【正文】 這些電鍍廠廢水水量都較少 , 一般日排放量只有幾十噸 ,其污染因子也較少 , 多數(shù)為含鉻、鋅酸性廢水，但其危害很大 , 治理勢(shì)在必行。 20世紀(jì) 50年代末是我國(guó)電鍍廢水治理的起步階段． 60年代至 70年代中期才開始引起重視．但仍處于單純的控制排放階段。過(guò)量的鋅會(huì)引起急性腸胃炎癥狀，如惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉，偶爾腹部絞痛，同時(shí)伴有頭暈、周身乏力。 在對(duì)含鉻廢水的處理中，由于三價(jià)鉻的氫氧化物溶度積較小，易于沉淀除去，因此多數(shù)處理方法中，均將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻再除去。三價(jià)鉻不易被消化道吸收，在皮膚表層與蛋白質(zhì)結(jié)合，三價(jià)鉻在動(dòng)物體內(nèi)的肝、腎、脾和血中不易積累，而在肺內(nèi)存留量較多，因而對(duì)肺有一定損害。劑量小時(shí)也會(huì)腐蝕內(nèi)臟；引起腸胃功能降低，出現(xiàn)胃痛，甚至腸胃道潰瘍，對(duì)肝臟還可能造成不良影響。在接觸鉻酸鹽、鉻酸霧的部位，如手、腕、前臂、頸部等處可能出現(xiàn)皮炎。二價(jià)鉻的化合物，一般認(rèn)為是無(wú)毒的。 含鉻廢水的危害 由于鍍鋅在整個(gè)電鍍業(yè)中約占一半，而鍍鋅的鈍化絕大部分采用鉻酸鹽，因而鈍化產(chǎn)生的含鉻廢水量很大，鍍鉻也是電鍍中的一個(gè)主要鍍種，其廢水量也不少。不少企業(yè)還根據(jù)國(guó)家和地方的規(guī)定要求，結(jié)合企業(yè)自身?xiàng)l件和發(fā)展規(guī)劃，制定電鍍污染物的排放指標(biāo)、鍍件漂洗用水定額、漂洗水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)等規(guī)定和相應(yīng)的技術(shù)措施，并納入企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃管理，建立污染治理檔案，定期檢查與考核，以控制電鍍 “三廢 ”對(duì)環(huán)境的污染。經(jīng)對(duì)運(yùn)行較正常的汽車、摩托車行業(yè)電鍍線調(diào)查表明，鍍硬鉻的鉻酐利用率為 38%，而裝飾性鉻的鉻酐利用率僅為 10%（國(guó)外平均為 24%）。生產(chǎn)廢氣一 般都有排風(fēng)裝置，但大部分企業(yè)未對(duì)廢氣進(jìn)行凈化處理。表現(xiàn)在一方面缺少機(jī)械裝備，以手工操作為主；另一方面是技術(shù)裝備水平不高，自動(dòng)化程度低、可靠性差，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。 除了少部分國(guó)有大型企業(yè)、三資企業(yè)及新建的正規(guī)專業(yè)電鍍廠擁有國(guó)際先進(jìn)水平的工藝設(shè)施，大多數(shù)中小型企業(yè)仍然使用簡(jiǎn)陋而陳舊 的設(shè)備，操作方式以手工操作為主。 就我國(guó)電鍍廢水而言 , 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì) ,全國(guó)電鍍廠點(diǎn)約 1 萬(wàn)家 ,職工約有 40 萬(wàn)人 , 每年排出的電鍍廢水約 40 億 m3 。