【m.dszypx.com武漢純水設備】以某電鍍廢水集中處理工程為實例，介紹了含鎳廢水的處理技術、工藝、構筑物參數 及運行效果。通過應用高級氧化破絡技術、絡合捕集技術以及管式微濾膜( TMF) 分離技術，構建了電鍍廢水重金屬穩定達標處理關鍵技術體系，實現了出水在電鍍含鎳廢水的單獨監控池達到《電鍍污染物排放標準》( GB 21900—2008)標準。該工藝技術體系能適應水量變化，運行穩定，處理效果好，自動化程度高，具有良好的環境效益、社會效益及經濟效益。
電鍍工藝中鎳的鍍種類型較多，應用面廣，而在電鍍鎳工藝中常加入各種絡合物，鎳始終處于絡合態，有利于提高電鍍效果。目前絡合物種類以有機物為主，主要包括羧酸類、氨基醇類、氨基羧酸類、無機多磷酸類和有機磷酸類，而絡合物的存在給后續處理帶來了較大的難度。武漢純水設備目前，《電鍍污染物排放標準》( GB 21900—2008)標準要求含鎳廢水預處理出水監測點一類污染物 Ni2+≤0. 1 mg /L，這對于成分復雜、絡合復雜、水質波動大的電鍍廢水而言，具有較大的挑戰性。考慮項目投產后需長期穩定達標，在工程工藝設計階段即需充分考慮工藝的達標保障性。以某電鍍廢水集中處理工程中含鎳廢水的處理工藝應用為例，介紹了基于高級氧化破絡技術、絡合捕集技術以及管式微濾膜( TMF) 分離技術的重金屬鎳穩定達標關鍵技術的集成體系與示范應用。
1 工程概況
某電鍍產業園總用地面積為 7. 10 hm2，包含 17幢電鍍廠房、3 幢辦公樓、1 座倉庫、配套 1 座園區集中式廢水處理中心。
園區配套的電鍍廢水集中處理工程設計規模為5
000 m3/d，占地面積為 5 333 m2，設計運行時間為20
h /d，處理規模為 250 m3/h。土建工程一次性建設實施，設備工程分兩期實施，一期工程配置規模為2 500 m3/d( 125 m3/h) 。根據進水水質將廢水分成7 股，分別進行處理。其中，含鎳廢水 600 m3/d，一期實施規模 300 m3/d。
對于電鍍園區的廢水，由于各企業管理水平參差不齊，監管點比較多，很難做到完全的清晰分流，含鎳廢水中仍帶有 Cu2+、Cr6+等污染物，這也給廢水處理增加了難度，因而在處理工藝中需要考慮這類重金屬的去除。
含鎳廢水經預處理工藝處理達標后，與其他 6股廢水一同排入后續處理設施，最終出水 pH、重金屬、COD 等指標全部達到《電鍍污染物排放標準》( GB 21900—2008) 標準。
2 廢水處理工藝
2.1 工藝說明
將電鍍園區中不同電鍍車間的鍍鎳工序產生的漂洗水集中收集，通過管道進入調節池，考慮到有部分 Cr6+混入，一級反應池組先進行 Cr6+還原，然后加堿和 PAM 絮凝反應，進入一級沉淀池，去除部分鎳和全部的銅和鉻，出水進入二級反應池組，通過加入高效的破絡合藥劑對鎳的絡合物進行氧化，消除強絡合態的鎳，同時加入高絡合能力的重金屬捕捉劑，確保鎳能完全去除，然后進入 TMF 膜分離系統，通過膜分離懸浮態的重金屬鎳，實現固液分離，膜出水進入鎳監控池，檢測達標后進入后續處理系統，若不達標，則進入應急反應池，再返回含鎳預處理系統進行處理。
2.2 主要應用技術
① 基于高級氧化破絡的重金屬穩定達標技術
