、工艺条件不同，其污染物及浓度也不同。主要污染物为重金属离子及酸碱性废水，以及部分洗涤液带入的含碳有机污染物。一般处理该类废水的方法以物理法、化学法为主。生物法（利用功能菌）是目前研究发展的方向。目前国际上常用的物理化学法有以下几种：化学法、反渗透法、离子交换法、电解法、活性炭法。为了确定一种既有效又经济的处理工艺，下面就这些处理工艺进行介绍。

2.1.1 化学法

化学法是通过投加化学药剂（包括氧化还原剂、中和剂和絮凝剂）处理废水的方法。其反应原理主要是氧化还原和中和沉淀。大部分金属离子可以通过形成氢氧化物沉淀而去除。少部分金属离子需要经过氧化还原反应，使金属离子的价数降低或提高，才能形成氢氧化物沉淀。如Cr6+必须先还原为Cr3+，才能用中和沉淀法去除。为了使氢氧化物沉淀有更好的沉淀性能，通常还要投加絮凝剂和混凝剂。

化学法处理重金属离子的应用技术易于实施，只要化学反应试剂选择准确，根据化学反应方程式准确计算试剂用量，即可充分利用废弃物，不产生浪费。当废水量较少时，可用简单的人工操作处理，也可采用重金属一步处理机；当水量较大，条件允许时，可采用大型设备进行自动化操作。不同的重金属离子需要不同的pH沉淀条件，按照预先设定的程序即可完成。目前，利用化学方法处理重金属废水，在含重金属离子的电镀废水、含重金属离子的采矿冶炼废水的处理上应用较为广泛。

2.1.2 反渗透

反渗透是利用足够的压力使溶液中的水透过反渗透膜分离出来，由于它与自然渗透的方向相反，故称逆渗透。根据各种物质渗透压的不同，可用压力大于渗透压的反渗透方法，实现分离、提取、净化和浓缩。利用反渗透处理电镀废水，可实现闭路循环。但反渗透法适用于水量小、污染物浓度低的情况，对于大水量来说经济性不高。反渗透工艺对废水的初步处理要求严格，设备投资大，要定期反冲洗和化学清洗，对操作人员的素质要求高，限制了这一新工艺的推广应用。

2.1.3 离子交换法

离子交换法主要是利用离子交换树脂中的交换离子与电镀废水中的某些离子进行交换，从而将其除去，达到净化废水的目的。我国利用离子交换技术处理电镀废水始于20世纪60年代，到70年代末，由于解决环境污染问题的迫切需要，此项技术得到了很大的发展。目前它已成为处理电镀废水、回收某些金属的有效手段之一，也是实现某些镀种电镀废水闭路循环的重要环节。但离子交换法的投资费用很高，系统设计和运行管理比较复杂，一般中小企业难以适应，往往由于维护管理不善，达不到预期的效果，因此在推广应用上受到一定的限制。 目前国内采用离子交换法处理含铬、镍等电镀废水较为普遍，在设计、运行管理方面有比较成熟的经验。处理后的水能达到排放标准，出水水质良好，一般可循环使用。树脂交换吸附饱和后的再生洗脱液经电镀工艺组分调节净化后可返回镀槽，基本实现闭路循环。此外，离子交换法还可用于处理含铜、锌、金等废水。

2.1.4 电解

电解法处理含铬废水在我国已有20多年的历史，具有去除率高、无二次污染、沉淀的重金属可回收利用等优点，废水溶液中可电沉积的金属离子约有30种。电解是比较成熟的处理技术，可以减少污泥产生量，回收Cu、Ag、Cd等金属，目前已应用于废水处理。但电解成本较高，一般经浓缩后经济效益较好。但电解投资大、电耗高；当废水处理量大、金属离子含量较低时，电解法经济上不可行，成本较高，一般只用于处理浓缩液。

2.1.5活性炭法

活性炭法是处理电镀废水的一种经济有效的方法，主要用于含铬、含氰废水。自20世纪70年代以来，国内已有多家单位进行了试验研究，有的已投入生产。用活性炭处理电镀含铬废水，具有取材容易，投资少，部分处理水可回用等优点；但活性炭的再生操作比较复杂，再生淋洗液不能直接回池使用，淋洗液纯度不高。加之该处理工艺的有关技术参数和条件还有待进一步研究，特别是淋洗液的综合利用问题有待进一步解决。因此，目前应用并不广泛，一般作为废水处理的终端工艺，起最后的把关作用。

2.1.6 DTCR 方法

高分子重金属捕集沉淀剂（DTCR）是液态螯合树脂，与电镀废水中的重金属发生反应后，结合成不溶于水的螯合树脂，并形成不溶性的絮状沉淀物，从而达到去除电镀废水中重金属离子的目的。这是一项得到国家环保局认可的新技术、新工艺。其最大的优点是设备投资少，沉淀物无二次污染，重金属回收也很方便，出水水质可达到排放标准。运行费用比化学沉淀法略高，出水若回用于电镀清洗，还需进一步处理。

综上所述，本设计采用化学法、生物法和物理法相结合的方法处理电镀废水；对于脱脂除油废水，采用涡流气浮除油、生物滤池降解COD；对于重金属废水采用DTCR法；对于电镀回用水采用一级反渗透。

根据环评报告及广东省环保局审批要求，基地电镀废水需处理后回用。根据回用对象的不同水质要求，基地绿化、道路冲洗、车间地面冲洗、除锈除油等工序用水均为满足DB44/26-2001二期一级排放标准的水。电镀回用水回用前需经过一级反渗透深度处理。为节省投资，回用水供水方式采用变频供水。

