陳同雪-鉻酸回收及電鍍廢水回用工藝改造

1、污染預防鉻酸回收及電鍍廢水回用工藝改造技術(shù)報告姓名 陳同雪學號 班級 環(huán)境工程111目錄一、前言2二、污染源分析22.1電鍍廢水概況22.2原電鍍廢水處理工藝存在問題22.2.1污染物分類及來源22.2.2原電鍍廢水處理工藝存在問題3二、預防措施43.1改造后電鍍廢水處理工藝流程43.2鉻酸回收工藝53.2.1工藝流程說明5四、可行性分析64.1技術(shù)可行性參考64.2經(jīng)濟合理性64.3設(shè)備可靠性6五、效益分析85.1環(huán)境效益85.2經(jīng)濟效益8六、結(jié)語10參考文獻：10一、 前言浙江某電鍍廠原有的電鍍廢水處理工藝部分設(shè)備嚴重腐蝕，處理廢水的效果不穩(wěn)定，電鍍廢水含有氰、鎘、鎳、鉻、氟及酸堿重金屬等

2、有毒物質(zhì)，重金屬種類多、排放量大、濃度高，考慮對其進行工藝改造達到電鍍污染物排放標準（GB 21900-2008），同時通過再生-脫鈉-濃縮工藝將廢鉻酸回用于生產(chǎn)線上。二、污染源分析2.1電鍍廢水概況該廠的電鍍過程中產(chǎn)生大量漂洗廢水，總量約為800t/d，廢水類型有五類，處理前廢水詳細情況見下表。表1.處理前廢水情況序號廢水類型主要成分水量（m3/h）1含氰、含鎘、含鎳廢水Na2(Cu(CN)4)、Na2(Cd(CN)4)、K(Ag(CN)4)、Ni2+ 等成分82酸堿廢水和焦磷酸銅廢水含磷酸鹽、Cu2P2O7等物質(zhì)203含鉻廢水及地面沖洗水含Cr6+ 等物質(zhì)204含氟廢水含HF、HBF4、S

3、n(BF4)2等成分15檸檬酸除銅廢水主要含Cu5(C6H5O7)212.2原電鍍廢水處理工藝存在問題2.2.1污染物分類及來源原電鍍廢水中主要污染物的進、出水水質(zhì)及水量如下表所示：表2.原有工藝進水、出水水質(zhì)Tab2. Influent and effluent quality of original process/(mg.L-1)項目PHCODNi2+Cr6+CN-Cu2+F-Cd2+Pb2+Zn2+磷酸鹽進水232004001020208010203050204010202040/20301530出水79100200<1.0<0.5<0.3<0.5<7&l

4、t;0.03<0.2<1.0<0.8§ 廢液來源： 電鍍生產(chǎn)過程中排放的廢水，包括前處理廢水(除油、除銹廢水中含有石油烴類)，電鍍鍍槽廢水（預鍍、退鍍和電鍍，廢水中含有重金屬，如鉻、鎳、銅及鋅等），后處理廢水（鈍化、除氫）等。包括輕污染的鍍件上架沖洗水和下架前的冷水沖洗水，熱水洗產(chǎn)生的含油廢水，酸洗產(chǎn)生的酸性廢水，含鎳的漂洗水和含鉻的漂洗水，其中含鉻漂洗廢水是企業(yè)處理的難點。原工藝處理效果不穩(wěn)定，污泥產(chǎn)量大，運行費用高。§廢氣廢渣此處不做詳細討論。2.2.2原電鍍廢水處理工藝存在問題廢水處理設(shè)施每天兩班，16h 運行，可以保證氰化物和鉻、銅、鎳等重金屬達標

5、排放，但出水COD為100200 mg/L，不能達到電鍍污染物排放標準（GB21900-2008）中的COD80 mg/L的規(guī)定，原有的工藝流程中也存有諸多問題，因此考慮對原有廢水處理工藝進行升級改造。保證廢水處理系統(tǒng)一年四季能正常運行，使改造后的處理設(shè)備及系統(tǒng)能夠增收經(jīng)濟效益的同時提升水質(zhì)、減排污廢等環(huán)境效益。需要解決系統(tǒng)存在的以下問題：1. 設(shè)備工藝方面：1) 主要構(gòu)筑及設(shè)備時而受氣候的變化影響，斜管沉降池腐蝕嚴重，斜管沉降池壁及砂濾罐均銹穿，中間水池防腐防層脫落，侵蝕嚴重，現(xiàn)需要改進管路材質(zhì)使其具備抗腐蝕性與抗磨損性等特點。2) 加堿管路不易清潔維護，出現(xiàn)堵塞導致加藥困難。2. 資源回用