本設(shè)計(jì)就是根據(jù)上述特點(diǎn)，選擇有效的處理方法和流程，處理后的水完全達(dá)到國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)。 引言 電鍍是世界三大污染行業(yè)之一，隨著我國(guó)鄉(xiāng)鎮(zhèn)電鍍企業(yè)的迅速發(fā)展，我國(guó)的電鍍污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重。 小型電鍍廠廢水處理工程 第 2 頁(yè) 共 69 頁(yè) 第 1 章 電鍍廢水概論 電鍍污染現(xiàn)狀 電鍍行業(yè)是通用性強(qiáng)、使用面廣、跨行業(yè)、跨部門的重要加工工業(yè)和工藝性生產(chǎn)技術(shù)。 1999 年 ,全 國(guó)工業(yè)和城市生活廢水排放總量為 401 億 m3 ,其中工業(yè)廢水排放量 197 億 m3 。我國(guó)電鍍行業(yè)存在的主要問(wèn)題是： （ 1）廠點(diǎn)多、規(guī)模小，專業(yè)化程度低。 （ 3）管理水平較低，經(jīng)濟(jì)效益較差。固體廢物和危險(xiǎn)廢物的管理尚未走入正規(guī)軌道。由此可見，一大部分甚至絕大部分寶貴的原材料流失并變成了污染物。 電鍍廢水的危害性 電鍍廢水就其總量來(lái)說(shuō)，比造紙、印染、化工、農(nóng)藥等的水量小，污染面窄。在銅件酸洗、鍍銅層的退除、鋁件鈍化、鋁件電化學(xué)拋光、鋁件氧化后的鈍化等作業(yè)中也廣泛使用鉻酸鹽。其余的鉻化合物，當(dāng)濃度過(guò)高時(shí)，都不 同程度地具有毒性。六價(jià)鉻經(jīng)過(guò)切口和擦傷處進(jìn)入皮膚，會(huì)因腐蝕作用而引起鉻潰瘍（又稱鉻瘡）。 小型電鍍廠廢水處理工程 第 4 頁(yè) 共 69 頁(yè) 三價(jià)鉻是生物所必需的微量元素。與六價(jià)鉻相比，三價(jià)鉻的毒性僅為六價(jià)鉻的百分之一。 含鋅廢水的危害 鋅是人體必需的微量元素之一，正常人每天從食物中攝取鋅 10~15 mg。誤食氯化鋅會(huì)引起腹膜炎，導(dǎo) 致休克而死亡。 70年代中期至 80年代初，大多數(shù)電鍍廢水都已有了比較有效的處理，離子交換、薄膜蒸發(fā)濃縮等工藝在全國(guó)范圍內(nèi)推廣使用，反滲透、電滲析等工藝已進(jìn)入工業(yè)化使用階段，廢水中貴重物質(zhì)的回收 和水的回收利用技術(shù)也有了很大進(jìn)展。這些企業(yè)多數(shù)位于市郊 , 其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)力量薄弱 . 對(duì)于廢水的治理要求是工藝簡(jiǎn)單 , 便于掌握和正常運(yùn)行 , 而且投資和運(yùn)行費(fèi)用當(dāng)然也要較低。 4 氣象資料 ：常風(fēng)向?yàn)楸憋L(fēng)，最大風(fēng)速 7 m/s； ：月平均最高氣溫 ℃ ，最低氣溫 ℃ ?；瘜W(xué)法處理電鍍廢水在國(guó)內(nèi)外均已得到廣泛的應(yīng)用，并有較長(zhǎng)的使用歷史。 含鉻廢水的處理 亞硫酸鹽還原法 亞硫酸鹽還原處理法也是國(guó)內(nèi)常用的處理含鉻廢水的方法之一，它主要優(yōu)點(diǎn)是處理后能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，并能回收利用氫氧化鉻，設(shè)備和操作也較簡(jiǎn)單，沉渣量少且易于回收，因而應(yīng)用較廣；但亞硫酸鹽貨源缺乏，國(guó)內(nèi)有些地區(qū)不易取得，當(dāng)鉻污泥找不到綜合利用出路而存放不 妥時(shí)，會(huì)引起二次污染。