电镀废水处理及中水回用技术

电镀废水处理及中水回用技术

张小琴 冀耀华 王翀 尹群

陕西飞机工业有限责任公司 陕西汉中 723213

[摘要] 电镀生产过程中会产生大量废水，其中含有铬、氰化物、镉、镍、锌、铜、磷酸盐、酸碱等多种有毒有害物质，为保护环境，节约水资源，实现清洁生产，本文采用废水分类收集、分类处理、膜过滤、中水回用及重金属浓缩液蒸发结晶等技术，使电镀废水回用率达到90%，资源循环利用，为企业带来经济效益和周边环境正效应。

[关键词] 电镀废水；膜过滤；中水回用；蒸发结晶

1 前言

现阶段，传统的高污染、高排放表面处理技术逐渐被限制、取缔，环保已成为工业企业生产中重要的考虑因素之一，而镀锌、镀镉、镀铬、镀铜、镀镍、镀镉钛、镀银、镀锡等常用电镀工艺，仍然每日产生大量废水，其中含有氰化物、重金属、六价铬、酸碱等多种污染物，对环境、人体健康产生巨大危害，因此，传统表面处理无害化改造已经刻不容缓，对表面处理生产能力进行合理规划布局、严控污染物回收等工作显得尤为重要。

2 电镀废水分类预处理

2.1 含铬废水预处理

含铬废水主要来自镀铬生产线及钝化工序后的漂洗水，该类废水中含有毒性较高的六价铬（＜80mg/L），环保要求对其独立收集、针对处理。六价铬离子用一般的絮凝沉淀法不能将其直接去除，必须通过还原作用，将六价铬还原成三价铬，使其沉淀，形成氢氧化铬沉淀物，通过沉淀排泥得已去除，沉淀后的上层出水需要进行深度处理，达标后进入回用水处理系统。

2.1.1含铬废水预处理工艺流程

首先将含铬废水收集至含铬废水收集箱，然后用提升泵将含铬废水提升至PH值调节槽，调整PH值至2～3，利用ORP仪自动投加还原剂亚硫酸钠（ORP＜250mv），使废水中的六价铬完全被还原，以三价铬的形式去除，最终出水（Cr⁶⁺＜0.1mg/L）排入其它综合金属废水储罐进行后续沉淀回用处理。

铬还原反应：Cr₂O₇^2-+3SO₃^2-+8H⁺=2 Cr³⁺+3SO₄^2-+4H₂O

2.2 含氰镉废水预处理

含氰镉废水主要来自氰化镀镉工序后的漂洗水，该类废水含有CN^-、cd污染物，含氰镉废水处理采用碱性氯化法破氰，因废水中含有氢氰酸等络合物，直接加碱沉淀不完全，需要先进行破氰后，再将废水深度处理。

2.2.1含氰镉废水预处理工艺流程

先将含氰镉废水收集至含氰镉废水箱，然后用提升泵将氰镉废水提升至氰镉废水反应池，由投药泵自动将液体次氯酸钠（浓度为5%～6%）投加到含氰镉废水反应池中，通过搅拌使其在废水反应槽内充分反应，将污水中的氰通过二次氧化彻底分解。该投药过程由ORP氧化还原电位仪控制加药量，一级破氰PH＞11，ORP：300～330 mv，二级破氰PH=7～8，ORP：630～650 mv，破氰后的水进入含镍系统中合并处理。

破氰的化学反应式为：

第一级：CN^-+ClO^-+ H₂O→CNCl+2OH^-

CNCl+2OH^-→CNO^-+Cl^-+2H₂O

第二级：2CNO^-+3 ClO^-+4 OH^-→2CO₂↑+N₂↑+3 Cl^-+2H₂O

2.3 含镍废水预处理

含镍废水主要来自电镀镍工序后的漂洗水，由于氰镉废水破氰后的废水也汇入此系统，调整PH=10～12后投加混凝剂将水中的镉、镍离子沉降后，出水经过酸碱调整后进入回用水系统。

