目前,電鍍廢水的處置辦法有化學(xué)沉淀、蒸發(fā)濃縮、電滲析、膜別離和離子交換等。其中,離子交換法由于具有資源回收功用及本錢上的優(yōu)勢,被普遍應(yīng)用于含鎳電鍍廢水的處置和回用。
江蘇無錫某電鍍廠,主要進行鍍鎳處理,需對產(chǎn)生的含鎳電鍍廢水進行處理。江蘇銘盛環(huán)境設(shè)備工程有限公司針對含鎳電鍍廢水的水質(zhì)和水量特性,采用了多介質(zhì)預(yù)過濾與樹脂離子交換法相聯(lián)合的處置工藝對其實行處置。工程與2021年8月開始運行,工程運轉(zhuǎn)理論標(biāo)明,處置出水鎳質(zhì)量濃度≤0.5mg/L,濁度≤1.0NTU,電導(dǎo)率≤100μS/cm,到達《電鍍污染物排放規(guī)范》(GB21900—2008)的限值請求。該工程具有處置效果穩(wěn)定和環(huán)境效益明顯的優(yōu)點。
1、離子交換法處置含鎳電鍍廢水系統(tǒng)運轉(zhuǎn)效果
1.1、預(yù)過濾系統(tǒng)
運轉(zhuǎn)期間,廢水pH為4.0~6.5,水溫為11.5~15.0℃。多介質(zhì)過濾器濾速為8.3m/h,運轉(zhuǎn)前經(jīng)過約7h沖洗后實行過濾,待過濾出水表觀明澈后再流入精細過濾器。運轉(zhuǎn)距離相同時間對精細過濾器出水連續(xù)取樣,調(diào)查預(yù)過濾系統(tǒng)的處置效果。
結(jié)果標(biāo)明,廢水中的懸浮物和顆粒雜質(zhì)得到了有效去除,精細過濾器出水濁度在1.0NTU以下,COD<1.0mg/L,游離氯<0.1mg/L,能滿足后續(xù)離子交換系統(tǒng)的進水請求,防止樹脂污染。
多介質(zhì)過濾器運轉(zhuǎn)30~45d后需實行氣水反沖洗。肯定氣反洗強度為16.5L/(s?m2),歷時2~3min,水反洗強度為10.6L/(s?m2),歷時5~6min,中間為氣水同時反沖洗,反沖洗過程中收縮率控限制50%。
預(yù)處置系統(tǒng)裝備有1臺Q=30m3/h、H=32m、P=7.5kW的水泵和1臺Q=4.0m3/min、H=49.2kPa、P=5.5kW的風(fēng)機。精細過濾器正常工作狀況下,可維持較長運用壽命,當(dāng)進出端壓差>0.10MPa時需改換濾芯。
1.2、離子交換系統(tǒng)
離子交換系統(tǒng)由陽床、陰床、混床、加壓水箱和管閥件組成。廢水經(jīng)預(yù)過濾系統(tǒng)后應(yīng)用余壓進入陽床,陽床產(chǎn)水由泵加壓后再依次進入陰床和混床。各級樹脂床均裝有取樣閥,在混床出水處設(shè)有pH計、流量計和電導(dǎo)率儀,對出水水質(zhì)實行實時在線監(jiān)測。
離子交換系統(tǒng)經(jīng)調(diào)試正常運轉(zhuǎn)以來,運轉(zhuǎn)良好,出水水質(zhì)、水壓和水量穩(wěn)定。思索到當(dāng)含鎳廢水電導(dǎo)率在100μS/cm以下時,出水中根本檢測不出鎳離子,故監(jiān)測中對各級床層出水pH和電導(dǎo)率作了重點調(diào)查。
工程連續(xù)運轉(zhuǎn)2個月后,離子交換系統(tǒng)出水pH和電導(dǎo)率的變化如圖1和圖2所示。
出水pH的變化可在一定水平上反映樹脂的飽和水平和再生周期。由圖4可知,運轉(zhuǎn)期間離子交換系統(tǒng)出水pH根本維持在5.5~6.5。當(dāng)pH<6.0時樹脂存在需求再生的可能。由圖5可知,正常狀況下離子交換系統(tǒng)出水電導(dǎo)率維持在100μS/cm以下,相應(yīng)的鎳離子質(zhì)量濃度<0.5mg/L,鎳去除率可達95%以上。當(dāng)出水電導(dǎo)率超越100μS/cm時,需思索對樹脂實行再生。
1.3、離子交換法處置含鎳電鍍廢水再生系統(tǒng)
樹脂再生效果受再生液濃度、溫度、流速和再生時間等要素影響。再生系統(tǒng)中再生液進液流速控制為4~7m/h,陽床可采用接近上限流速,陰床可采用接近下限流速;再生液溫度不宜超越30℃;再生液采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%~10%的HCl和NaOH;再生周期為5~6d。
2、經(jīng)濟剖析
工程總投資約150萬元,包括建(構(gòu))筑物、預(yù)過濾系統(tǒng)、離子交換系統(tǒng)和電氣自控等隸屬系統(tǒng)的設(shè)備和儀器等。其中建(構(gòu))筑物投資約55萬元,預(yù)過濾系統(tǒng)和離子交換系統(tǒng)投資約70萬元,隸屬系統(tǒng)投資約20萬元,其他費用約5萬元。
工程運轉(zhuǎn)費用主要包括電耗、人工費及藥劑耗費等。工程總裝機功率為46.6kW,耗電量為102.8kW?h/d,單位水量耗電0.66kW?h/m3,電費單價0.83元/(kW?h),則電費為0.55元/m3;人工定員3人,人均工資為2500元/月,則人工費為1.60元/m3;藥劑耗費主要包括HCl和NaOH,HCl單價為1.50元/kg,NaOH單價為3.5元/kg,一個再生周期內(nèi)(5d)需用藥劑各約31.2kg,則藥劑費為31.2元/d,合0.2元/m3。合計工程運轉(zhuǎn)費用為2.35元/m3。
3、結(jié)論
(1)采用多介質(zhì)預(yù)過濾與樹脂離子交換相聯(lián)合的工藝進行含鎳電鍍工業(yè)廢水處理是可行的。在處置廢水量為6.5m3/h,進水鎳質(zhì)量濃度為100~150mg/L,多介質(zhì)過濾器濾速為8.3m/h,離子交換總停留時間為37min條件下,處置出水鎳質(zhì)量濃度≤0.5mg/L,濁度≤1.0NTU,電導(dǎo)率≤100μS/cm,主要出水指標(biāo)到達設(shè)計請求。
(2)本工程投資150萬元,工程占地400m2,運轉(zhuǎn)費用為2.35元/m3。