铭盛环境：专业处理工业污水，解决电镀废水污染难题

铭盛环境：专业处理工业污水，解决电镀废水污染难题

明盛环境-工业污水、工业废水处理专家，提供污水处理解决方案

随着经济的快速发展，我国电镀业日渐兴旺，由此产生的污染也越来越严重，每年产生电镀废水约40亿吨。电镀废水最大的特点就是污染物种类繁多，成分复杂，大多含有铜、铬、镍、锌、镉、金、银等多种重金属污染物和大量的添加剂、光亮剂等有机化合物。过量摄入镍会引起中毒、头发变白、皮肤病等。另外，镍在自然环境中很难降解，极易在生物体内蓄积，破坏生物正常的代谢功能。因此，含镍废水如果不加以处理，必然会对环境和人体健康造成极大的危害。 目前，我国处理电镀废水常用的方法有化学沉淀法、膜分离法、氧化-还原法、电化学法等。膜分离技术以其操作简单、净化效率高、能耗低等优点，逐渐应用于我国电镀工业废水的处理。反渗透（RO）是应用最为广泛的膜分离技术，但该法对原水的回收效率仅为60%～70%，且在处理过程中会产生反渗透浓水。这种浓水通常具有重金属盐浓度高、可生化性差的特点，处理起来十分困难。在处理电镀废水过程中，会产生大量的含镍浓水，亟待处理。

本项目针对上述反渗透产生的含镍浓水的水质特点，结合当地的排放标准，从提高净化效率和节省企业用水成本两个方面入手，在去除水中高浓度镍时，选择先进行混凝沉淀预处理，再采用过滤吸附+超滤+离子交换的组合方式，取得了可喜的效果。

1. 项目概况

本项目处理的原水为纯水系统和中水回用系统产生的浓水，需处理至验收标准。纯水系统原水为自来水和中水，由于生产的纯水作为生产线用水，处理工艺采用两级反渗透处理。中水系统原水为电镀废水预处理后回用的含高镍废水和含低镍废水。纯水系统和中水系统反渗透产生的浓水混合后共同进入浓水处理系统处理。浓水水质、水量、出水水质指标见表1。

2.废水处理工艺

2.1 工艺流程

所要处理的浓水主要特点是总镍、COD、SS含量高，污染物种类多，处理难度大。目前，我国常采用混凝沉淀法净化含镍电镀浓水，此法具有操作简单、成本低廉的特点。但单一的混凝沉淀法对电镀废水中镍及有机物的去除效果并不是特别理想，越来越不能满足处理需要。膜分离工艺中的超滤技术、离子交换技术可以深度去除电镀废水中一些难处理的重金属（如镍），但对进水要求较高，废水中其他组分的物理化学性质不仅会影响超滤膜的去除效果，还会影响膜的污染状况。因此，采用混凝沉淀+石英砂过滤+活性炭过滤的预处理方式，整个工艺流程如图1所示。

2.2 工艺原理分析

2.2.1 混凝沉淀阶段

由于纯水系统、中水系统产生的反渗透浓水在水质和水量方面都不是很稳定，所以要先进入浓水收集池进行均质处理后再进入混凝池。一般在pH为8-9时除磷效果最好，在pH为10-11时除镍效果最好。在混凝反应池中先通过投加适量的NaOH控制pH在9-10范围内，再通过投加适量的聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）将水中的悬浮细颗粒、胶体及重金属离子扩大成易于沉降的絮状物。混凝后的出水进入斜板沉淀池进行固液分离。经过混凝沉淀阶段后，水中的COD、镍离子、SS、磷、氨氮等都能得到很大程度的去除。 沉淀池出水进入中水池，加入适量硫酸调节pH为6-9后，进行第二次提升，送往后续处理设备。斜板沉淀池污泥排入含镍污泥池，经污泥压滤机制成干污泥后，交由有资质的单位处置。

2.2.2石英砂过滤+活性炭过滤+超滤

此阶段主要目的是对水中的COD、氨氮、SS、总磷进行深度处理，并进一步去除镍。石英砂过滤器和活性炭过滤器主要用于浓水进入超滤设备前的预处理。

中间池出水首先进入石英砂过滤器，此过程主要是将浓水在压力作用下通过过滤器内的石英砂介质进行过滤，利用滤料的拦截、黏附、吸附作用，可有效去除水中的悬浮颗粒、有机物、磷、镍等。石英砂过滤具有过滤阻力小、比表面积大、耐酸碱腐蚀能力强、抗污染性能优良等特点。通过滤料及过滤器设计的优化，石英砂过滤器在运行过程中对原水浓度、预处理工艺、操作条件等具有良好的适应性。在过滤过程中，滤料会自动形成上部较密、下部较密的状态，反冲洗时，过滤器内滤料会充分分散，清洗效率高。整个过滤过程快速、准确，污水截留量大。

浓水经过石英砂过滤后，进入活性炭过滤器进一步净化，由于活性炭的比表面积大，吸附能力强，浓水中的有机物、悬浮物等污染物能在这里被大量截留，包括在前面反应中遗漏的小分子有机物。

石英砂过滤器和活性炭过滤器均具有运行效率高、可24小时连续运行、不需停机反冲洗、运行维护费用低、投资少、进水水质要求低、出水水质稳定、净化效果好等特点，是极为经济的超滤和离子交换预处理工艺。这两个过滤阶段产生的反冲洗水将进入废水处理环节中的低镍水池进行进一步处理。

