拉鏈生產(chǎn)含重金屬廢水處理工藝

       隨著金屬制造、電鍍、制革、造紙、醫(yī)藥等工業(yè)的發(fā)展，越來越多的含重金屬廢水直接或間接排放到水環(huán)境中。工業(yè)廢水中有毒重金屬主要包括銅、鋅、鎳、汞、鎘、鉛、鉻等。與有機(jī)污染物不同的是，重金屬不會衰減、不能被生物降解，水體一旦被重金屬污染，很難被修復(fù)。因此，需采取有效的方法對重金屬廢水進(jìn)行治理，減輕其對環(huán)境的危害。

       嘉興某拉鏈生產(chǎn)企業(yè)建有年產(chǎn)金屬拉鏈2000萬條、尼龍拉鏈4800萬條、塑鋼拉鏈1000萬條的生產(chǎn)線，具有覆蓋沿海東部經(jīng)濟(jì)圈、輻射全球的生產(chǎn)營銷體系。該公司在除油、清洗、固色等生產(chǎn)工序中產(chǎn)生含有較高濃度銅、鋅、鉻等重金屬以及磷酸鹽的生產(chǎn)廢水。根據(jù)“三同時(shí)”的原則，該公司建設(shè)了廢水處理設(shè)施，處理出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)及《工業(yè)企業(yè)廢水氮、磷污染物間接排放限值》(DB33／887-2013)要求，實(shí)現(xiàn)了納管達(dá)標(biāo)排放。

 

       1、設(shè)計(jì)水質(zhì)、水量

       1.1 廢水水量
       根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研及取樣分析，該企業(yè)所排放的生產(chǎn)廢水主要包括固色工序產(chǎn)生的含鉻廢水，以及除油、清洗等工序產(chǎn)生的酸洗、磷化廢液和清洗廢水等。廢水總量為100m3／d，其中包括含鉻廢水約2m3／d。廢水處理設(shè)施設(shè)計(jì)運(yùn)行20h／d，設(shè)計(jì)處理水量為5m3／h。

       1.2 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)
       根據(jù)取樣分析結(jié)果，并類比同類型企業(yè)項(xiàng)目的廢水水質(zhì)情況，確定該企業(yè)的設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)。廢水呈酸性且pH值有所波動，主要污染指標(biāo)包括總磷、總銅、總鋅、總鉻和六價(jià)鉻等，不含鎳、汞、鎘和鉛等污染物。根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)局要求，廢水經(jīng)處理后需達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)的三級標(biāo)準(zhǔn)，其中氨氮、總磷參照執(zhí)行《工業(yè)企業(yè)廢水氮、磷污染物問接排放限值》(DB33／887-2013)要求。

       設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)如表1所示。

 

       2、處理工藝設(shè)計(jì)

       2.1 設(shè)計(jì)思路
       ①企業(yè)生產(chǎn)廢水排放不均勻，且存在酸堿性不穩(wěn)定的問題，因此需要設(shè)置一座調(diào)節(jié)池，對水量和水質(zhì)進(jìn)行均質(zhì)平衡，以利于穩(wěn)定處理。由于生產(chǎn)工藝中含除油工序，需在調(diào)節(jié)池前設(shè)置隔油池，以利于后續(xù)工藝處理。
       ②含鉻廢水需單獨(dú)收集，采用還原方法將Cr6+還原成cr3+再中和沉淀去除，將總鉻、六價(jià)鉻處理到車間排放口標(biāo)準(zhǔn)后再與其他廢水混合處理。
       ③廢水中含銅、鋅和磷較高，需采用物化處理才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。廢水pH值較低，需配套酸堿中和處理。中和藥劑選擇石灰乳，可在調(diào)節(jié)pH的同時(shí)使Ca2+與磷酸鹽反應(yīng)形成磷酸鈣沉淀而去除總磷。
       ④企業(yè)生產(chǎn)原料包括次亞磷酸鈉，生產(chǎn)廢水中含有次磷酸根，與石灰乳形成的次亞磷酸鈣屬于溶于水的物質(zhì)，不會形成沉淀，因此需要另外投加氧化劑(NaClO)，將次磷酸根氧化，以形成磷酸鈣沉淀。
       ⑤廢水處理過程中產(chǎn)生的污泥屬于危險(xiǎn)固廢，可采用隔膜式壓濾機(jī)進(jìn)行脫水處理，使污泥含水率降至60％以下，以減少危廢的產(chǎn)生量。
       ⑥需設(shè)置一定容積的事故池，以應(yīng)對生產(chǎn)過程或廢水處理過程中的突發(fā)事件。
       ⑦設(shè)計(jì)中考慮采用容積較大的保障池，在水質(zhì)檢測合格后方可達(dá)標(biāo)排放，若檢測不合格可返回調(diào)節(jié)池或者事故池重新處理。