當(dāng) pH 值 ≤ 時(shí)，反應(yīng)可在 5 min 左右進(jìn)行完畢；當(dāng) pH 值在 ～ 時(shí)，反應(yīng)時(shí)間在 30 min 左右；當(dāng) pH值 ≥ 時(shí)，反應(yīng)速度很慢。 （ 4）沉淀劑的選擇 常用氫氧化鈣、碳酸鈉、氫氧化鈉等均可使三價(jià)鉻成為氫氧化鉻沉淀。因此一般采用氫氧化鈉作沉淀劑，濃度取 20%。 鐵氧體法處理含鉻廢水是向廢水中投加硫酸亞鐵，使廢水中的六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻，然后投堿調(diào)整廢水 pH 值，使廢水中的三價(jià)鉻以及其他重金屬離子（以 Mn+表示）發(fā)生共沉淀現(xiàn)象。硫酸亞鐵與六價(jià)鉻發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成三價(jià)鉻，當(dāng)用石灰提高 PH 值至 ～ 時(shí)，即生成氫氧化鉻沉淀。 表 硫酸亞鐵處理含鉻廢水的運(yùn)行條件 序號(hào) Cr6+/mg/l 加藥前調(diào) pH值 投藥量（質(zhì)量比）Cr6+∶ FeSO4?7H2O 反應(yīng)后 調(diào)節(jié) pH 值 通氣時(shí)間min 備注 1 ≤25 ＜ 4 1∶ 40～ 1∶ 50 7～ 8 攪拌混勻即可 所需壓縮空氣 量 為(廢水 )，壓力80～ 120kPa。 技術(shù)條件和運(yùn)行參數(shù)： （ 1）采用鋇鹽及其投加量：一般采用碳酸鋇，也可采用氯化鋇。 （ 2）攪拌和反應(yīng)：空氣或機(jī)械攪拌，反應(yīng)時(shí)間采用碳酸鋇時(shí)為 10～ 20min，采用氯化鋇時(shí)為 10 min 左右。同時(shí)，由于鋇鹽有毒，因此，如采用這種方法時(shí)，對(duì)調(diào)節(jié)池、反應(yīng)沉淀池等地下構(gòu)筑物 應(yīng)做好防滲漏、防腐蝕等措施，并加強(qiáng)管理， 防止由鋇引起的污染。鍍鋅前，酸洗廢水中往往由于掛具清洗不干凈等原因也會(huì)帶入鋅，其濃度一般為 5～ 20mg/l，含鐵量為5～ 8 mg/l， pH 值 =2～ 3。 （ 2） 反應(yīng)時(shí)的 pH 值 廢水進(jìn)水的 pH 值為 9～ 12，反應(yīng)后最佳 pH 值為 ～ ，可利用酸洗槽的廢鹽酸來(lái)調(diào)整 pH 值。 銨鹽鍍鋅廢水的處理 （ 1）石灰法處理銨鹽鍍鋅廢水 當(dāng)廢水 pH＝ 10 時(shí)，氨三乙酸與鋅離子配位的穩(wěn)定性比鈣離子大，而 pH＝ 12 時(shí)則相反，氨三乙酸與鈣離子絡(luò)合的穩(wěn)定性 比鋅離子大，因此，利用這個(gè)機(jī)理來(lái)提高廢水 pH值，增大鈣離子濃度，有利于配位劑與鈣離子配位，使鋅離子釋放出來(lái)，然后形成氫氧化鋅沉淀。工程實(shí)踐證明，加石灰調(diào)整廢水 pH＝ 12 時(shí)，鋅仍以氫氧化鋅的形態(tài)存在。 b 廢水的 pH 值 處理前混合廢水必須為酸性，反應(yīng)時(shí) pH 值調(diào)整到 9。再生是利用再生劑 中的離子在濃度占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的情況下，將離子交換樹脂上的離子洗脫下來(lái)，使離子交換樹脂恢復(fù)其交換能力。