电镀废水污泥减量化项目实例

电镀废水污泥减量化项目实例

余嘉麒

（广州益方田园环保股份有限公司设计研发部  广东广州  510120）

[摘  要] 电镀企业生产车间排放废水，其污染物浓度高，在废水处理过程中产生含有高浓度的铜离子污泥。电镀废水污泥根据现有处理要求需纳为危险废弃物外送专业机构进行无害化处理，其处理费用约1500~2000元/吨，处理成本极高。本项目采用了新型环保设备热轴式污泥烘干机，能在原有的物化电镀废水污泥的工艺基础上，通过干化处理设备实现电镀废水污泥的减量化。项目建成经调试后，能减少外运污泥量约50%，有效降低了项目长期运营成本。

[关键词] 电镀废水；污泥干化；环保设备；减量设备；成本控制；

Example of Jiangmen Enping electroplating wastewater sludge reduction project

Yu Jia Qi

(1. Design and Research Department VISION ENVIRONMENT (GUANGZHOU)Co.,Ltd.  Guangzhou City 510120  China)

Abstract:The wastewater discharged from the production workshop of the electroplating enterprise has a high concentration of pollutants, and the sludge containing high concentration of copper ions is generated in the wastewater treatment process. According to the existing treatment requirements, electroplating wastewater sludge needs to be treated as hazardous waste and sent to professional institutions for treatment. The treatment cost is about 1500~2000 yuan/ton, which is extremely high. New environmental protection equipment is adopted in this project. On the basis of the original physicochemical process of electroplating wastewater sludge, the reduction of electroplating wastewater sludge is realized through drying treatment equipment. After the project is completed and commissioned, the amount of sludge transported abroad can be reduced by 50%, effectively reducing the long-term operation cost of the project.

Keywords: electroplating wastewater; sludge drying; environmental protection equipment; reducing equipment; cost control;

我国电镀加工产业的产量和出口均名列世界前茅，为全球的生产制造业的零部件供应提供了重要的支撑。目前，国内的电镀生产加工工厂主要分布在广东省珠三角周边。电镀工艺在生产过程会产生大量高浓度污染物的废水，处理不当时会造成严重的水体污染风险。因此，生产工厂需根据广东省地方标准《电镀水污染物排放标准》(DB 44/1597-2015)的排放要求，建设具备水净化处理能力的废水处理项目，确保水质符合地方排放标准，以降低对环境水体的污染风险。同时，由于在水净化处理过程中，需要使用大量的酸、碱、石灰、硫化钠等药剂反应处理，沉积生成电镀污泥。电镀污泥作为危险废弃物需要外送专门机构进行无害化处理。

1）项目概况

江门恩平电镀废水处理项目位于广东省江门市恩平市，主要生产各类五金半成品的电镀生产加工。该项目废水处理站占地面积约3000㎡，废水中含有大量Cu2+等重金属离子，经过二级物化和生化处理工艺处理后，符合广东省地方标准《电镀水污染物排放标准》(DB 44/1597-2015)表1珠三角的排放限值。废水处理能力达到1500 m³/d ，设计废水站每天运行时间为24h连续运行，设计系统小时处理水量为62.5m³/h，电镀污泥产量约10000kg/d。具体项目电镀污泥情况如下：

污泥种类：电镀污泥    

污泥污染物：铜离子等重金属离子

原料含水率：约75%  

污泥产量：10000kg/d

2）污泥干化实验

为了确保有效验证污泥干化设备对污泥的减量化效果，需要按照一定的标准实验步骤方式对污泥进行减干化实验对比分析，以计算出污泥原料含水率的变化情况，具体实验步骤如下：

2.1  实验步骤

用已恒重为m1蒸发皿称取经捣碎均匀的污泥样品约20g，该样品准确称至0.001g记为m。脱水后的污泥样品，可直接放入170℃间接蒸汽烘干烘箱中干燥2h，取出放入干燥器中冷却至室温，称重，反复多次，直至恒重记为m2。

2.2  实验计算方式

污泥中的含水率w的数值，以%表示，按式（1）计算：

   W=[ m-（m2- m1）]/ m * 100% ----------------（1）

    式中：m ——称取污泥样品质量的数值，单位为克（g）

          m2 ——恒重后蒸发皿加恒重后污泥样品质量的数值，单位为克（g）

          m1 ——恒重空蒸发皿质量的数值，单位为克（g）

计算结果表示至小数点后一位

2.3  项目污泥含水率实验情况

通过污泥干化实验，对江门恩平电镀废水处理项目进行计算分析，其小试污泥样品质量为100g，恒重空蒸发皿质量为20g，恒重后污泥样品质量45g，通过公式计算W=[ 100g-（45g- 20g）]/ 100 * 100%=75%，可知该项目整改前的电镀污泥含水率约为75% 。 

3）污泥减量化项目方案

3.1  项目方案工艺流程图

该项目的污泥减量化方案，主要是指在原有的废水物化多级处理工艺后，通过污泥压滤机制成含水率约70%~80%的电镀生化污泥的基础上，增加工艺技术设备热轴污泥烘干机，对电镀污泥进行进行二次干化处理，进一步减少污泥的含水率，从而减少电镀污泥的无害化成品外运费用，实现削减运营成本的目的。