2.3.1含镍废水预处理工艺流程

首先将含镍废水收集至含镍废水箱，然后用提升泵将镍废水提升至镍镉废水反应池，通过投加重金属捕捉剂及混凝剂，将废水中的镍离子和镉离子进行氢氧化物沉淀去除，沉淀污泥排入镍镉污泥罐进行压滤，最终沉淀出水调节PH值至7左右排入原水箱中进行后续回用处理。

2.4 地面废水预处理

地面废水由于水量较小且浓度不稳定、水质复杂，基本涵盖了生产线上所有镀种污染物，处理难度较大，因此，地面废水预处理设置了氧化处理+还原+二级沉淀后并入含镍系统中合并处理。

2.4.1地面废水预处理工艺流程

首先将地面废水收集至地面废水箱，然后用提升泵将地面废水提升至地面废水反应池，第一级先将废水在反应池内进行二次破氰反应，将地面废水中的氰根破解后，再进行六价铬离子的还原反应，排入二级混凝—斜管沉淀池进行二级沉淀，最终沉淀后流入含镍系统PH调节槽进行后续处理。

2.5 其它重金属废水预处理

其它重金属废水包括铬还原水、含银水、含锡水及破氰后的锌铜废水，主要污染物为金属离子，通过化学法将金属离子沉淀，出水进入回用系统。

2.5.1其它重金属废水预处理工艺流程

首先将重金属废水收集至综合金属废水箱，然后用提升泵将重金属废水提升至废水反应池，由投药泵自动将药剂投加至反应池内，通过搅拌使其在废水反应槽内充分反应，将污水中的金属离子通过反应形成氢氧化物沉淀，进入混凝斜管一体池进行综合沉降处理，沉降出水进入回用系统，最终沉淀污泥单独排往铬铜锌银锡污泥罐，单独进行压滤。

2.6 综合废水预处理

综合废水包括零件前处理除油工序后的清洗废水，主要污染物为油脂、乳化剂、表面活性剂等有机物，先进行破乳处理，再进行气浮处理，燃后进入酸碱废水处理系统中进行后续深度处理。

2.6.1综合废水预处理工艺流程

首先将综合废水收集至综合废水箱，然后用提升泵将综合废水提升至破乳槽，由投药泵将破乳剂投加到破乳槽内，通过搅拌使其在废水反应槽内充分反应，将污水中的乳化态彻底分解，然后进入两级气浮除油装置将其去除后进入过滤吸附中进一步去除有机物，最终排入酸碱废水处理系统进行后续处理。

2.7 酸碱废水预处理

酸碱废水包括零件前处理清洗废水，主要污染物为油脂、乳化剂、表面活性剂等有机物，先进行破乳处理，再进行气浮处理，燃后进入酸碱废水处理系统中进行后续深度处理。

2.7.1酸碱废水预处理工艺流程

酸碱废水前处理清洗废水中含有少量的金属离子，利用多种金属离子的共沉效应，采用一级混凝沉降将其沉降下来去除，出水经过过滤吸附后进入酸碱综合系统中处理。

首先将酸碱废水收集至酸碱废水箱，然后用提升泵将酸碱废水提升至酸碱废水混凝反应池，由投药泵将液体碱投加到反应池内，由PH计控制投加量，同时通过机械搅拌使其在废水混凝反应池内充分反应，投加混助凝剂使沉降更加迅速，污泥通过压滤机压滤出来，最终沉淀上清液出水排入提升箱中进行后续深度处理。

3 重金属废水回用技术

重金属废水预处理后的上清液收集到原水池，通过机械过滤器去除废水中的悬浮物、胶体和细菌等大部分杂物，利用活性炭吸附塔中活性炭所具有的某些特殊功效去除废水中余氯及有机物等有害物质，精细过滤后进入超滤系统。但经超滤系统处理后的出水含有较高的盐分，不宜直接回用到生产，必须进行脱盐处理。最后利用反渗透装置脱盐处理，去除水中的盐分，达到提纯的目的，保证出水水质达到Ⅱ类水指标，RO系统排放至浓水箱进行蒸发结晶处理。

