电镀废水深度处理及回用工艺设计-处理单元设计

处理单元设计一、项目概况位于某电镀基地的污水处理厂专门处理电镀生产中所出的电镀废水，按照废水零排放的标准化建设，基地内排放的电镀废水主要分为含氰废水、含镍废水、前处理废水、酸碱综合废水、含铬废水以及事故混排废水六类。目前该厂的污水处理设施主要分为物化、生化及回用水三个方面。原有系统主要采用传统化学法+过滤对电镀废水进行分类处理，但出水及中水回用率暂时还达不到环评批复的要求。为进一步提高废水处理能力，按省环保厅环评批复要求达到国家《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）中IV类水出水质量，并实现60%以上废水回用率，对原5000m3/20h的污水处理系统进行技术升级改造，增加电絮凝系统、离子交换系统、生化系统及中水回用系统，处理能力5000吨/20h，处理后出水达到地表水IV类水，回用能力达3000m3/20h，同时通过离子交换实现铜、镍、铬等重金属的回收，减少重金属污泥产生量。二、设计原则严格执行国家有关环境保护的各项规定，确保出水达到国家及地方有关污染物排放标准。确保回用率达到环评批复的要求。确保对电镀废水中的金属进行有效的分类回收。采用目前国内成熟、实用的处理工艺，稳定可靠地达到治理目标要求。二、设计原则工艺技术条件控制实现自动化，保证工艺的稳定性，减轻工人劳动强度。技术路线简单明了，操作管理方便，工艺流程抗冲击能力强。在上述前提下，做到投资少，运行费用低。各处理路线联动,避免重复。三、废水分类及水质、水量情况废水种类废水来源排放量（m3/d）单位时间处理能力（m3/h）设计进水浓度要求含氰废水氰化镀铜、仿金75037.5Cu2+≤50；总CN-≤100；

COD≤100；电导率≤2500µs·cm-1含铜废水（综合）酸活化、酸性镀铜焦磷酸镀铜125062.5Cu2+≤100；电导率≤3000µs·cm-11含镍废水含镍电镀废水（化学镀除外）75037.5Ni2+≤100；电导率≤2500µs·cm-1三、废水分类及水质、水量情况废水种类废水来源排放量（m3/d）单位时间处理能力（m3/h）设计进水浓度要求含铬废水镀铬后清洗水50025Cr6+≤150；Cu2+≤2.5；COD≤10；电导率≤2500µs·cm-1前处理废水除油、酸洗150075COD≤500；油类≤200混排废水车间保洁、含氰钝化废水25012.5Cu2+≤20；Zn2+≤50；COD≤200；CN-≤10；Cr6+≤0.5；Ni2+≤20水量合计5000250每天运行20小时6000每天运行24小时四、处理后出水水质标准处理后的电镀废水水质须符合《地表水环境质量标准》IV类水质标准要求。项目《地表水环境质量标准》IV类水质标准要求出水水质标准pH6~96~9CODcr≤30mg/L≤30mg/LBOD5≤6mg/L≤6mg/L六价铬≤0.05mg/L≤0.05mg/L总氰化物≤0.2mg/l≤0.2mg/l项目《地表水环境质量标准》IV类水质标准要求出水水质标准总铜≤1.0mg/l≤0.5mg/l总镍-≤0.05mg/l总锌≤2.0mg/l≤2.0mg/lSS-≤40mg/L色度-≤20倍总磷（以P计）≤0.3mg/l≤0.3mg/l氨氮≤1.5mg/l≤1.5mg/l石油类≤0.5mg/l≤0.5mg/l

从上表中可以看出，地表Ⅳ类水标准总镍、COD（化学需氧量）、氨氮、总磷、总氮、石油类都较《电镀污染物排放标准》的表3严格，其中氨氮、总磷、石油类三相按照环保局监测数据目前可以达到；

五、回用净水水质指标产出回用水必须达到自来水标准并回用车间生产线项目回用水水质标准pH6～8总硬度≤3.0mg/L含铁量≤0.3mg/LCODcr≤10mg/L浊度≤1NTU色度≤10倍电导率≤100μS/cm2一、技术路线分析

考虑到离子交换系统运行存在再生时间长、受来水影响大等特点，特保留现有的化学法处理系统作为含氰废水、综合废水、含镍废水、含铬废水离子交换系统的应急处理设施，当任一套离子交换系统运行中出现事故时，则该类废水都可单独经过化学法处理系统治理后达标排放，从而进一步的保证废水站运行的可靠性、稳定性。按照不同废水性质的情况，综合考虑废水回用率的问题，该污水厂处理设计方案拟采用离子交换对含氰废水、综合废水、含镍废水及含铬废水四股废水进行处理，并将现有的这四种废水的化学法处理设施保留作为废水系统的事故应急备用设备，以确保废水处理的可靠性及稳定性，离子交换系统具有以下特点：①处理后水回用率