浓水经过石英砂、活性炭两道过滤预处理工序后，进入超滤系统。超滤是依靠超滤膜两侧的压力差作为推动力，以错流或死端方式实现过滤的过程，整个过程效率高，能耗少。滤膜允许小分子通过，截留胶体、蛋白质、水溶性聚合物、细菌、孢子等大分子和颗粒，从而达到分离、分类、净化、浓缩的目的。前期加入的NaOH会与浓水中的镍形成Ni(OH)2，与生物大分子相似，很难实现沉降分离，超滤技术可以解决这个问题，进一步去除前面工序未能去除的镍。超滤工艺还可以去除部分呈胶体、悬浮状态的水中COD。

2.2.3 离子交换树脂

离子交换树脂具有交换效率高、交换容量大、化学稳定性强、机械强度高等特点，其主要净化原理是使废水中的重金属离子与树脂中的离子进行交换，从而大大降低废水中重金属离子的浓度。浓水经过除镍树脂后，可以有效去除净化水中的镍离子。此阶段反洗除镍树脂时产生的废水，也将进入废水处理环节中的低镍水池进行进一步处理。

3.主要建筑物及设备

3.1浓水收集罐

1、设计尺寸为20.0m×3.5m×4.5m，有效容积315m3，钢筋混凝土、防腐结构。装置附件有：水泵2台（一用一备）；电缆浮子式液位控制器1套（3点控制）。

3.2混凝反应池

1、设计尺寸为2.0m×6.0m×2.5m，分为3个隔室（单室有效容积8m3），碳钢防腐结构。装置配件包括：JB-4kw不锈钢反应搅拌器3台；pH-101酸碱控制器1台；OD90加药泵3台。

3.3斜板沉淀池

2、设计尺寸为3.0m×3.6m×4.5m，碳钢防腐结构。设备附件包括：18m2斜板填料支架，规格φ50（含支架）。

3.4 中间池

1、设计尺寸为2.0m×6.0m×2.5m，有效容积为24m3，碳钢、防腐结构。装置配件有：JB-4kw不锈钢反应搅拌机1台；pH-101酸碱控制器1台；OD90加药泵1台；G37-65出水泵（7.5kW，304不锈钢）2台；电缆浮子式液位控制器（3点控制）1台。

3.5石英砂过滤器

2台（一台用，一台备用），设计尺寸为φ×，壁厚6mm，内装石英砂（粒度5mm），带自动反冲洗系统，钢质内衬橡胶制造。

3.6 活性炭过滤器

2台（一用一备），设计尺寸为φ×，壁厚6mm，内装活性炭（粒径5mm），带自动反冲洗系统，钢质内衬橡胶材质。

3.7 超滤系统

SJ--S型柱式超滤膜组件，20片。该装置配件包括：膜架，1套；清洗水箱（带磁翻板液位控制，壁厚12mm），2套；CDL42-10清洗泵（304不锈钢，4kW），2台；保安过滤器（304不锈钢，含20片40″熔喷PP滤芯，过滤精度5μm），2套。

3.8 超滤水系统

1、设计容量5000L，PP材质，壁厚15mm，配磁翻板液位计。设备配件包括：CDL42-10超滤反冲洗泵（304不锈钢，4kW），2台；CDL32-20-2出水泵（304不锈钢，3kW），2台。

3.9 除镍树脂槽

2、设计尺寸为φ×，壁厚为6mm，设有自动反冲洗及再生系统，材质为钢质内衬橡胶，内衬除镍树脂。

4.工程调试效果

该项目于2017年底竣工，经过数月的调试，整个浓水处理系统运行稳定，出水水质（见表2）达到当地污水厂验收标准，整个项目重金属镍的去除率达到99%以上。

5.经济技术指标

5.1 项目成本

本项目总造价181万元，分为直接费和间接费两部分，直接费为建筑及购置设备费用，为147.6万元；间接费为安装、运输、调试过程中发生的费用，其中安装运输费30.4万元，调试费3万元。

5.2 运营成本

运营成本包括电力、化学品和劳动力管理成本：

（1）电费：总用电量为719.04kW·h/d，电价按0.8元/（kW·h）计算，处理每吨水需电费为1.58元。

（2）药剂费用：本系统需加酸碱调节pH值，投加PAC、PAM等药剂进行物理化学反应，日常运行调试所需的药剂及测试仪器均由厂方购置。经测算，处理每吨水所需药剂费用约为3.20元。

（3）人工管理费：操作人员2人，人工成本3000元/月，处理吨水人工成本为0.55元。以上三项加起来处理吨水运行成本为5.33元。

六，结论

混凝沉淀+过滤吸附+离子交换的组合工艺，充分发挥了各工艺的优势，使电镀废水反渗透处理后产生的含镍浓水得到彻底净化。整个工艺流程简单，构筑物占地面积小，对镍的去除稳定高效，对有机物、悬浮物、总磷的净化效率也达到60%~70%，唯一不足之处是对氨氮的去除效果一般。整个工艺出水水质稳定，各项指标均达到当地污水处理厂的验收标准。各处理设备自动化水平高，能耗低，处理效率高。运行后，吨水处理成本为5.33元，经济效益良好。