鞍山某機(jī)械加工企業(yè),近年來隨著電鍍車間擴(kuò)建,全廠排放污水總量達(dá)到近30ｔ/ｄ,ＣＮ-質(zhì)量濃度為20ｍｇ/Ｌ。為改變此狀況,決定淘汰年久失修的設(shè)備,改用新的處理工藝,對電鍍廢水中有毒有害污染物加以控制。處理后出水達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(ＧＢ8978 1996)一級標(biāo)準(zhǔn)。
    1　廢水組成及水質(zhì)
    該廠廢水主要包括:氰化電鍍的鍍件清洗廢水,其中含有劇毒的游離氰化物、銅氰、銀氰、鋅氰等絡(luò)合離子;其他電鍍鍍件清洗廢水(主要是含銅鎳廢水);鍍液過濾和廢鍍液;電鍍預(yù)處理時少量酸堿廢水;滲漏及車間地坪沖洗廢水,其中鍍件清洗水占80%以上?！　?BR>    排水水質(zhì)指標(biāo)為含氰廢水ＣＮ-質(zhì)量濃度為20ｍｇ/Ｌ,ｐＨ值為9,重金屬離子廢水指標(biāo)為Ｃｕ2+15ｍｇ/Ｌ,Ｎｉ+15ｍｇ/Ｌ,ｐＨ值為3。
    2　工藝的選擇與設(shè)計
    2.1　工藝的選擇
    目前,國內(nèi)外電鍍廢水處理的方法主要有:離子交換法,化學(xué)法,鐵氧體法,生物法等[1 3],而國內(nèi)多采用化學(xué)法,該法技術(shù)成熟,效果穩(wěn)定可靠,較適合小型電鍍廠的廢水處理,本工程也采用化學(xué)法。含氰廢水和重金屬廢水的處理工藝種類較多,有的將這幾種廢水分別處理,但工藝復(fù)雜,且造價高;也有的將這幾種廢水先混合再進(jìn)行綜合處理,但控制工藝較復(fù)雜,目前應(yīng)用也很少。而采用先將含氰廢水進(jìn)行分質(zhì)處理再進(jìn)行混合處理的方法,不但工藝流程簡單,操作方便,而且占地小,投資少,處理后水質(zhì)好。 
　　本工程中含氰廢水與重金屬廢水混排,將影響后期混合廢水處理系統(tǒng)的效果。在這里采取含氰廢水分質(zhì)處理的方法,達(dá)到預(yù)期目的后,進(jìn)入混合處理系統(tǒng),同時重金屬廢水也進(jìn)入混合處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)處理工藝采取二級物化法,使在不同的處理條件下,各項考察指標(biāo)均達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
    (1)含氰廢水處理方法。為了使處理后含氰廢水與其他重金屬廢水的混合處理效果更佳,采用堿性氯化法處理含氰廢水,以次氯酸鈉為氧化劑,在堿性條件下,經(jīng)過2個氧化階段,將氰化物氧化為二氧化碳和氮氣,這種處理方法徹底解決了氰化物的污染問題,而且不會帶來其他污染。
    (2)混合重金屬廢水處理方法。采用化學(xué)中和凝聚沉淀處理法,使廢水中的酸堿中和,同時使重金屬離子形成氫氧化物沉淀,再將固液分離,以去除沉淀物。通過以上分析,綜合考慮廢水的集中處理方法,設(shè)計采用的處理基本流程見圖1。

 含氰廢水首先進(jìn)入貯水池,在耐腐蝕離心泵抽取時,加入ＮａＣｌＯ和ＮａＯＨ溶液,在一級反應(yīng)池中發(fā)生不完全氧化反應(yīng),進(jìn)入二級反應(yīng)池,再加入ＮａＣｌＯ和Ｈ2ＳＯ4溶液,混合液繼續(xù)完全氧化反應(yīng)。采用快速定性監(jiān)測法測定破氰結(jié)果,處理后的合格含氰廢水(不合格的含氰廢水被送回貯水池,進(jìn)行再處理)和其他重金屬廢水,分別由泵提升進(jìn)入混合廢水調(diào)節(jié)池,混合均質(zhì)以保證后續(xù)物化處理的連續(xù)性和穩(wěn)定性,然后泵入混合反應(yīng)池。