图1  电镀污泥减量化项目工艺流程图

Fig.1 Process flow chart of electroplating sludge reduction project

3.2  设备图纸及相关参数

产品名称：热轴式污泥烘干机

产品尺寸：6500*1360*1150mm

操作尺寸：8000*3000*3500mm

设计处理量：电镀污泥干化量  500kg/h

设计参数：

   1）换热面积：螺杆热轴23㎡  外壳7.9㎡

   2）额定功率：22KW

   3）供热方式：蒸汽

   4）停留时间：30分钟

   5）有效容积：0.5m³

   6）热交换方式：热轴式换热

   7）污泥减量：约55%

   8) 污泥含水率70%下降至约30%

   9）保温时间：约2小时

3.3  设备设计原理

热轴式污泥烘干机的主要工作机理是通过一定时间内间接式热交换的方式，利用热量对污泥进一步加热使其水份受热蒸发，减少污泥的含水率而降低污泥的重量。

3.4  项目运行数据

江门恩平电镀废水污泥减量化项目自2021年3月15日完成全套设备安装工作，3月16日至3月25日通过了连续10天的试运行测试后，于3月26日开始进入正式投产阶段。以下提供投产阶段的连续三十天运行实例数据，以供后续成本分析和投资收益分析作预算评估基础。

表1  2022年4月项目运行记录数据

Tab.1   Project operation record data

4）项目经济效益分析

4.1  项目整改前电镀污泥处理费用成本分析

江门恩平电镀废水处理项目，在电镀污泥减量化整改项目实施前，根据其日均电镀污泥产量约为10000kg，可知其每月需要无害化外运处理的污泥重量约为300000kg。按照目前危废外运处理单价拟定为1500元/1000kg，来进行模拟成本分析，其每月处理电镀污泥无害化外运成本约为45万元。

4.2  项目整改所需费用分析

江门恩平电镀废水处理项目污泥减量化整改项目，其成本分析主要分为设备整改投资费用和持续运营费用两个部分。其中设备整改投资费用主要投资为热轴式污泥烘干机1台约35万元，配套电力系统、车间蒸汽系统、污泥基建系统约5万元，设备整改投资费用约40万元。

其中持续运营投资费用主要是由电费、蒸汽费、人工费组成，根据江门恩平电镀废水处理项目的实际情况，确保热轴污泥烘干机的24小时操作人员的人数约为3人，其中由于工作劳动强度较大，人均工资约1万元/人，电费2.5元/kW·h，蒸汽180元/m³，作为费用成本基数预算，结合4.5的项目月均运行数据可估算出其月均持续运营费用约为：

月均处理污泥总量：300000kg         月均烘干污减量率：67.60%

月均产出污泥约：300000kg*（1-67.60%）=97200kg

月均处理耗电费：472/kW·h/日*电费2.5元/kW·h*30日=35400元

月均处理蒸汽费：20m³/日*蒸汽180元/m³*30日=108000元

月均人工费用：10000元/人/月*3人=30000元

月均运营费用=月均人工费用+月均处理蒸汽费+月均处理耗电费=35400+108000+30000=173400元

月均原污泥处理费用：300000kg**1500元/1000k=450000元

月均产出污泥处理费用=97200kg*1500元/1000kg=145800元

污泥减量化整改项目成本效益=月均原污泥处理费用-月均产出污泥处理费用-月均运营费用=130800元/月

4.3  项目经济效益分析

通过5.2的相关费用分析，可知江门恩平电镀废水处理项目在进行污泥减量化整改项目前，其项目电镀污泥的每月处理成本约为45万元。经过污泥减量化整改项目后，其初期整改投入费用约为40万元，后续每月运营费用约为17.34万元，但其污泥外运的总量减少约67.60%。因此该项目完成整改后，可对生产企业每月节省约13.08万元。项目前期整改投资费用40万元，可以通过项目实施约3~4月后实现投资回收。因此该项目具有较好的经济投资价值，能为电镀生产企业提供长远的运营成本节约效果。

5）项目经济效益分析

本项目自竣工至今已经运行一年时间，经过长时间的运营测试和考验，该项目能稳定有效的为电镀生产企业的污泥减量提供有效实施方案。该项目能在3~4个月实现投资回报，并且持续为生产企业带来运营成本节约，是目前环保节能减排的良好项目实例，值得同行推广与学习。

参考文献

[1]潘涛,李安峰,杜兵 主编．废水污染控制技术手册[M]．北京：化学工业出版社，2012.10．

[2]张中和 主编．给水排水设计手册.第5册.城镇排水.2版[M]．北京：中国建筑工业出版社，2003

[3]蒋自力,金宜英,张辉  污泥处理处置与资源综合利用技术[M]．北京：化学工业出版社，2018.1

[作者简介] 余嘉麒 (1987-)，男，广东广州人，本科，助理工程师，主要研究方向为工业废水处理。