廢水中的其他金屬離子，如 Ni2+、 Ca2+、 Cu2＋ 、 Cr3＋ 等（ Mn+）可用 H 型陽(yáng)離子交換樹脂除去， H 型樹脂交換吸附失效后，可用鹽酸（或鹽酸）再生，恢復(fù)其交換能力。離子交換前廢水的離子濃度 (單位為 mg / L)一般為幾 十至幾百，而吸附飽和后樹脂再生洗脫液的離子濃度被濃縮到幾萬(wàn)，再生液的體積一般占處理水體積的 10%~15%。這種方法的缺點(diǎn)是，離子交換樹脂價(jià)格較高，樹脂再生時(shí)需要酸、堿或食鹽等，運(yùn)行費(fèi)用較高，再生液需要進(jìn)一步處理。 20 世紀(jì) 70 年代起在全國(guó)興起，并在實(shí)踐中不斷得到改進(jìn)，從原來(lái)的坐式迂回式改進(jìn)為不 易短路的掛式翻騰式，后有改進(jìn)為節(jié)能的雙極性小極距電解法。缺點(diǎn)：電解法耗電多，污泥也多，對(duì)于污泥的處理與化學(xué)法一樣難以處置。 生物絮凝法 生物絮凝法是利用微生物或微生物產(chǎn)生的代謝物進(jìn)行絮凝沉淀的一種除污方法。應(yīng)用微生物絮凝法處理廢水安全方便無(wú)毒、不產(chǎn)生二次污染、絮凝效果好，且生長(zhǎng)快、易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化等特點(diǎn)。利用胞外聚合物分離金屬離子，有些細(xì)菌在生長(zhǎng)過(guò)程中釋放的蛋白質(zhì)，能使溶液中可溶性的重金屬離子轉(zhuǎn)化為沉淀物而去除。該法是在厭氧條件下硫酸鹽還原菌通過(guò)異化的硫酸鹽還原作用，將硫酸鹽還原成 H2S，廢水 中的重金屬離子可以和所產(chǎn)生的H2S反應(yīng)生成溶解度很低的金屬硫化物沉淀而被去除，同時(shí) H2SO4的還原作用可將 SO42轉(zhuǎn)化為 S2而使廢水的 pH值升高。趙曉紅等人用脫硫腸桿菌 (SRV)去除電鍍廢水中的銅離子，在銅質(zhì)量濃度為 mg/L的溶液，當(dāng) pH為 ，去除率達(dá)%。通過(guò)收獲或移去已積累和富集了重金屬植物的枝條，降低土壤或水體中的重金屬濃度。 草本植物凈化重金屬?gòu)U水的應(yīng)用已有很多報(bào)道。 木本植物具有處理量大、凈化效果好、受氣候影響小、不易造成二次污染等等優(yōu)點(diǎn)，受到人們廣泛關(guān)注。對(duì)于酸性較強(qiáng)的廢液應(yīng)選擇在酸性環(huán)境中，具有較好穩(wěn)定性的芳香族聚酰胺中空纖維膜。與傳統(tǒng)分離操作（如蒸發(fā)、萃取或離子交換等）相比較，不僅可以避免組分受熱變性或混入雜質(zhì)，通常還有低能耗和效率高的特點(diǎn)，因而具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，故發(fā)展相當(dāng)迅速，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。目前，膜分離技術(shù)面臨的問(wèn)題主要是國(guó)產(chǎn)膜性能不佳、進(jìn)口膜價(jià)格昂貴、膜易被污染。 黃原酸法 黃原酸法分為不溶性淀粉黃原酸酯法（ ISX）和纖維素黃原酸法，前者是鈉、鎂型ISX 與廢水中的重金屬離子接觸時(shí)，鍵合在硫上的鈉 、鎂離子將與廢水中重金屬離子進(jìn)行交換。能進(jìn)行以上反應(yīng)的離子有： Zn2+、 Ag+、 Au+、 Ni2+、 Mn2+、 Cr3+、 Fe2+、Cd2+、 Pb2+。因此。 