電鍍廢水成分復雜，往往含有大量的重金屬物質、有機助劑等。武漢工業純水設備在電鍍過程中，因為鍍層質量控制的需要，重金屬離子往往以絡合物形式存在，從而在電鍍過程中緩慢釋放金屬離子進行沉積，提升鍍層質量; 然而在廢水排放和處理過程中，因為這樣一些絡合物的存在，使得鎳的去除難度加大，單純的化學沉淀法難以實現重金屬的有效去除，因而如何破除絡合物、實現金屬離子的釋放就成為重金屬去除過程中的關鍵技術。高級氧化技術在應用過程中產生的羥基自由基( ·OH)或硫酸鹽自由基具有強氧化作用，能有效氧化與鎳結合的絡合物或螯合物，將強絡合態鎳轉化為弱絡合態鎳或離子態鎳，然后通過重補劑競爭絡合或沉淀分離，達到去除鎳的目的。本項目采用自主研發的破絡合劑，針對電鍍廢水中存在的絡合物具有普適性，能實現絡合物的有效去除。
② 基于絡合捕集的重金屬穩定達標技術
電鍍廢水處理過程中，重金屬離子主要通過與外加藥劑( 氫氧化鈉、氫氧化鈣、硫化鈉等) 形成氫氧化物、硫化物沉淀等形式，從廢水中固液分離，最終轉化為固態污染物，但是對于大部分重金屬，其氫氧化物溶度積常數( Ksp) 比較大，使得其去除效果比較差，難以滿足目前日益嚴格的出水排放要求。另外，電鍍廢水中常常含有一些絡合劑，其穩定性高，簡單加入氫氧化鈉、氫氧化鈣難以沉淀這部分絡合態重金屬離子。重金屬捕集劑是一種與重金屬離子強力螯合的化工藥劑，能在常溫和很寬的 pH 值范圍內，與廢水中的 Cu2+、Ni2+、Zn2+等重金屬離子進行化學反應，并在短時間內迅速生成不溶性、低含水量、容易過濾去除的絮狀沉淀，從而達到去除重金屬離子的目的，確保廢水達到排放標準。目前，根據現有電鍍廢水中絡合物的種類，并結合高級氧化破絡技術，自主合成的重補劑可實現鎳的達標。
③ 基于 TMF 分離的重金屬穩定達標技術
目前對于電鍍廢水以物化處理法為主，通常采用化學沉淀法，基本工藝組合為反應系統 + 分離系統。目前常見的固液分離方式有沉淀、氣浮和膜分離，其中沉淀法具有通用性強、造價低、易管理等特點，應用廣泛; 氣浮法則具有容易設備化、占地小、分離效率高等特點，在一些小規模的電鍍污泥處理工程中也得到應用。武漢實驗室純水設備但是氣浮法和沉淀法都具有一定的不穩定性，容易出現浮泥、跑泥等現象，造成出水水質波動，重金屬超標風險大。膜分離法具有分離效果好、系統穩定等特點，尤其是能夠確保出水 SS濃度非常低; 另外，在進行膜分離的同時，還能實現污泥的濃縮、污泥高效吸附等功能，進一步提升出水水質和后續污泥脫水設備的效率，因此在電鍍廢水處理中具有廣闊的應用前景。本項目采用的管式微濾膜以多孔高分子材料作為分離介質，采用低壓( 0. 07 ～ 0. 7 MPa) 運行膜過濾，用以分離液體中的高濃度懸浮固體; 分離時采用錯流過濾方式，固液混合物在壓力作用下在膜表面錯流流動; 固體顆粒在錯流狀態下在固液混合物中不斷濃縮，不斷在膜表面堆積。TMF 膜過濾系統具有顯著的優點: 可以去除尺寸大于膜孔徑的固體物，去除效果非常穩定; 不需要投加絮凝劑等聚合物，節約藥劑，降低污泥產量，提升污泥資源化利用價值; 自動隨時開/停機，自動化程度高; 超微濾過濾精度高，不需要進后處理過濾器，可以直接和反滲透等中水回用設備聯用。
3 主要建( 構) 筑物及設計參數
① 調節池
含鎳廢水調節池 1 座，規格為 20 m × 5. 5 m × 4m(墻中線尺寸) ，總容積 440 m3，有效水深 3. 5 m，有效容積 385 m3。調節池進水端配置隔油沉砂池 2座，規格為 3 m × 1. 5 m× 4 m( 墻中線尺寸) 。
設備：提升泵 2 臺( 按一期規模配置，Q = 25. 2 m3/h，H =130 kPa，N = 1. 5 kW) ，液位開關 1 套，電磁流量計 1套。帶密封板格柵蓋板若干。
② 一級反應池組
破絡反應池組 1 座 3 格，規格為 3. 0 m × 2.