該池主要利用重金屬離子和堿液反應(yīng),生成重金屬氫氧化物而去除。在沉淀池前投加凝聚劑,增強(qiáng)絮凝效果。污染物在沉淀池中繼續(xù)進(jìn)行絮凝反應(yīng),以達(dá)到進(jìn)一步去除的目的。沉淀后污泥排入污泥濃縮池,處理出水經(jīng)流量計計量后排放。污泥濃縮池接納混合反應(yīng)池、沉淀池排出的物化污泥,部分污泥回流到一沉池,剩余的污泥經(jīng)濃縮壓濾脫水后外運處置。

2.3　單元設(shè)計
    2.3.1　分質(zhì)處理系統(tǒng)
    分質(zhì)處理系統(tǒng)主要是含氰廢水兩級反應(yīng)池,是將氰氧化成二氧化碳和氮氣的場所。生產(chǎn)中的含氰廢水首先進(jìn)入貯存池,其容積按廢水流量4ｈ計算,采用間歇處理方式,可適當(dāng)減少貯存池容積,取5ｍ3,設(shè)計外形尺寸為2ｍ×2ｍ×1.3ｍ,2座合建,采用磚混結(jié)構(gòu)。貯存池中的廢水經(jīng)由泵抽吸,同時定量投加ＮａＯＨ溶液,調(diào)節(jié)ｐＨ值≥10,及氧化劑ＮａＣｌＯ,加入速度約為0.05ｃｍ2/ｓ,使在一級反應(yīng)池中發(fā)生不完全氧化反應(yīng)。其反應(yīng)原理[4]為:
               ＣＮ-+ＯＣｌ-+Ｈ2Ｏ→ＣＮＣｌ+2Ｈ-
              ＣＮＣｌ+2ＯＨ^-→ＣＮＯ-+Ｃｌ-+Ｈ2Ｏ
    未完全氧化的廢水進(jìn)入二級反應(yīng)池進(jìn)行完全氧化反應(yīng)。該池中需定量投加Ｈ2ＳＯ4溶液,調(diào)節(jié)水中ｐＨ值為8 9,再加入ＮａＣｌＯ溶液。其反應(yīng)原理為:
    2ＣＮＯ-+3ＯＣｌ-+Ｈ2Ｏ→3Ｃｌ-+2ＯＨ-+2ＣＯ2↑+Ｎ2↑
    此階段的氰酸鹽被分解成ＣＯ2和Ｎ2,含氰廢水被完全氧化分解。
    反應(yīng)池分兩級,有效容積約1.25ｍ3/級,設(shè)計外形尺寸為1ｍ×1ｍ×1.2ｍ。反應(yīng)池配套使用耐腐蝕泵1臺,用于將廢水壓入混合廢水調(diào)節(jié)池,更換鍍液時的廢液回收到安裝在含氰廢水反應(yīng)池頂?shù)乃芰贤把b置內(nèi),并與其他含氰廢水同時進(jìn)行破氰處理。加藥裝置由貯藥桶及塑料管閥組成,氧化劑與液堿各1套。
    2.3.2　多種金屬離子混合廢水綜合處理系統(tǒng)
    該系統(tǒng)主要包括混合廢水調(diào)節(jié)池,混合反應(yīng)池,沉淀池。
    混合廢水調(diào)節(jié)池接納破氰后的含氰廢水以及其他重金屬廢水,是水質(zhì)水量綜合調(diào)節(jié)的場所,以保證物化系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)水量穩(wěn)定,避免負(fù)荷沖擊。調(diào)節(jié)池有效容積約10ｍ3,外形尺寸為2.1ｍ×2.1ｍ×2.4ｍ,2座合建,采用磚混結(jié)構(gòu),其中1池接納廢水,1池調(diào)節(jié)ｐＨ值,輪流操作,池內(nèi)壁采用三脂二布玻璃鋼防腐處理,并用機(jī)械攪拌,加速反應(yīng)過程。調(diào)節(jié)池配套污水泵1臺,調(diào)節(jié)進(jìn)入混合反應(yīng)池的流量,多余流量回流入調(diào)節(jié)池。
    混合反應(yīng)池主要是重金屬離子和堿液發(fā)生絮凝沉淀反應(yīng)的場所。其有效容積約為10ｍ3,外形尺寸為2.1ｍ×2.1ｍ×2.4ｍ,分2格,輪流操作,反應(yīng)池位于地面,池內(nèi)壁采用三脂二布玻璃鋼防腐處理,并用機(jī)械攪拌,廢水在池內(nèi)設(shè)計停留時間為25ｍｉｎ。