3.1 机械过滤

机械过滤是利用一种或几种过滤介质，在一定的压力下，使原液通过该介质，去除杂质，从而达到过滤的目的。其内装的填料一般为：石英砂、无烟煤、颗粒多孔陶瓷、锰砂等。

3.2 活性炭过滤

活性炭工艺在水处理领域中占有相当重要的地位，是废水深度处理中不可缺少的工艺。活性炭过滤时由于其多孔性可吸附各种液体中的微细物质，可去色、脱氯、除臭、去除有机物、去除有机氯、去除氨氮和亚硝酸盐，具有效率高、运行费用低、出水水质稳定、过滤效果好等特点。

3.3 保安器

保安器采用蜂房式管状聚丙烯纤维袋状滤芯作为过滤介质，进一步去除水中微小悬浮物、微粒、胶体等，具有无毒、耐腐蚀、过滤精度高等特点。适用于超滤、电渗析、反渗透、离子交换及各种水处理装置进行的前处理。

3.4 超滤

超滤是溶液在一定压力作用下，溶剂与部分低分子量溶质穿过膜上微孔到达膜的另一侧，而高分子溶质或其他乳化胶团被截留，使原液中大分子浓度逐渐提高，从而实现大、小分子的分离、浓缩、净化的目的。

3.5 反渗透

反渗透是依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程，当液体或气体通过半透膜时，一部分组分透过，另一部分组分被截留。在反渗透过程中，溶剂的透过速率远远大于溶解在水中的溶质，通过半透膜实现了溶剂和溶质的分离，得到纯水以及浓缩的盐溶液。

3.6   重金属浓缩液蒸发结晶

机械式蒸汽再压缩技术，是利用蒸发系统自身产生的二次蒸汽及其能量，将低品位的蒸汽经压缩机的机械做功提升为高品质的蒸汽热源，如此循环向蒸发系统提供热能，从而减少对外界能源的需求。RO膜会产生一定量的重金属浓水，进行蒸发结晶处理，传统MVR蒸发结晶器主要运用于蒸发浓缩物料，如制药中间体浓缩、糖醇有机浓缩等方面，非专业用于电镀、表面处理浓废水的结晶蒸发，因此在实际运用中故障率偏高、能耗偏高。

企业引进高效蒸发结晶器，是专业针对处理表面处理生产线废水，对传统的MVR蒸发器进行了改造升级，采用了热交换技术，将生产线多余的热量收集运用于高效蒸发结晶器，从而进一步降低设备能耗，降低设备运行成本。高效蒸发结晶器不同于普通单效降膜、多效降膜蒸发器和MVR蒸发器，其工作过程是将低温位的蒸汽经压缩机压缩，温度、压力提高，热焓增加，然后进入换热器冷凝，以充分利用蒸汽的潜热。几乎全部蒸汽都通过电能进行压缩和再循环，只需很少的蒸汽用于设备启动；系统需要冷凝的“废热”很少。从蒸发器出来的二次蒸汽，经压缩机压缩至较高压力，然后送到蒸发器的加热室当做加热蒸汽使用，使料液维持沸腾状态，加热蒸汽则冷凝成水，将废弃的蒸汽二次利用，回收潜热，提高热效率，降低成本。

4 结论

1）通过将电镀废水进行分类收集、分类处理、膜过滤技术，可以使电镀废水进行中水回用，达到节约水资源、清洁生产的效果。

2）利用重金属浓缩液蒸发结晶技术，将浓缩废液蒸发结晶，固废委外处理，重金属物质不外排，起到保护环境，保护生态系统的效果。

3）从源头控制电镀废水的产生，利用喷淋水洗、镀液回收等技术减少电镀废水的量，减轻电镀废水处理的成本。

参考文献：

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