6、方面：1) 經(jīng)處理系統(tǒng)處理后的水直接排放，并不作為工廠回用水回收，造成不必要的資金損耗和水資源浪費。2) 廢水中大量的重金屬部分處理后最終同污泥濾壓填埋，而金屬回收可以為工廠又帶來一筆經(jīng)濟效益。原電鍍廢水工藝流程見下圖：二、 預防措施經(jīng)污染源分析，現(xiàn)考慮對該廠的電鍍污廢水回用和鉻酸回收兩方面進行升級改造。(1) 電鍍污廢水回用: 廢水中重金屬量大、種類多，去除效果不好，對原有電鍍廢水工藝進行升級回收改造不僅節(jié)約了自來水用量、廢水排污費、固廢的處理處置費等費用，實現(xiàn)無害毒物質(zhì)排放。(2) 鉻酸回收: 該廠廢水中金屬鉻濃度較高，現(xiàn)考慮通過再生-脫鈉-濃縮工藝將廢鉻酸回用于生產(chǎn)線上，盡可能降低該廠的

7、環(huán)境風險、實現(xiàn)鉻酸回收環(huán)境經(jīng)濟雙收益。3.1改造后電鍍廢水處理工藝流程§ 改造后電鍍廢水處理工藝流程見下圖：3.1.1含氰、含鎘、含鎳廢水含氰、含鎘、含鎳廢水進入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水量后把廢水提升至一級破氰池，在 pH 計控制下自動投加堿液，維持廢水的pH為11，在ORP計控制下自動投加次氯酸鈉將氰根離子氧化（pH=11，ORP=350mV），反應完全后，廢水進入二級破氰池，再將廢水提升至混凝斜板沉淀池1與酸堿反應池流出的廢水混合，在混凝斜板沉淀池1中投加硫酸調(diào)節(jié)pH為8.5，投加次氯酸鈉（pH=8.5，ORP=650 mV），再在廢水中投加堿，調(diào)整pH到11左右，同時投加聚合硫酸鐵形成氫

8、氧化物沉淀，在PAM的助凝作用下去除沉淀。3.1.2酸堿廢水、焦磷酸銅廢水酸堿廢水、焦磷酸銅廢水進入調(diào)節(jié)池，廢水從調(diào)節(jié)池提升到酸堿反應池，投堿調(diào)整pH為12左右，同時投加CaCl2，在高pH環(huán)境下，磷酸根離子與鈣離子結(jié)合形成磷酸鈣，等廢水反應完全后進入混凝斜管沉淀池1中，與流入混凝斜管沉淀池1中含氰、含鎘、含鎳廢水混合，沉淀后一同流入中間水池1。3.1.3含鉻廢水含鉻廢水進入調(diào)節(jié)池，從調(diào)節(jié)池提升至含鉻廢水反應池，在廢水中先投加酸，調(diào)節(jié)pH在23范圍內(nèi)，由ORP儀反饋信號給投藥泵，控制投加亞硫酸氫鈉，使 Cr6+被還原為Cr3+，此時污水pH較低（<3），排至中間水池1與混凝斜板沉淀池1出

9、水進行中和后進入混凝斜板沉淀池2中綜合處理。3.1.4含氟廢水含氟廢水進入調(diào)節(jié)池，提升至含氟反應池，調(diào)整pH到79后通過投加CaCl2使水中的氟離子與鈣離子結(jié)合形成氟化鈣，然后廢水進入混凝斜板沉淀池2中，向水中投加PAC、PAM，通過調(diào)整水中的pH至 Pb、Sn等金屬離子沉淀下來。3.1.5檸檬酸廢水檸檬酸廢水中含銅離子，廢水進入調(diào)節(jié)池后進入檸檬酸反應池，投堿調(diào)整廢水的pH在78之間，通過投加Na2S將水中的銅離子轉(zhuǎn)化為CuS。然后廢水進入混凝斜管沉淀池2中進行固液分離，將水中的CuS去除。3.1.6回用收集進入混凝斜管沉淀池2的廢水一部分進行污泥處理，一部分進入中間水池2。用泵把水送入砂過濾

10、器，如果從中間水池2的出水通過石英砂過濾，水質(zhì)達標則排入回用水收集池，若不達標，再經(jīng)過離子交換器過濾達標后進入回用水收集池。3.2鉻酸回收工藝3.2.1工藝流程說明圖3.鉻酸回用工藝流程如圖所示，鉻酸回收工藝首先采用氫氧化鈉溶液對飽和陰樹脂進行再生，再生后的樹脂可繼續(xù)用于含鉻漂洗水回用工藝中，而再生液經(jīng)過炭濾、精密過濾后，用氫型陽離子交換樹脂進行脫鈉處理，處理后的鉻酸液經(jīng)精密過濾、蒸發(fā)濃縮后回用于生產(chǎn)線上。上述工藝流程中的精密過濾采用濾芯式和濾袋式兩種類型，均采用聚丙烯（PP）無紡布改性材料，以增強其抗污染性能。 四、可行性分析4.1技術(shù)可行性參考參考一：沈陽建筑大學市政與環(huán)境工程學院為解決工