5 m× 4. 8 m × 3 格( 墻中線尺寸) ，總容積 108 m3，有效水深 4. 5 m，有效容積 101 m3，有效停留時間 3. 36h。設 pH 計 2 套; 反 應 攪 拌 機 2 套 ( 電
機 功 率2. 2 kW，4 極，轉速 60 r/min，槳葉直徑 950 mm × 2層) ; 絮凝攪拌機 1 套( 電機功率 0. 75 kW，4 極，轉速 20 r/min，槳葉直徑 1 400 mm × 2 層) 。
③ 一級沉淀池
一級豎流式沉淀池 1 座，規格為 6. 0 m × 5. 0 m× 4.
8 m( 墻中線尺寸) ，表面積 30 m2，表面負荷 1m3/( m2·h) ，有效停留時間 2 h。設備: 中心桶 1 套
(
④ 二級反應池組
二級反應池組 1 座 3 格，規格為 3. 0 m × 2.
5 m× 4. 8 m × 3 格( 墻中線尺寸) ，總容積 108 m3，有效水深 4. 0 m，有效容積 90 m3，有效停留時間 3. 0 h。
設備: pH 計 1 套; 反應攪拌機 3 套( 電機功率 2. 2kW，4 極，轉速 60 r/min，槳葉直徑 950 mm × 2 層) 。
⑤ TMF 分離系統
TMF 系統核心單元一期配置 PVDF 材質管式微濾膜 10 支，膜孔徑 0. 1 μm，設計通量
4 運行效果
電鍍廢水集中處理工程于 2014 年 10 月底建成，2015 年 1 月 30 日完成工程竣工驗收，同年 3 月受委托進入商業化運營管理生產，2017 年配合整個產業園區完成“三同時”環?？⒐を炇铡?span lang="EN-US">
結果表明，出水始終保持鎳≤0. 1 mg /L，說明該系統對鎳的去除效果好，而且能保證其他重金屬達標。因此，該工藝能確保在混流情況下重金屬鎳達標，具有良好的工程應用價值。
5 經濟指標分析
① 含鎳系統部分工程造價
該工程含鎳系統部分總投資約為 505 萬元，其中土建費約 188 萬元，設備材料費 237 萬元，其他設計、安裝、運輸及調試等間接費用 80 萬元。
② 含鎳系統部分運行成本
單位廢水的處理成本約為 25 ～ 40 元/m3，不計設備折舊維修費用，其中電費 1 ～ 1. 5 元/m3、人工費 0. 8 ～ 1. 2 元/m3、藥劑費合計 23 ～ 35 元/m3。
電鍍廢水經高級氧化破絡、絡合捕集、TMF 分離等重金屬穩定達標處理關鍵技術體系的集成應用后，出水水質能夠穩定達到電鍍行業現行最高標準( 即表 3 標準)。武漢反滲透純水設備集成的技術體系應用能夠適應園區電鍍含鎳廢水水量、水質波動大，成分復雜等特點。經過 3 年的運營，處理效果穩定，自動化程度高，產泥率低，運行成本較低，具有一定的經濟效益，出水總鎳≤0. 1 mg /L，環境和社會效益顯著。