       2.2 工藝流程
       ①含鉻廢水單獨(dú)收集，并通過泵將廢水從集水池內(nèi)提升進(jìn)入還原反應(yīng)槽，調(diào)節(jié)pH值，在酸性條件下向廢水中加入還原劑(焦亞硫酸鈉)，將Cr6+還原成Cr3+；加人中和藥劑及PAM，廢水中的Cr3+形成Cr(OH)3沉淀。經(jīng)固液分離后，上清液排入綜合調(diào)節(jié)池與其他廢水一并處理；沉淀污泥排人污泥濃縮池。考慮到含鉻廢水水量較小，設(shè)置一個(gè)序批式反應(yīng)桶，其反應(yīng)、沉淀過程均在此桶內(nèi)進(jìn)行，每天處理一次。
       ②其他生產(chǎn)廢水流經(jīng)格柵攔污后自流進(jìn)入調(diào)節(jié)池，與預(yù)處理后的含鉻廢水一并處理。調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)水泵，利用回流均化水質(zhì)、水量。
       ③均化好的綜合廢水經(jīng)泵提升至反應(yīng)池1，反應(yīng)池內(nèi)設(shè)機(jī)械攪拌，并分別投加石灰乳，調(diào)節(jié)pH值至8～9，再投加PAC、PAM進(jìn)行絮凝反應(yīng)，然后通過沉淀池1進(jìn)行泥水分離。石灰乳投加泵與pH計(jì)設(shè)置在線連鎖控制，自動投加。
       ④為確?；炷恋硇Ч?，廢水再通過二級混凝反應(yīng)沉淀池，先投加NaClO將次磷酸鈣氧化成磷酸鈣沉淀，進(jìn)一步通過投加混凝藥劑去除廢水中的重金屬、TP等污染物。為確保重金屬去除效果，設(shè)置重金屬捕捉劑備用投加系統(tǒng)。
       ⑤混凝沉淀出水設(shè)pH值調(diào)整池，當(dāng)pH值>9時(shí)，投加少量酸調(diào)整pH值至6～9。
       ⑥在排放口前設(shè)置保障池(觀測池)，在檢測合格后方可達(dá)標(biāo)排放，若檢測不合格可返回調(diào)節(jié)池或者事故池重新處理。
       ⑦沉淀池的污泥排放至污泥濃縮池，再經(jīng)高壓隔膜板框壓濾機(jī)將污泥壓濾至含水率<60％。由于污泥中含有銅、鋅、鉻等重金屬，需按照危廢處置規(guī)范進(jìn)行處置，并按要求設(shè)置相應(yīng)的暫存間。

       廢水及污泥處理工藝流程如圖1所示。

 

