郭振英*，張藝靈，魏忻

（中國(guó)鋼研科技集團(tuán)有限公司新冶高科技集團(tuán)有限公司，北京 100081）

電鍍錫鈍化廢水處理工程實(shí)例

郭振英*，張藝靈，魏忻

（中國(guó)鋼研科技集團(tuán)有限公司新冶高科技集團(tuán)有限公司，北京 100081）

在實(shí)際工程中采用還原沉淀法處理電鍍錫鈍化廢水，其流程主要包括pH調(diào)節(jié)、還原、中和及混凝沉淀。確定合理的工藝設(shè)計(jì)與參數(shù)選擇后，出水中總鉻含量低于0.37 mg/L、六價(jià)鉻含量低于0.17 mg/L，均達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 21900-2008)的要求。通過(guò)連續(xù)一年的穩(wěn)定運(yùn)行數(shù)據(jù)，估算出了采用該法處理鈍化廢水所需的藥劑費(fèi)和電費(fèi)分別為4.04元/t和1.26元/t。

鍍錫；鉻酸鹽鈍化；廢水處理；還原；沉淀；成本

First-author’s address:New Metallurgy Hi-Tech Group Co., Ltd., China Iron and Steel Research Institute Group Co., Ltd., Beijing 100081, China

目前，電鍍錫板后處理的鈍化工序應(yīng)用較多的仍是鉻酸鹽鈍化，會(huì)產(chǎn)生大量的鈍化廢水，其中主要污染物為六價(jià)鉻。六價(jià)鉻毒性很強(qiáng)，是強(qiáng)致癌物，屬于一類(lèi)污染物，處理不當(dāng)將帶來(lái)嚴(yán)重后果，甚至災(zāi)難性的環(huán)境問(wèn)題[1-4]。目前含鉻廢水處理技術(shù)中最為成熟的是化學(xué)還原沉淀法[5]，但是在實(shí)際應(yīng)用中，常因設(shè)計(jì)不合理、參數(shù)選擇有誤而導(dǎo)致出水不達(dá)標(biāo)。本文將介紹某電鍍錫鈍化廢水處理的工程實(shí)例，該工程采用了化學(xué)還原沉淀法，已穩(wěn)定運(yùn)行近一年，且在此期間，其出水水質(zhì)均達(dá)到了GB 21900-2008《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中表2的要求。

1 廢水水質(zhì)和水量

該電鍍錫鈍化廢水主要包括鈍化沖洗廢水和鈍化廢液，其中鈍化沖洗廢水是連續(xù)排放的，鈍化廢液則是用一段時(shí)間后定期排放，具體的水質(zhì)和水量見(jiàn)表1。

表1 廢水水質(zhì)及水量Table 1 Quality and quantity of wastewater

2 處理工藝

2. 1 工藝流程

電鍍錫鈍化廢水的處理流程如圖1所示。

圖1 工藝流程圖Figure 1 Process flow chart

由于鈍化廢液中污染物的濃度遠(yuǎn)大于鈍化沖洗廢水，而其水量又較小，因此，通過(guò)將鈍化廢液先儲(chǔ)存于含鉻廢液儲(chǔ)存池中，再逐漸泵入含鉻廢水調(diào)節(jié)池中的方式進(jìn)行處理，以期在處理含鉻廢液的同時(shí)保證含鉻廢水水質(zhì)的均衡。

鈍化沖洗廢水直接通入含鉻廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)，池內(nèi)設(shè)曝氣裝置，使廢水充分混合，起到保證水質(zhì)均衡的作用。再由泵將廢水輸送至pH調(diào)節(jié)池，投加鹽酸或硫酸來(lái)調(diào)節(jié)pH。隨后廢水自流至還原反應(yīng)池中，在池內(nèi)加還原劑(可采用亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、硫代硫酸鈉、硫酸亞鐵等)，曝氣混合，經(jīng)過(guò)兩級(jí)還原(考慮到投資成本和運(yùn)行費(fèi)用，一般兩級(jí)還原采用相同的還原劑)，使廢水中的六價(jià)鉻徹底還原為三價(jià)鉻，再將廢水通入中和池內(nèi)，投加堿(氫氧化鈉或石灰乳)，與三價(jià)鉻反應(yīng)生成穩(wěn)定的氫氧化鉻沉淀。然后通入混凝池中，通過(guò) PAC(聚合氯化鋁)混凝與PAM(聚丙烯酰胺)助凝后，通入沉淀池中進(jìn)行沉淀。沉淀池中產(chǎn)生的含鉻污泥通過(guò)污泥濃縮池濃縮和板框壓濾機(jī)脫水后送到有資質(zhì)的單位進(jìn)行處理。沉淀池中的上清液自流入排放水池，最后從排放水池中達(dá)標(biāo)排放。

2. 2 各關(guān)鍵處理環(huán)節(jié)的工藝設(shè)計(jì)及參數(shù)選擇

主要構(gòu)筑物的有效容積和最小水力停留時(shí)間列于表2。

2. 2. 1 含鉻廢液儲(chǔ)存池

由于含鉻廢液中污染物的濃度至少為含鉻廢水中污染物濃度的十幾倍，因此，含鉻廢液泵入含鉻廢水調(diào)節(jié)池中的流量應(yīng)控制在1 m3/d左右，從而保證含鉻廢水調(diào)節(jié)池中水質(zhì)的均衡。

2. 2. 2 含鉻廢水調(diào)節(jié)池

根據(jù)鈍化廢水排放量，設(shè)計(jì)平均廢水處理量為8 m3/h，最大處理量為10 m3/h。因此含鉻廢水調(diào)節(jié)池配套泵的流量也需選用10 m3/h。