2.1.7 各种电镀废水处理方法的比较

详见表2-1

表2-1 各种电镀废水处理方法比较

2.2 工艺设计

2.2.1 废水来源

2.2.2 处理工艺

1.废水预处理

水量：/d；

水质：PH值2-3；油脂50-200mg/L；

加工工艺：

流程说明：

涡凹气浮（CAF）是美国20世纪90年代的专利技术，是目前较为先进的固液分离技术，主要用于去除污水中的悬浮物、油脂、COD、BOD等；将此系统设置在生化处理之前，可以减少水处理设施的规模，从而降低综合投资成本。CAF无需压力容器、空压机及循环泵等，降低了前处理投资成本。整个CAF系统仅需曝气机和刮刀的动力，每台曝气机仅需2.25kw/h的动力，这是其它气浮系统无法比拟的。

CAF 系统自动连续地从废水中去除固体污泥。污泥去除和整个 CAF 系统仅由两个机械部件组成，几乎不需要维护和手动操作。

2.含氰废水

水量：/d；

水质：PH值：8-9；CN-：150-250；

加工工艺：

流程说明：

氰化物毒性极大，处理后水质必须达标，若排入水体将造成严重污染。另外，氰化物络合物的存在会影响废水的进一步处理，因此必须先除去废水中的氰化物，处理后经检测氰化物达标后才能进行下一步处理。含氰化物废水常见的处理方法有碱性氯化法、电解法、离子交换法、活性炭法等。碱性氯化法因其运行成本低、处理效果稳定，在工程中得到广泛应用。本工程采用碱性氯化法，即在含氰化物废水中加入氯类氧化剂，先将氰化物氧化成毒性较小的氰酸盐，再进一步完全氧化成二氧化碳和氮气。一般分为两步完全氧化法和一步完全氧化法。 工程上常采用一步除氰工艺，简化操作，方便管理，节省处理费用。

本设计采用二氧化氯直接处理含氰废水，当原水中氰化物（CN-）浓度为100-300mg/L时，处理效率可达98%以上，系统稳定可靠，操作安全方便，是一种处理高浓度含氰废水的新方法。

二氧化氯是一种强氧化剂，与氯气相比，氧化性更强，操作更安全、更简便，受pH值影响更小。氯气在氧化氰化物时通常只将CN-氧化为毒性较小的氰酸盐（NaCNO），且要求pH值非常高，见反应式（1），而二氧化氯在氧化氰化物时能将CN-氧化为N2和CO2，见反应式（2），彻底消除了氰化物的毒性。

CN-＋Cl2－２ＯＨ－→CNO-+2Cl-－＋H2O （１）

2CN-＋2ClO2→2CO2+N2＋2Cl- （2）

3.含镍废水

水量：/d；

水质：PH值：45；Ni+2：30～80mg/L；

加工工艺：

流程说明：

镍是极为有价值的重金属之一，应积极回收利用。在含镍废水中投加相当于或略高于镍离子含量的DTCR重金属捕集剂，可将废水中的Ni+2去除至微克级，出水各项指标均达到国家排放标准。DTCR的投加量与废水中Ni+2含量成正比，产生的污泥量仅为化学法的1/20，是国家环保局认可的新工艺、新技术。

4、含铬废水

水量：/d；

水质：PH值：2-3；Cr6+：200-300mg/L；

加工工艺：

流程说明：

高价铬还原是利用硫酸亚铁、亚硫酸盐、二氧化硫等还原剂将废水中的六价铬还原为三价铬离子，再加碱调节pH值，使三价铬形成氢氧化铬沉淀而被去除的过程。

电镀车间产生的含有Cr6+等重金属离子的废水首先进入废水调节池调节水量、平衡水质，然后由泵抽入还原反应池，加入还原剂，充分反应后流入中和反应池，在中和反应池中与碱性废水混合，调节pH值，加入少量混凝剂后流入斜管沉淀池进行泥水分离。上清液经过滤后各项指标均达到国家《污水综合排放标准》（-1996）一级要求，可达标排放。

沉淀池中的污泥由浓浆泵泵入带式压滤机进行脱水，脱水后的污泥外运至填埋场处理。

5、其他电镀废水

水量：/d；

水质：PH值：4-5；Zn+2：30-60mg/L；

加工工艺：

流程说明：

另外一些锌、铜及酸洗废水由于酸度较低，因此先采用成本较低的中和方法处理，提高其pH值。但由于各种重金属的中和沉淀条件不同，直接加碱往往难以兼顾，需要投加重金属捕收剂，才能去除各种重金属，净化废水。

6.废水排放异常

设计水量：/d；

加工工艺：

流程说明：

废水异常排放是指基地电镀厂未能按照指定管道排放相应废水时采取的临时措施，应及时检测识别废水种类，采用间歇性常规化学方法处理，经加药、混凝沉淀处理至达标后方可排放。

7. 循环水

水量：/d；

水质：原水满足DB44/26-2001第二阶段一级排放标准；

加工工艺：

流程说明：

电镀废水经处理达标排放后，40%外排，60%回用，如用于绿化、车间地面及道路清洗、除锈除油工件清洗等。若用于电镀工件清洗，需进一步处理。本设计采用一级反渗透工艺（RO）；为控制投资规模，以上两部分水均采用变频供水。