活性炭是由木材、煤、果殼等含炭物質(zhì)，在高溫和缺氧的條件下活化制成的。除此之外，還有沸石吸附、麥飯石吸附法。采用化學(xué)法的廢水處理工程投資約占電鍍工程總投資的 5％左右，而離子交換、電解法、反滲透法等廢水處理工程投資約占電鍍工程總投資的 30％～ 40％。調(diào)節(jié)池中廢水由耐腐蝕泵泵入反應(yīng)池，在反應(yīng)池中以重力流方式流經(jīng)還原槽、中和槽、斜板沉淀池和中間水池，完成六價(jià)鉻的還原，三價(jià)鉻與鋅離子的絮凝和沉淀分離反應(yīng)。濃縮和壓濾出水返回調(diào)節(jié)池重新處理。亞硫酸鈉與六價(jià)鉻的理論投藥比為 3﹕ 1（質(zhì)量比），由于廢水中雜質(zhì)的影響和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方面的原因，實(shí)際投藥量應(yīng)高于理論投藥量，投藥比控制在（ 4～ 5）﹕ 1，投藥比過(guò)低會(huì)使還原反應(yīng)不充分，出水中六價(jià)鉻含量不能達(dá)標(biāo)，投藥比過(guò)高時(shí)浪費(fèi)藥劑，增加處理成本，并且容易生成可溶性離子 [Cr2（ OH） 2SO3]2，難以生成氫氧化鉻沉淀。HRT=50為了促進(jìn)反應(yīng)物的充分接觸反應(yīng)，反應(yīng)池應(yīng)設(shè)置混合設(shè)備，由于生成的氫氧化鉻 絮體不易沉降，在進(jìn)入沉淀池之前應(yīng)在反應(yīng)池中投加絮凝劑幫助絮體長(zhǎng)大以利于后續(xù)沉淀單元的處理效果。 （ 2）絮凝反應(yīng) pH 值 本廢水處理車間主要處理鉻和鋅，沉淀時(shí) Cr(OH)3的最佳沉淀 pH 值為 7～ 8，Zn(OH)2的最佳沉淀 pH 值為 8～ 9，所以選擇絮凝池 pH 值為 8。60)= m3 式中 Q——設(shè)計(jì)流量， m3/h； t ——反應(yīng)時(shí)間， h。＝ N/（ η1η2）＝ （ 為 N39。斜板沉淀池具有沉淀效率高，停留時(shí)間短，占地少等優(yōu)點(diǎn)，在電鍍廢水中得到廣泛的應(yīng)用。h) 斜板長(zhǎng) L m 斜板傾角 θ 60186。1 池長(zhǎng) a a= A ＝ ＝ m 取 a＝ m 核算 q＝ Q/（ sinθ＝ 1= ( )2? tg60186。a 2)＝ 2）＝ m3 沉淀池總高度 H H=h1+h2+h3+h4+h5＝ ++++＝ m 4 細(xì)部結(jié)構(gòu) (1)進(jìn)水管 進(jìn)水管采用 DN50（外徑 Φ壁厚＝ 63 mm mm）硬聚氯乙烯管直接與反應(yīng)池相連，則進(jìn)水管中流速 V V＝ 4D 24 3600Qn? ??2 小型電鍍廠廢水處理工程 第 24 頁(yè) 共 69 頁(yè) ＝24 5 01 0 .0 5 5 2 4 3 6 0 0 ??? ? ? ＝ m/s 在 ～ m/s 之間，滿足絮凝后期流速要求。＝ m 為便于加工取槽寬 B＝ 50 mm 起點(diǎn)槽中水深 H1＝ ＝ 得 ω＝ q0/（ μ+1）＝ （ 8+1）＝ m 出水孔 沉 淀 池 水 位 槽中水位 小型電鍍廠廢水處理工程 第 26 頁(yè) 共 69 頁(yè) 為加工方便，相鄰兩孔眼間距取 m，靠近兩端各留出 m. (3)落水斗 落水斗尺寸為 LBH＝ 300 mm300 mm400 mm，排水管采用 DN25（外徑 Φ壁厚＝ 32 mm mm）硬聚氯乙烯管 . (4)排泥管 選用 DN150（外徑 Φ壁厚＝ 160 mm mm）硬聚氯乙烯管。50/24＝ m3 凈尺寸 LBH