化学法处理后，水的矿化度大幅提高，使得RO回收水成本增加或难于回收，水回收率不高于60%，浓缩倍数不大于10倍；本方案采用离子交换法，可把废水中可电离的污染物吸附并浓缩，水回收率大于90%，污染物浓缩倍数可达100-500倍。离子交换系统具有以下特点：

②回收水水质

离子交换出水水质比较好，电导率在250～500µs*cm-1之间；而化学法处理后，电导率普遍高于4000，而且由于含有较多胶体物质，使得后续废水回收维护管理难度加大。③运行成本

药剂耗用方面离子交换略低于化学法或持平。离子交换系统具有以下特点：

④场地占用规模离子交换法可省掉大容积沉淀池，而且装置可安置在废水收集池盖板上，占地面积很小，可节省宝贵的土地资源。把土地成本考虑在内的投资规模远远小于化学法。⑤资源回收化学法得到混合污泥，回收困难，易产生二次污染；离子交换法可直接得到较纯的金属盐，回收成本低，利用率高。离子交换系统具有以下特点：

⑥维护管理角度分析

掌握化学法的人众多，管理容易；离子交换法需自行培养管理人员，管理要求严格。

离子交换法并非万能，高浓度废液的处理，化学法仍为首选。离子交换再生浓盐水需要蒸发浓缩处理。二、含氰废水的处理现有一套普通化学法工艺处理构筑物。保留现有的废水处理构筑物，做为应急备用处理设施，增加一套离子交换系统，对含氰废水进行去离子处理，出水进入1#回用水系统。1、流程图

氰系IE由两组三柱组成：分别吸附氰根及其络离子、除铜、脱盐等功能，两组树脂组合以全饱和方式运行，前组饱和后泄漏的氰继续被后组吸附；如果增加一组后备可不间断运行，系统同时具有脱盐能力。2、原理含氰废水经安全过滤器，CN-以（Cu(CN)3）2-络合阴离子的形态被树脂吸附，再生时在高浓度盐酸的作用下CN-被Cl-所取代，在负压下（液碱射流吸收）以气态HCN的方式排出树脂柱并被碱液吸收，最终回收氰化钠；此时亚铜离子以（Cu(Cl)3）2-的形态被吸附在阴树脂上。2、原理废水再次进入除氰阴柱时CN-取代Cl-的位置，Cl-排出并被后面的阴柱吸附，部分亚铜离子被溶解氧氧化，转变为二价离开除氰阴柱被紧接在后的阳树脂吸附。3、再生采用盐酸（HCl）再生，破坏铜氰络合阴离子，产生的HCN经射流器用15%氢氧化钠溶液负压吸收。强酸性废液压力进入后续阳柱使阳树脂再生，最终废酸含少量氰和含亚铜络离子，与碱性再生废液合并后次氯酸钠就地破氰回收铜，后去蒸发减量。氰化钠回收液回电镀车间。电导率仪监控加快速氰化物定性测试三、含铜废水（综合废水）的处理现有一套普通化学法工艺处理构筑物。保留现有的废水处理构筑物，做为应急备用处理设施，增加一套离子交换系统，对综合废水进行去离子处理，出水进入1#回用水系统。1、流程图

含铜废水离子交换模块由2×2的阴阳树脂柱组合构成，树脂柱分别承担pH调整（不增加废水矿化度）及重金属吸附的功能，阳树脂以全饱和方式运行，两组树脂可互为后备。2、原理含铜废水由调节池停留调匀后经泵提升送到砂滤罐去除悬浮物后，进入离子交换系统。当pH调整柱失效后（产水pH小于4）进入再生程序，处理后的废水需经过脱盐模组处理。铜系IE对重金属离子吸附能力强，但不具备脱盐能力，需要后续脱盐处理方可回用。2、原理废水再次进入除氰阴柱时CN-取代Cl-的位置，Cl-排出并被后面的阴柱吸附，部分亚铜离子被溶解氧氧化，转变为二价离开除氰阴柱被紧接在后的阳树脂吸附。3、再生前面的阳树脂主要吸附铜，可以用8%的硫酸洗脱再生并回收硫酸铜；阴树脂吸附酸根，用5%的NaOH溶液再生排出不含重金属的盐水，浓盐水去蒸发浓缩减量。四、含镍废水的处理现有一套普通化学法工艺处理构筑物。保留现有的废水处理构筑物，做为应急备用处理设施，增加一套离子交换系统，对含镍废水进行去离子处理，出水进入1#回用水系统。1、流程图原理和再生过程与含铜废水处理类同五、含铬废水的处理现有一套普通化学法工艺处理构筑物。保留现有的废水处理构筑物，做为应急备用处理设施，增加一套离子交换系统，对含铬废水进行去离子处理，出水进入1#回用水系统。1、流程图

