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電鍍工業廢水零排放技術及其應用 忻州廢水處理公司

文章出處:未知發表時間:2022-03-08 12:52:06

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  近年來,我國電子、機械、汽車等行業開展疾速,大量的鍍件需求帶動了電鍍產業的迅猛開展。我國大約2萬多家電鍍企業,每年排放大量的污染物,包括約4t含重金屬的廢水、5t固體廢物、3000m3酸性廢氣。為處理電鍍工業的重污染問題,我國環保政策日趨嚴厲,很多電鍍企業希望經過新建或改建的方式增加處置設備,到達廢水零排放,專注產品生產,以期完成經濟、環保、社會效益的統一。

 

  文章從廢水零排放的理念動身,從處置技術、工程應用、存在的問題3方面總結引見,并提出完成廢水零排放的倡議,以期為相關從業者提供參考。

 

  1、電鍍廢水零排放的概念

 

  零排放即無排放,不向環境中排聽任何污染物質,完成對資源的循環回用,其最早來源于1972年美國提出爭取在1985年完成電鍍廢水零排放的方案,1978年美國電鍍協會第40號方案中提出漂洗工藝閉路循環工序化就是詳細落實零排放的。在實踐生產過程中,物質會不可防止的進入到環境中,因而,理論上廢水零排放是無法完成的,是一種理想化的污染管理目的,文中所講的零排放,是一種近零排放。

 

  2、電鍍工業廢水處理技術

 

  電鍍廢水依照其生產過程可分為前處置廢水、鍍件清洗廢水、后處置廢水以及廢液。依照我國電鍍廢水處置標準,電鍍廢水通常要分流搜集、處置后再實施綜合處置,所采用的處置技術目前主要有以下幾種。

 

  (1)化學法:目前全球有近80%的電鍍廢水采用化學法實施處置,主要工藝有酸堿中和、化學沉淀、氧化復原等,化學法簡單、牢靠,但產生污泥量大,若能完成精確投藥,嚴厲管理,也可完成廢水的選擇性回用。

 

  (2)生物法:生物處置技術包括生物化學法、生物絮凝法、生物吸附法、植物修復法等,常用于去除有機物、氮磷、懸浮物等污染物質。由于電鍍廢水中重金屬離子和某些有機化合物會抑止或扼殺微生物,目前尚無穩定有效的微生物菌種直接處置電鍍廢水,通常需經過物理、化學法等預處置后再進入生物處置系統。

 

  (3)膜處置法:膜別離技術用于回收廢水中的重金屬和鹽類,削減廢水排放量,提升廢水的回用率。不過,該技術產生的濃水仍需進一步處置,目前,相當數量的企業采用的處置方式為委外處置或蒸發濃縮等。

 

  (4)離子交流法:離子交流技術曾經成為有效處置電鍍廢水并且回收某些高價值金屬的重要手腕,也是電鍍廢水完成閉路循環的重要組成環節。離子交流法在處置低濃度金屬廢水時,在處置效果和運轉本錢上較化學法更有優勢。

 

  (5)電滲析技術:在直流電場的作用下,離子透過選擇性離子交流膜而遷移,從而使電解質離子自溶液中局部別離出來的過程稱為電滲析,常用于工業用初級純水的制備、工業殘液中有用成分的回收等。

 

  (6)電吸附技術:電吸附是應用帶電電極外表吸附水中離子及帶電粒子,使水中溶解的鹽類和其他帶電物質在電極外表富集濃縮而完成水的凈化和鹽的去除,與電滲析技術相比,其對進水水質請求較低,具有產水量高、除鹽水平適中、操作維護煩瑣以及能耗低、穩定性好等特性。

 

  (7)蒸餾濃縮法:蒸發技術的本質就是水蒸氣的構成過程,依據所用能源、設備、流程不同可分為多效蒸發、多級閃急蒸發、蒸氣緊縮蒸發(MVR)等。蒸餾濃縮工藝通常用于膜處置后的濃液處置,經過將濃液中的水分蒸發,溶液中重金屬及鹽類最終結晶,再將蒸發結晶物銷售或交由第三方平安處置。

 

  除此以外,電絮凝、電解、EDI(電去離子)技術等也被用于電鍍廢水的處置。實踐工程中通常會采用多種技術結合處置的工藝,做到電鍍廢水分階段處置、回用,提升廢水的回用率,見表1。

 

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  3、電鍍廢水零排放的應用

 

  3.1 電鍍清洗廢水的零排放

 

  我國大局部電鍍清洗工藝為逆流漂洗工藝,水量耗費大,鍍件清洗廢水為電鍍廢水中的主要來源,由于其污染物成分與鍍槽溶液相同,雜質很少,經回收后可再次運用[19]。這方面的專利很多,且相當局部在實踐中得到了應用。如某企業在鍍槽后的回收槽和數個清洗槽各槽口兩側裝置自動微量霧化水放射安裝,可將回收槽中的回收液適時補充到原鍍槽中,再補充因蒸發惹起的微量水,從而完成電鍍清洗廢水的零排放。

