浅谈金属制品加工废水处理及实例分析

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摘 要：近年来，由于钢铁制品企业规模不断扩大，废水的处理就显得十分必要和紧迫。金属材料是金属制品加工工业的基础，工业上应用的黑色金属主要是钢和铸铁，以及其它，如铜，铝和镁是有色金属。在金属产品加工过程中，产生的废水主要是含油废水、含尘废水、酸碱废水。酸碱废水主要来自表面处理工序：包括含氰废水、含金废水和含铬废水，成分复杂，处理难度大。金属制品加工工业废水主要是表面处理工艺中的电镀废水，电镀废水来源于生产过程中的镀件清洗，镀液过滤、废镀液以及由于操作管理不当引起的“跑、冒、滴、漏”。
关键词：重金属；电镀废水；电解法；化学法；实例分析
在电镀废水的主要污染物是各种金属离子，如铬，铅，铜，铁，锌，银等。第二类是酸，碱，有的还含有氰化物。各种有机物质如增白剂，去污剂和表面活性剂加入到各种电镀液。另外，在镀覆部分的预处理，杂质如油和金属氧化物被带入电镀废水。电镀废水处理方法包括电解，化学方法，活性炭吸附和离子交换。目前对电解还没有统一的分类方法，通常，根据污染物的纯化的原理，它可以被分成电解氧化法，电解还原法，电解凝聚和电解漂浮方法。它也可以分为直接电解和间接电解。电极还原主要用于阳离子污染物如六价铬，汞等。在生产应用中，铁片被用作电极时，用铁板溶解，金属离子在阴极还原沉淀而回收除去。以下是处理含氰化物废水的更高浓度的例子。当直流电源被接通时，氰化物配合物离子被还原成CN-在阴极和CN-首先在阳极氧化以形成氰酸，然后将其分解为二氧化碳和氨。电解法的特点是能回收纯度高的金属，设备操作性能简单且占地面积小，运行处理费用相对较低，适用于各种规模的电镀车间。
电镀废水的化学处理方法包含中和法、混凝法、氧化还原法等。对于工业企业排出的低浓度的含酸、含碱废水，在无回收利用价值时，一般采用中和的方法进行处理，其次当含有多种金属离子混合废水也通常采用加碱中和法，沉淀污泥循环至中和反应池，优点是利用污泥的吸附作用，生成的沉淀物颗粒大，加快沉淀速度；同时污泥浓度高，其含水率和脱水性能好，节省投药量。化学处理含铬废水是国内外应用较为广泛的方法之一。下面以化学还原法为例，利用亚硫酸盐、二氧化硫、硫酸亚铁等作为还原剂，将电镀废水中的六价铬还原成三价铬离子、加碱调整PH值，接着使三价铬形成氢氧化铬沉淀除去。这种方法设备投资和运行费用低，主要用于间歇处理。
实例分析1：西安某大型军工厂电镀废水处理工程
西安某大型军工厂内设有电镀车间，功能包含镀铜、镀铬、镀金、镀镍等。电镀过程中产生大量含氰废水、含铬废水和酸碱重金属废水。
工艺流程：该厂用化学处理中的还原法来處理含铬废水，碱性沉淀法处理酸碱重金属废水，易碱性氯化法处理含氰废水。首先含铬废水和含氰废水分别进入各自的调节池均质均量，然后用提升泵提升送入还原反应器内和破氰反应器，处理后的水与酸碱重金属废水混合。将混合废水提升送至碱化反应器，接着至絮凝反应器内进行絮凝反应，反应完成后排至斜管沉淀池中沉淀，出水过滤。沉淀污泥经过提升泵送到板框压滤机脱水，滤液返回到混合废水调节池，滤饼外运至安全处理。