2、原理废水经调节池停留调匀后，经提升泵往送砂滤罐去除悬浮物，然后进入H型树脂，去除废水中的重金属阳离子及其他阳离子，置换释放出氢离子，使得废水pH值小于3，废水中的六价铬离子全部以Cr2O72-（重铬酸根）离子的形式被阴树脂优先吸附，原有已被吸附的其他酸根离子被置换。本装置同时具有脱盐功能。3、再生强酸树脂采用盐酸或硫酸再生，再生废液含三价铬、铜镍等重金属，需要后续化学处理；弱碱树脂用氢氧化钠溶液再生，回收铬酸钠。4、铬酸钠浓液处理铬酸钠不能直接被利用于电镀，必须用离子交换树脂脱钠处理；如果利用回收浓液生产三价铬（硫酸铬）电镀，则可以在收集到一定量时投加浓硫酸和葡萄糖还原，加入有络合能力的有机酸（可以是化学镀镍回收镍后的残液），最后浓缩、喷雾干燥得产品。四股废水经过离子交换系统后，出水汇入1#回用水原水池，进入1#回用水系统。六、前处理废水的处理该股废水中含有乳化液、表面活性剂和化学溶剂，如不单独处理，会使CODCr指标超标。因此这股废水单独引入前处理废水调节池，用泵提升至PH调整池，调节PH至8.5左右，废水自流入电絮凝系统。电絮凝曝气氧化池混凝沉淀水解+好氧+沉淀BAF池回用水原水池2#3634M3/d前处理废水1、电絮凝系统借助外加高电压作用产生电化学反应，把电能转化为化学能，采用可溶性金属铁为极板，废水进入电凝机在直流电的作用下，水溶液离解为H+与OH-。无需加药电凝设备即可对废水中的有机或无机物进行氧化还原反应，进而凝聚、浮除，将污染物从水体中分离，可有效地去除电镀综合废水中的Cr6+，Zn2+，Ni2+，Cu2+，Cd2+，CN，油，磷酸盐以及CODcr，SS与色度。

优点：a:减少污泥量，系统完全不需添加任何化学药剂，污泥量产生只有传统化学法的一半甚至更少。b:占地面积少，传统化学法药剂处理应用不同药剂及不同处理方法需要很多池子，使用本系统可统一处理减少池子的数量，进而减少占地面积。c:水可以回收再利用，经本系统处理后，大部分可符合环保排放要求。再经深度处理后可做回收利用。

d：不需要添加任何化学混凝、助凝药剂，可同时处理多种类的废水。e：运行操作简单，系统采用PLC全自动控制系统。f:保养简单，使用寿命长，只需更换电极，系统有即时自动清洗系统，在正常及正确使用下寿命最少可达15年。g:低操作成本，主要成本为电费和电极板的消耗费用，电费每吨水约0.8-1.2度，电极板为每吨水约消耗23g。

电絮凝出水进入曝气氧化池，曝气2小时后出水提升至混凝反应池，投加少量混凝剂后，出水自流入斜管沉淀池，进行固液分离，上清液自流进入生化处理系统。

2、水解酸化池

为充分提高水解酸化的效果，本设计采用较长的水力停留时间（HRT=16h）。

3、接触氧化池本设计接触氧化池采用垂直翻腾式，水力停留时间约为10h。为改善絮体结构，提高沉淀效率，在接触氧化池倒数第二级投加PAC和PAM。药剂由计量泵通过穿孔管投加到设于池面上的混和槽中。4、曝气生物滤池（BAF）

为进一步提高生物降解程度,降低悬浮物质含量,为下一阶段回用处理供应尽可能优质的水源,沉淀出水通过管道自流进入曝气生物滤池处理。

4、曝气生物滤池（BAF）本设计曝气生物滤池采用过滤速度为1.5m/h（强制滤速为1.8m/h）,有效接触时间为2h,钢筋混凝土结构，分为六格,每格过滤面积为36m2,成两行对称排列,两行之间设管廊。池体下部设反冲洗清水池(兼作回用水原水池)。滤池南部为面积98m3的设备间，其内安置滤池反洗水泵，风机及回用水提升泵。出水流入2#回用水原水池，进入2#回用水系统。

七、混排废水的处理混排废水指电镀车间的“跑、冒、滴、漏”、氰化电镀后钝化、褪镀清洗废水等，该废水水量小，但污染成分复杂，处理工艺以先化学法二级破氰后再流入前处理废水一起处理。该废水部分可以以周期运行方式对混排废水进行深