 

  此外,將鍍件清洗廢水分類搜集并采用膜技術、電化學等技術別離、濃縮后,產生的濃液與原鍍槽溶液成分相同,可再次返回運用,凈化水作為電鍍清洗水循環運用,使水、鍍液離子和藥劑全部回收,到達電鍍清洗廢水零排放的目的。如美、日等國20世紀70年代采用的逆流漂洗-離子交流-蒸發濃縮組合工藝、我國20世紀70年代中后期采用的逆流漂冼-離子交流或逆流漂冼-薄膜蒸發工藝以及近些年國外和臺灣地域興起的電滲析技術、國內開端盛行的線邊處置技術,就可完成清洗廢水的零排放,這種工藝的本質就是閉路循環工序化的無排放處置。采用這種工藝,大多數電鍍清洗廢水都能夠做到零排放,特別是含稀貴金屬(如金、銠、鈀)的電鍍清洗廢水,回收應用價值高,企業也愿意實施資金投入。

 

  3.2 電鍍廢水的零排放

 

  我們通常所講的電鍍廢水,普通指的是近年來,我國各地加快電鍍產業園區的建立,有利于電鍍企業的集中管理,但由于電鍍廢水來源廣、成分復雜,當前普遍采用的膜處置技術僅能取得可回用的純水,產生的濃縮液無法直接回用,目前主要采用外委處置或蒸發濃縮的方式實施處置,而這只是排放方式的改動,并不能稱為零排放。

 

  中德金屬生態城是我國首個電鍍園區廢水零排放工程,總設計范圍30000t/d,采用了德國機械負壓蒸發、美國陶氏組合膜濃縮及搶先的預警與自動化控制系統等技術,廢水回用率到達99.6%,處置后的金屬固體廢物可再次回用,園區內不設任何排污口,完成了廢水的零排放,這對我國目前興起的電鍍園區建立有一定自創意義。該工程廢水零排放及重金屬再循環的處理計劃,見圖1、圖2。

 

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  該項目一期5000t/d2015年投入運營。運轉過程中,由于廢水電導過高,膜系統產能缺乏,造成MVR蒸發母液不能完整結晶。該項目后續又投入大量資金用于膜系統產能的提升,以期徹底完成廢水的零排放。

 

  4、電鍍廢水零排放存在的問題

 

  4.1 投資和運轉本錢高

 

  廢水零排放項目常常投資大,運轉本錢高,濃縮系統的投資和運轉本錢剖析,見表2。

 

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  思索到前端預處置及后段蒸發系統的投資,處置1m3水折舊及利息高達20元以上,廢水日處置量5000m3的企業,每年處置費用3500萬元。再加上蒸發結晶物成分復雜,無法再次應用,危廢處置費用3000~4000/t,愈加障礙零排放項目的推行。

 

  4.2 集成化低,運轉不穩定

 

  實踐上,國內建立的廢水零排放項目(包括但不限于電鍍廢水)并不少。而大多數項目無法穩定運轉,存在著持續改造的問題,如上面提到的中德金屬生態城。大多數零排放項目運轉中存在的問題集中于預處置、逐級濃縮、分鹽、蒸發結晶,主要本源在于預處置,包括膜作為預處置的工藝段。預處置階段電鍍廢水分類搜集不徹底,管理不到位,障礙后段精密分鹽的完成,濃縮、蒸發產生的結晶物無法變成資源實施外銷,且系統集成化低。

 

  現有的除油、除濁、脫色等預處置工藝低效不穩定,生化處置也局限在有限的菌種、催化氧化等技術,運轉本錢高,濃縮工藝采用的特種反浸透膜、電滲析等普適性不高,多效蒸發、MVR等蒸發結晶設備的穩定、高效、低本錢運轉還有很大提升空間。

 

  5、結論與倡議

 

  (1)對電鍍等重污染行業,零排放應作為環保管理的最高目的。當前廢水零排放處置技術尚不成熟,且運轉本錢較高,應以達標排放為主,分階段、逐漸提升電鍍廢水的回用率。

 

  (2)應統籌處置清潔生產和末端管理的關系,推行和開展電鍍廢水的閉路循環無排放技術,從源頭減少污染的排放量,降低環保投資和運轉本錢。

 

  (3)電鍍廢水零排放項目應定位于資源化,特別是區域資源化,在資源化的根底上逐漸完成配備、系統集成化。

 

  (4)加大對耐鹽等特殊菌種的理論研討和應用,對引進新技術、新資料、新設備的給予政策和財政支持,鼓舞企業創新。

 


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