11、廠斜管沉降池嚴重腐蝕、砂濾罐出現(xiàn)銹穿、加堿管路堵塞無法加藥、中間水池防腐防層脫落等問題，采用該電鍍廢水處理工藝將原有的電鍍廢水處理設(shè)施進行改造，并對現(xiàn)有處理工藝方案、處理設(shè)備等進行改進?，F(xiàn)運行良好,效益明顯。參考二：上海工程技術(shù)大學化學化工學院和上海山青水秀環(huán)境工程有限公司采用以離子交換技術(shù)為核心、靈活轉(zhuǎn)換樹脂類型的工程進行升級改造，為一減震器集團有限公司解決了鋼件鍍鉻過程中產(chǎn)生大量漂洗廢水的問題。該企業(yè)原采用化學沉淀法對廢水進行處理。水處理總量約為300d/t，主要污染物為Cr（VI）及Fe、Zn 、Mn等金屬離子。工程實施后實現(xiàn)了廢水回用，成功回收的鉻酸溶液經(jīng)濃縮后回用到生產(chǎn)線上?，F(xiàn)運行良

12、好。4.2經(jīng)濟合理性1、新增能耗： 新增離子交換器，動力16.5 kW，工作時間16 h，日動力消耗 264 kWh，成本 269 元/d，平均增加電費0.336元/m3。2、新增藥劑費： HCl噸水用量0.02kg，單價0.5元/kg，噸水成本 0.01元。NaOH噸水用量0.03kg，單價3.1元/kg，噸水成本0.093元。藥劑費合計0.103元/m3。新增加的電費和藥劑費總和為0.439元/m3，最終水處理成本為4.33元/m3。4.3設(shè)備可靠性1. 離子交換器：在原有工藝流程的砂濾池后面增加離子交換器，若石英砂過濾的水質(zhì)不達標，增加離子交換柱再生系統(tǒng)，保證離子交換樹脂再生及水處理效果

13、。2. 混凝斜管沉淀： 槽體采用316L不銹鋼，現(xiàn)場拼裝，外表面噴環(huán)氧鐵紅底漆和醇酸面漆，并安裝扶梯和操作平臺，解決斜管沉降池嚴重腐蝕的問題。3. 砂過濾器：采用厚5mm的316L不銹鋼材質(zhì)，防止砂濾罐銹穿。4. 堿管：原先堿管路堵塞無法加藥，現(xiàn)更換堿管并在藥泵前安裝Y型過濾器。5. 中間水池：原中間水池的防腐層已經(jīng)脫離，采用五布七油的環(huán)氧樹脂和玻璃纖維布重做防腐防滲。6. 反應池：各個反應池均為 PP 材質(zhì)，厚度為 15 mm，用加強筋加固。7. 處理槽：選用材料耐酸堿腐蝕、耐氧化不變形，并配壓縮空氣攪拌裝置防止污泥沉積。表3. 主要構(gòu)筑物及其設(shè)計參數(shù)序號設(shè)備名稱規(guī)格有效容積數(shù)量材料1破氰反

14、應池2200mmx3500mmx1400mm1m32座PP材質(zhì) 加強筋加固2含酸堿廢水反應池2200mmx3500mmx1400mm1m31座PP材質(zhì) 加強筋加固3含鉻廢水反應池中酸化槽2200mmx1300mmx1400mm4m31座PP材質(zhì) 加強筋加固4還原槽2200mmx2700mmx1400mm8m31座PP材質(zhì) 加強筋加固5含氟廢水反應槽1800mmx850 mmx1 400 mm2m31座PP材質(zhì) 加強筋加固6檸檬酸除銅廢水反應槽1800mmx850 mmx1 400 mm厚度為15 mm2m31座PP材質(zhì) 加強筋加固7處理槽2200mmx2700mmx1400mm1座耐酸堿腐蝕、