特点：该工艺综合考虑了各个重金属废水的性质，不仅简化了处理工艺还使整个处理过程所用设备减少、造价低。充分利用原有的含铬、含氰废水池，可以节省土建投资。混合废水调节池置于还原和氧化反应器后面，对Cr6+和CN-的去除效果显著，避免了含铬、含氰废水先混合在进行处理的过程。工艺采用的是传统的化学处理电镀废水的传统方法，技术相对成熟、效果稳定可靠，也能承载高负荷的冲击。
实例分析2：镀锌钢管及涂覆钢管生产废水处理
浙江某集团有限公司主要生产热浸镀锌管，为全国规模最大，年产量约130000顿。根据形势需要公司决定新增涂覆钢管和镀锌光管生产线各一条，由于现有污水处理站处理能力基本已经达到饱和状态，所以决定在新建车间旁边再新建一座污水处理站以满足技改项目的三同时要求。
工艺流程：根据公司原有的废水处理装置的运行经验和技改项目处理废水的水量、水质，此工艺流程采用的是化学沉淀法处理。第一步是加碱调节废水的PH值到8～9，使PH值达标并使铁、锌离子产生可沉淀的氢氧化物，然第二步是通过沉淀池沉淀使固液分离，上清液达标排放。最后剩余污泥经过污泥浓缩池浓缩后，用板框压滤机压滤，滤渣与公司产生的煤渣掺和一起送至制砖厂。
主要处理设施及设备：混合池、液碱池、竖流式沉淀池、污泥浓缩池、计量井、斜管沉淀池、板框压滤机、搅拌机、提升泵、螺旋泵等。
实例分析3：嘉善品辉精机有限公司电镀废水处理工程
嘉善品辉精机有限公司主要是为工件镀镍加工，工件在镀镍前经过脱脂、水洗再酸化、水洗把表面的污物彻底清理干净，从而保证镀件在电镀过程中镀层保持平整光滑并与基件结合牢固，然后再镀镍并用铬钝化，镀后的次品用硝酸退镀后返回再加工。每步工艺完成后都要清洗干净镀件表面的附着液。本工艺采用的是化学处理法，投资少、运行费用低、操作方便，对镀镍废水、钝化废水和退镀废水进行分开处理。
主要处理设施与设备：镀前废水调节池、电镀废水调节池、中和反应池、滤后清水调节池等。
实例分析4：常熟宝升精冲材料有限公司机械加工废水处理工程
机械加工各种金属制品所排出的废液和冲洗废水，主要含有各种金属离子，他们都是剧毒性的。废水的涉及面很广，且污染性大，是重点控制的工业废水之一。
工艺流程：废水由清洗线排放后经收集进入调节池，主要调节水质、水量。调节池出水经泵提升进入到反应池，由于该废水中金属离子较多（若金属离子不足，可补充），通过反应池内投加氢氧化钠，利用搅拌机搅动混合，使金属离子与氢氧根离子反应生成难溶于水的金属氢氧化物沉淀。反应池出水进入絮凝池，该池中投加一定的PAM，由于金属氢氧化物沉淀为细小颗粒，PAM分子可与金属氢氧化物沉淀微粒的互相连结形成粗大的絮凝团，使得絮凝团得以沉淀去除。沉淀池出水进入中和池，由泵提升进入自清洗过滤器进行处理。沉淀池中的污泥，经收集进入污泥浓缩池，由污泥泵提升进入污泥脱水机房进行浓缩脱水， 脱水后的泥饼定期外运处理。
参考文献：
[1]邹家庆 《工业废水处理技术》 化学工业出版社2003.8
[2]王国华 任鹤云《工业废水处理工程设计与实例》化学工业出版社2005.1
[3]缪应祺 《水污染控制工程》东南大学出版社2002.12
[4]国家环保总局《钢铁工业污染物排放标准》（GB13456-92）
[5]唐受印 汪大翚《废水处理工程》化学工业出版社1998
[6]张自杰主编《环境工作手册》《水污染防治卷》高等教育出版社1996