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电镀废水的中水回用及重金属回收技术
电镀废水中含有的成分十分复杂,含有多种高浓度的重金属、氟、氰、COD 等污染物,若不进行相关的环保处理直接排放入河流,将对水体生态造成严重影响。同时,废水中的镍、铬等金属具有很高的回收价值,只要将可回收原料与废水进行有效分离,可同时达到电镀废水回用及金属回收的目标

电镀废水中含有的成分十分复杂,含有多种高浓度的重金属、氟、氰、COD 等污染物,若不进行相关的环保处理直接排放入河流,将对水体生态造成严重影响。同时,废水中的镍、铬等金属具有很高的回收价值,只要将可回收原料与废水进行有效分离,可同时达到电镀废水回用及金属回收的目标。霍伟环保工程(上海)有限公司专业处理电镀及重金属废水,并在电镀废水处理领域有多个成功案例。以下介绍某电镀厂电镀废水处理方法及重金属回收方法。

1. 工程背景

 某电镀厂排出的废水,根据环境评价报告组成如下,水质水量见表 1。

   

废水水量及水质该厂废水原规划进入电镀工业园污水处理厂,执行《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)特别排放限值标准。由于废水污染物浓度高,对园区污水处理产生不利影响,因此该厂决定将废水进行内部预处理,回收镍、铬等金属并进行废水回用。

2、工艺确定

随着《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)特别排放限值标准(俗称电镀表 3 标准)的逐步实施,对于电镀废水的处理和排放要求也渐趋严格。为满足排放标准,电镀废水的处理思路发展为达标排放、废水回用和资源回收。

电镀废水主要含有铜、锌、镍、铬等重金属,进入环境将造成严重危害。对电镀废水的处理,一般采用物理过滤、化学沉淀等工艺。常规工艺能耗较高、反应不稳定,难以做到资源回收、废水回用。近年来出现了膜法处理电镀废水,包括纳滤 - 反渗透法、超滤 - 反渗透法等。膜法能实现金属回收、废水回用,但膜对预处理要求较高,同时纳滤、超滤作为反渗透前端的过滤器,容易出现堵塞。因此,为满足《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)特别排放限值标准,本研究选择微滤 - 多级反渗透的组合工艺,并根据废水分类设置不同预处理工艺,确保膜系统的运行效果。

3、工艺流程

各类废水处理如下,处理流程均参照图 1。

3.1含铬废水

含铬废水经收集、均质后提升至还原反应池,在 pH=2~3 的条件下进行如下反应:

还原反应后,废水中的 Cr6+基本转化为毒性较小的 Cr3+,充分反应后废水进入循环槽,经微滤系统进行处理,定时进行排泥,微滤系统产生的浓液回流到循环槽进行再次过滤,过滤液进入缓冲槽,经提升进入多级 RO 反渗透循环浓缩系统,以反渗透压将铬盐等污染物移动至浓水中,去除产水杂质。RO 的浓缩液达到要求后回收,RO 产水回用。

3.2含镍废水

含镍废水经收集、均质后提升至还原反应池作初步反应,提升至循环槽,经微滤系统进行处理,定时进行排泥,微滤系统产生的浓液回流到循环槽进行再次过滤,过滤液进入缓冲槽,经提升进入多级 RO 反渗透循环浓缩系统,以反渗透压将镍盐等污染物移动至浓水中,去除产水杂质。RO 的浓缩液达到要求后回收,RO产水回用。

3.3含氰废水及清洗水

含氰废水经收集、均质后提升至一级破氰槽进行处理,加入NaOH 及 NaClO,控制 pH 为 10~11,ORP 为 300~350mv 进行一段破氰处理:

自流入二级破氰槽,加入 H2SO4及 NaClO,控制 pH 为 7~8,ORP 为 600mV~650mV 进行二级破氰处理:

 

经过破氰处理后的含氰废水自流入循环槽,和一般金属废水混合,经微滤系统进行处理,定时进行排泥,微滤系统产生的浓液回流到循环槽进行再次过滤,过滤液进入缓冲槽,经提升进入多级RO 反渗透循环浓缩系统,以反渗透压将污染物移动至浓水中,去除产水杂质。RO 浓水排入园区污水处理站,RO 产水回用见图 1。

图 1废水处理工艺流程

4运行效果

处理系统运行4周,运行监测情况见表2、表3及表4。运行期间,各类RO产水均满足《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)特别排放限值标准,含铬RO浓缩液浓度2000~2400mg.L-1,含镍RO浓缩液浓度4800~5600mg.L-1,产水水质及浓缩液金属浓度满足企业生产需要,排至园区污水站的RO浓水污染成分简单、处理难度低于以往的直排废水。整个流程基本不产生污泥,每吨水电费、药剂费、人工费分别为8.17元、2.90元、7.21元,吨水总运行成本18.28元。电镀厂运行该污水处理系统后,基本消除对园区污水站的影响。

表2含铬废水运行统计

表3含镍废水运行统计

表4含氰废水及清洗水运行统计

Ø 膜系产水水质好,浓缩液满足企业回收要求。

Ø 微滤系统运行稳定,有效保护RO系统。

Ø 吨水运行成本18.28元,成本低于废水混合处理。

Ø 产水pH值偏低,RO后可增加中和设施。

Ø 膜通量在开始阶段为0.5~0.6m3.h-1.支-1,此后下降为0.4m3.h-1.支-1,运行一段时间需要清洗恢复,RO系统的运行与维护有待提高

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