15、耐氧化材料8壓縮空氣攪拌裝置1座9混凝斜管沉淀池13500mmx8600mmx3800mm 28 m3/h1座316 L不銹鋼材質(zhì)加強筋加固10混凝斜管沉淀池 23500mmx8000mmx3800mm 25 m3/h2座316 L不銹鋼材質(zhì)加強筋加固11中間水池 22 100 mmx3 100 mm2座316L 不銹鋼材質(zhì)12離子交換器1 500 mmx4 200 mm2座4 t樹脂 316L不銹鋼材質(zhì)13過濾器1500mmx2400mm3臺玻璃鋼加強14精密過濾器15芯40寸2臺SUS304外殼15濾芯5m x 4030根PP16陽床1500mmx2400mm2玻璃鋼加強17陽樹脂SQSX

16、-0011批18陰樹脂SQSX-0021批19回用水箱PT-10000L1個PE20活性炭過濾器750mmx1950mm1套玻璃鋼加強21袋式過濾器300mmx1200mm1套SUS304外殼22脫鈉柱750mmx1950mm2個玻璃鋼加強23脫鈉樹脂SQSX-0031批24鉻酸收集箱PT-2000L1個PE25鉻酸收集箱PT-5000L1個PE26蒸發(fā)裝置組合1套鈦鋼防腐27PH儀表64213個組合28自控制柜組合1套組合（實現(xiàn)自動處理洗脫再生）29板框壓濾設(shè)備組合1套五、效益分析5.1環(huán)境效益電鍍污廢水回用實現(xiàn)無害毒物質(zhì)排放，將處理水用于生產(chǎn)和場地清潔；鉻酸回收后回用于生產(chǎn)線上，最大降低該

17、廠的環(huán)境風險、實現(xiàn)鉻酸回收環(huán)境經(jīng)濟雙收益。5.2經(jīng)濟效益5.2.1改造前、后費用比較總費用包括電費、藥劑費、人工費，總費用節(jié)約了1.9元/m3表4.改造前、后費用比較 (元/m3)Tab4. Comparison of operation cost before and after reconstruction項目電費藥劑費人工費總費用改造前0.5606.5000.677.700改造后0.8966.6030.678.1395.2.2工程運行成本（節(jié)約費用）工程運行可節(jié)約多項費用：回收鉻酸、排污費用、自來水費用以及改造前廢水處理費用和污泥處理處置費等共計127.35萬元/年。表5.工程運行成本（

18、節(jié)約費用）節(jié)約費用項目成本回收鉻酸216000元/a排污費用315000元/a（以3.5元/t計）自來水費用135000元/a（以1.5元/t計）改造前廢水處理費用382500元/a改造前污泥處理處置費225000元/a合計1273500元/a5.2.3工藝改造前后的進、出水質(zhì)水量對比表6.電鍍污染物排放標準部分標準Tab6. Design discharge standard項目PH/(mg.L-1)CODNi2+Cr6+CN-Cu2+F-Cd2+Pb2+Zn2+磷酸鹽排放標準69800.50.20.30.5100.050.21.51.0表7.回用水水質(zhì)標準污染物排放限值PH色度/倍SS/m

19、g/LCOD /mg/LBODs臭味總大腸菌群/個/L溶解性固體/mg/L6.5930105010無不快感覺5800對比表8、表9、表10，即電鍍廢水工藝改造前后的進、出水質(zhì)水量對比，污廢水處理工藝改造前后水質(zhì)有了明顯改善：COD、Ni2+、Cr6+等項目均達到了電鍍污染物排放標準規(guī)定，見表6；回用水也要求達到城市污水再生利用雜用水水質(zhì) (GB18920-2002)，見表7。表8.原有工藝進水、出水水質(zhì)水量Tab8. Influent and effluent quality and quantity of original process/(mg.L-1)項目PHCODNi2+Cr6+CN-

20、Cu2+F-Cd2+Pb2+Zn2+磷酸鹽進水232004001020208010203050204010202040/20301530出水79100200<1.0<0.5<0.3<0.5<10<0.05<0.2<1.5<1.0水量(m3/d)20040026035090100表9.改造后進水水質(zhì)及水量Tab9. Current influent quality and quantity of electroplating waste water項目PH/(mg.L-1)CODNi2+Cr6+CN-Cu2+F-Cd2+Pb2+Zn2+磷酸鹽進水水質(zhì)352405507016014032010020050130150280100200160280130260100300水量(m3/d)400550400130110六、結(jié)語廢水處理成本相對于原有工藝雖然有所提高，但實現(xiàn)了洗漂水充分回用，社會效益顯著。另外通過污水回用及對鉻酸資源的回收，節(jié)約了自來水用量、廢水排污費、固廢的處理處置費及鉻酸的使用量。具有明顯的經(jīng)濟、環(huán)境效益，既增加了環(huán)境效益又為企業(yè)節(jié)約了費用。參考文獻：1 GB 21900-2008 電鍍污染物排放標準S.北京:中國環(huán)境出版社 , 2008.2李亞峰, 張文靜 某廠