       3、主要構(gòu)筑物及設(shè)備

       ①含鉻廢水收集池。有效容積2m3的塑料桶2個(gè)，用于儲存含鉻廢水。
       ②含鉻廢水反應(yīng)沉淀池。有效容積為3m3。的塑料桶1個(gè)，配備攪拌機(jī)1臺。
       ③事故池。地下式鋼混結(jié)構(gòu)，1座，尺寸為4.0m×3.5m×2.2m，用于儲存事故廢水。配備提升泵1臺，流量為5m3／h，揚(yáng)程為150kPa，功率為1.1kW。
       ④調(diào)節(jié)池。采用V=20m3的塑料桶3個(gè)，有效容積共60m3，停留時(shí)間為14h。配備提升泵2臺，流量為5m3／h，揚(yáng)程為150kPa，功率為1.1kW；浮球液位計(jì)1套；電磁流量計(jì)1臺。
       ⑤反應(yīng)池1。鋼防腐結(jié)構(gòu)，1座，尺寸為3.0m×1.0m×2.0m，反應(yīng)時(shí)間為1h。配備攪拌機(jī)3臺，不銹鋼材質(zhì)，功率為0.75kW；在線pH計(jì)1臺。
       ⑥沉淀池1。鋼防腐結(jié)構(gòu)，1座，尺寸為3.0m×3.0m×3.5m，表面負(fù)荷為0.55m3／(m2•h)。池內(nèi)設(shè)PP斜板9m2；配備排泥泵2臺，流量為10m3／h，揚(yáng)程為100kPa，功率為1.1kW。
       ⑦反應(yīng)池2。鋼防腐結(jié)構(gòu)，1座，尺寸為3.0m×1.0m×2.0m，反應(yīng)時(shí)間1h。配備攪拌機(jī)3臺，不銹鋼材質(zhì)，功率為0.75kW；在線pH計(jì)1臺。
       ⑧沉淀池2。鋼防腐結(jié)構(gòu)，1座，尺寸為3.0m×3.0m×3.5m，表面負(fù)荷為0.55m3／(m2•h)。池內(nèi)設(shè)PP斜板9m2；配備排泥泵2臺，流量為10m3／h，揚(yáng)程為100kPa，功率為1.1kW。
       ⑨pH調(diào)整池及觀測池。鋼防腐結(jié)構(gòu)。1座，尺寸為3.0m×4.0m×3.0m，有效容積為30m3。配備在線pH計(jì)1臺。
       ⑩標(biāo)準(zhǔn)排放口。鋼防腐結(jié)構(gòu)，1座，尺寸為1.0m×0.5m×0.5m。配備電磁流量計(jì)1臺。
       ?污泥濃縮池。鋼防腐結(jié)構(gòu)，1座，尺寸為3.0m×3.0m×3.0m。配備污泥提升泵2臺，流量為5m3／h，揚(yáng)程為600kPa，功率為3kW；隔膜板框壓濾機(jī)1臺，過濾面積為30m2，壓力為0.6MPa，功率為2.2kW。
       ?其他設(shè)備。V=1.5m3的溶加藥裝置5套，帶加藥泵、攪拌機(jī)，分別用于投加石灰乳、PAC、PAM、稀硫酸及次氯酸鈉；V=50L的溶加藥裝置1套，帶攪拌機(jī)，用于投加焦亞硫酸鈉。

 

       4、工程調(diào)試

       與運(yùn)行該工程于2015年5月建成，經(jīng)過3個(gè)月的調(diào)試運(yùn)行，處理效果穩(wěn)定，對總磷、總銅、總鋅、總鉻、六價(jià)鉻等主要污染物的去除效果明顯，各項(xiàng)出水指標(biāo)均達(dá)到了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)的三級標(biāo)準(zhǔn)及《工業(yè)企業(yè)廢水氮、磷污染物間接排放限值》(DB33／887-2013)要求，通過了當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門驗(yàn)收。

       驗(yàn)收監(jiān)測結(jié)果如表2所示

 

       5、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

       該工程廢水處理規(guī)模為100m3／d?？偼顿Y約92.2萬元，包括土建費(fèi)用5萬元，設(shè)備及安裝費(fèi)用87.2萬元。廢水處理運(yùn)行成本約為4.14元/m3，包括人工費(fèi)、藥劑費(fèi)、電費(fèi)等，具體見表3。

 

       6、結(jié)語

       采用還原反應(yīng)+中和沉淀法預(yù)處理拉鏈生產(chǎn)企業(yè)含鉻廢水，采用兩級混凝沉淀工藝處理含磷及銅、鋅重金屬的綜合廢水，取得了較好的處理效果。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果顯示，處理出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)的三級標(biāo)準(zhǔn)以及《工業(yè)企業(yè)廢水氮、磷污染物間接排放限值》(DB33／887-2013)要求。廢水處理規(guī)模為100m3／d，總投資為92.2萬元，運(yùn)行費(fèi)用約4.14元／m3。