表2 主要構(gòu)筑物一覽表Table 2 List of main structures

2. 2. 3 pH調(diào)節(jié)池

由于在pH為2 ～ 3時(shí)六價(jià)鉻更易被還原為三價(jià)鉻[2]，同時(shí)考慮到藥劑用量及設(shè)備的腐蝕問(wèn)題，此處將pH在線檢測(cè)儀的數(shù)值設(shè)置為2.5 ～ 3.0。本工程采用鹽酸調(diào)節(jié)廢水的pH。

2. 2. 4 還原反應(yīng)池

采用兩級(jí)還原，均以亞硫酸鈉作為還原劑。在一級(jí)還原反應(yīng)池中設(shè)定氧化還原電位為250 ～ 300 mV，在二級(jí)還原反應(yīng)池中設(shè)定氧化還原電位為200 ～ 250 mV。

2. 2. 5 中和池

采用氫氧化鈉溶液進(jìn)行中和，因后續(xù)混凝過(guò)程所用混凝劑會(huì)使廢水pH降低，故在中和池中設(shè)定pH為8 ～ 9。

2. 2. 6 混凝池

一級(jí)混凝池中采用PAC作混凝劑，二級(jí)混凝池中采用PAM作助凝劑，通過(guò)調(diào)節(jié)藥劑量使池中產(chǎn)生明顯礬花，從而保證后續(xù)的沉淀效果。

2. 2. 7 沉淀池

采用平流式斜板沉淀池，為保證出水中SS(懸浮物)的含量較低，取表面負(fù)荷0.7 m3/(m2·h)。

2. 3 運(yùn)行效果

設(shè)備調(diào)試結(jié)束后，連續(xù)15 d對(duì)排放水池中的出水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)果如圖2所示。

圖2 出水水質(zhì)Figure 2 Effluent quality

從圖2可知，出水中總鉻含量最大僅為0.37 mg/L，六價(jià)鉻含量最大僅為0.17 mg/L，且水質(zhì)穩(wěn)定，連續(xù)15 d均達(dá)到了GB 21900-2008標(biāo)準(zhǔn)的表2要求(總鉻限值1.0 mg/L，六價(jià)鉻限值0.2 mg/L)。

2. 4 平均運(yùn)行費(fèi)用

經(jīng)過(guò)連續(xù)一年的穩(wěn)定運(yùn)行，按照所消耗藥劑量和所處理水量得到噸水藥劑平均使用量，以當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐乃巹﹥r(jià)格進(jìn)行了核算，得出噸水處理費(fèi)用，見(jiàn)表3。同時(shí)也得到了噸水耗電量為18 kW·h，按照工業(yè)電價(jià)0.7元/(kW·h)計(jì)算，則處理1 t水的電費(fèi)為1.26元，再加上藥劑費(fèi)用，則處理1 t鈍化廢水的直接費(fèi)用為5.30元。

表3 藥劑費(fèi)用一覽表Table 3 List of costs of chemicals

3 結(jié)語(yǔ)

以上述還原沉淀法處理電鍍錫板鈍化所產(chǎn)生的含鉻廢水，采取合理的工藝參數(shù)后完全可以實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，出水總鉻≤0.37 mg/L、六價(jià)鉻≤0.17 mg/L，每噸廢水的直接處理費(fèi)用為5.30元。

[1]涂傳青, 胡勇有. 鍍鉻廢水治理、資源回用技術(shù)及進(jìn)展[J]. 電鍍與環(huán)保, 1999, 19 (3)： 28-32.

[2]周杰, 陳禾逸, 魏俊, 等. 鐵碳微電解處理含鉻廢水的試驗(yàn)研究[J]. 電鍍與涂飾, 2013, 32 (6)： 43-45.

[3]SUKSABYE P, THIRAVETYAN P, NAKBANPOTE W, et al. Chromium removal from electroplating wastewater by coir pith [J]. Journal of Hazardous Materials, 2007, 141 (3)： 637-644.

[4]楊曉慶, 方正, 侯芳麗, 等. 甘蔗渣活性炭處理含鉻電鍍廢水[J]. 電鍍與涂飾, 2014, 33 (23)： 1033-1035.

[5]郭壯. 還原沉淀法處理含鉻廢水的研究及應(yīng)用[D]. 哈爾濱： 哈爾濱工業(yè)大學(xué), 2007： 15.

[ 編輯：溫靖邦 ]

Engineering project for treatment of passivation wastewater from tin plating

GUO Zhen-ying*, ZHANG Yi-ling,WEI Xin

The passivation wastewater discharged from a practical tin plating production line was treated by reduction/sedimentation method. The process flow mainly consists of pH adjustment, reduction, neutralization, and coagulation/ sedimentation. After the determination of reasonable process design and operation parameters, the Cr(VI) and total Cr in the effluent is less than 0.17 mg/L and 0.37 mg/L respectively, both of which are compliant with the emission standard (GB 21900-2008). And by one year continuous stable operation data, The chemical cost and electricity cost for treating the passivation wastewater by the method were estimated as 4.04 RMB/t and 1.26 RMB/t respectively, based on the data collected from one-year continuous running.

tin plating; chromate passivation; wastewater treatment; reduction; sedimentation; cost

X703; X781.1

A

1004 - 227X (2015) 17 - 0996 - 04

2015-05-26

2015-07-01

郭振英（1984-），女，山西人，碩士，工程師，主要從事廢棄物處理的研究。作者聯(lián)系方式：(E-mail) gzyxinye@126.com，(Tel) 010-62182571。