    沉淀池可進(jìn)一步去除懸浮物、重金屬沉淀物與ＣＯＤ等污染物,達(dá)到固液分離,使出水各項考察指標(biāo)均達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。配套選用ＪＸＣ 2Ａ型組合化設(shè)備1臺,處理能力4ｍ3/ｈ。配備凝聚劑投加裝置1套,由低位配藥桶、塑料泵、高位投加桶組成。ＣＥ-9628系列電腦超聲波污水流量計1套。

 2.3.3　污泥系統(tǒng)
    污泥系統(tǒng)包括污泥濃縮池和板框壓濾機(jī)。污泥濃縮池主要用于濃縮物化剩余污泥。采用磚混結(jié)構(gòu),池底設(shè)泥斗,有效容積為6ｍ3,接納2座沉淀池排出的物化污泥。濃縮污泥由Ｉ 1Ｂ40型螺桿泵提升至壓濾機(jī)脫水。壓濾機(jī)型號為ＢＭＡＳ40/450Ｕ,污泥上清液及污泥壓濾液排入貯水池。
    3　工程投資及運行結(jié)果
    投資17.68萬元,包括土建工程,設(shè)備及材料購置,軟件購置及調(diào)試,設(shè)備安裝調(diào)試費和工程設(shè)計費。處理成本為0.96元/ｔ水,一次投資和運行費用較低。
    該工程2005年8月竣工并調(diào)試,出水一直很好。驗收的監(jiān)測數(shù)據(jù)如下:出水ｐＨ值為7.2 8.5,ＳＳ質(zhì)量濃度為65 70ｍｇ/Ｌ,ＣＮ-質(zhì)量濃度為0.29 0.40ｍｇ/Ｌ,Ｎｉ+質(zhì)量濃度為0.75 0.83ｍｇ/Ｌ,Ｃｕ2+質(zhì)量濃度為0.44 0.50ｍｇ/Ｌ,達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(ＧＢ8978 1996)一級標(biāo)準(zhǔn)。
    4　小結(jié)
    本工程實例顯示,采用先分質(zhì)處理再混合處理的方法處理含氰及多種重金屬的電鍍廢水是可行的,出水水質(zhì)指標(biāo)均低于國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)。該方法處理的廢水不但出水水質(zhì)好,具有良好的環(huán)境效益,而且占地小,投資少,也具有較好的經(jīng)濟(jì)效益,同時運行效果穩(wěn)定可靠,操作簡單,有很高的推廣價值。
    參考文獻(xiàn)
    [1]孟祥和,胡國飛.重金屬廢水處理.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2000.
    [2]涂錦葆.電鍍廢水治理手冊.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1989.
    [3]張自杰.環(huán)境工程(水污染防治卷手冊).北京:高等教育出版社,1996.
    [4]賈金平,謝少艾.電鍍廢水處理技術(shù)及工程實例.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003.
    作者簡介　趙娜,1982年生,女,在讀研究生。李亞峰,1960年生,男,教授,博士,遼寧省優(yōu)秀青年骨干教師,沈陽建筑大學(xué)學(xué)術(shù)帶頭人,系主任。現(xiàn)主要從事水污染控制技術(shù)教學(xué)和科研工作,承擔(dān)完成了20多項科研項目,獲省、部及市級科技進(jìn)步獎10項,出版著作17部,公開發(fā)表論文80余篇。