电镀废水处理工艺

一：废水处理现状

公司所排放废水由氰化镀铜及无氰镀锌两类生产线排放产生，按工序可将废水收集成以下几类废水：

1. 酸碱废水

酸碱废水排放量：现有排放量75吨/天，预期增加40吨/天，共计115吨/天；

1.2 酸碱废水成分：

酸碱废水中有75吨含油、铁离子，NaOH、NaCO3、Na5P3O10、Na2SiO3、HCl，PH值通常为3；另40吨不含油和铁，含微量铜、NaOH、NaCO3、Na5P3O10、Na2SiO3、HCl，PH值通常为7；

1.3 酸碱废水处理现状：

现有一套连续调PH装置，将酸碱水调节为PH为7后直接排放，因含铁易造成色度不达标；

2. 含铜、氰废水

2.1 含铜、氰废水排放量：

现有排放量50吨/天，预期增加25吨/天，共计75吨/天；

2.2 含铜、氰废水成分：

此废水含有游离氰和铜氰络合物，一般无泄漏情况下总氰及总铜≤500mg/L，有泄漏时≥500mg/L，所以现准备将可能有泄漏水的浓废水单独收集，也就是说，含铜、氰废水应分为两个收集池，一个为总氰含量≤500mg/L收集池，一个为总氰含量可能超过500mg/L的收集池；

2.3 含铜、氰废水处理现状：

现有一套含氰废水自动化处理装置，当废水总氰浓度≤500mg/L，可基本将氰化物处理达标，处理能力为60吨/天。但废水总氰浓度≥500mg/L，处理不能达标。

3. 含锌废水

3.1 含锌废水排放量：

现有排放量35吨/天，预期增加15吨/天，共计50吨/天；

3.2 含锌废水成分：

此废水含锌离子，浓度≤500mg/L，呈弱碱性；

3.3 含锌废水处理现状：

此部分废水现未无处理设施；

4. 含铬、锌废水

4.1 含铬、锌废水排放量：

现有排放量125吨/天，预增排放量15吨/天，共计150吨/天；

4.2 含铬、锌废水成分：

此废水含铬、锌两种金属离子，铬离子要高一些，均≤500mg/L，呈弱酸性。另车间每两月有约一吨浓液更换，所以需预留一个2.5~3立方的手工处理槽；

4.4 含铬、锌废水处理现状：

现有一套自动处理含铬水处理设施，处理能力为80吨/天，可将铬处理达标排放，但锌未处理。

为考虑公司以后发展，每项废水就增加30%余量，设计能力达到500吨/天。

二：设计出水水质

废水排放执行《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）表2标准

新建企业水污染物排放浓度限值及单位产品基准排水量（单位：mg/L,PH除外）

三：设计处理能力

废水处理站各系统处理能力见下：

1、酸碱废水处理系统150m3/d,二班制（16h）运行；小时处理量为10m3/h；

2、含铜氰废水处理系统100m3 /d,二班制（16h）运行；批处理量为20m3/次；每个批次处理时间为4-6h；

3、含锌铬废水处理系统250m3 /d,二班制（16h）运行；小时处理量为15m3/h；

4、第三班设值班；

四：废水特点及处理工艺选择

4.1、废水特点分析

某公司排放废水中主要为含重金属废水。废水特点归纳如下：

Ø 水质、水量具有一定的波动性；

Ø 重金属离子种类多。

4.2、处理工艺选择

公司内废水种类较为复杂，一般含有重金属离子废水可通过混凝沉淀工艺去除。

4.2.1多种金属离子混合废水处理原理与反应条件

含多种金属离子混合废水通常采用加碱中和沉淀法，应考虑pH值控制条件和金属离子共存时相互作用的影响，各种金属离子去除的pH值，列表如下：

通常采用NaOH、Ca(OH)2为中和剂。多种金属离子共存时相互作用影响下，pH值的掌握，在调试过程中以出水各项重金属指标达标为前提，以加药量少为原则来确定。

4.3、废水处理工艺的确定

4.3.1、含氰废水处理系统

含CN-废水的处理，有碱性氯化法、电解氯化法、活性碳吸附法、离子交换法和臭氧氧化法等，根据不同的水质水量及要求，选择不同的处理工艺。

本方案中废水成分复杂，因此选用运行费用低的碱性氯化法和芬顿法共用。且能同时去除废水中的氰离子。

碱性氯化法是目前国内外采用较多的方法。该方法分为二个阶段：一个阶段是将CN-氧化为CNO- (不完全氧化)；第二个阶段是将CNO-进一步分解为CO2和N2(完全氧化)。所用的氧化剂常有次氯酸钠、漂白粉、液氯和二氧化氯。

（1）工作原理

CN-+OCl-+H2O＝CNCl+2OH-

CNCl+2OH-＝CNO-+Cl-+H2O

2CNO-+3OCl=CO2↑+N2↑+3Cl-+CO32-

（2）碱性氯化法工艺参数

① pH值：一级处理时，pH=11，二级处理时，pH=4～9

② 投药量：使用不同的药剂（Cl2，HClO，NaClO）处理氰化物时的投药比见下表。投药量不足或过量对含氰废水处理均不利。为监测投药量是否恰当可采用ORP氧化还原电位仪自动控制氯的投量。一般当水中余Cl2量为2～5mg/L时，可以认为氰已基本被破坏。

（3）碱性氯化法反应时间

对一级处理，pH≥11.5时，反应时间t=1min；pH=10～11时t=10～15min。

对二级处理，pH=7时，t=10min；pH=9～9.5时，t=30min。

（4）反应温度

一级处理时，包括两个主要反应：

CN-+OCl-+H2O＝CNCl+2OH-

CNCl+2OH-＝CNO-+Cl-+H2O

反应生成剧毒的CNCl，第二个反应CNCl在碱性介质中水解生成低毒的CNO-。CNCl的水解速度受温度的影响较大，温度越高，水解速度越快。一般当pH大于10和温度高于20℃的情况下氯化氢会自动快速分解。为了防止处理后出水中有残留的CNCl，在温度较低时，需适当延长反应时间或提高废水的pH值。

4.3.2、含铬废水处理系统

铬在水中常以三价（Cr3+）和六价（Cr6+）离子形态存在。而Cr6+一般又以CrO42－和Cr2O72－的形式存在，这两种离子不能以化学沉淀的形式去除，因此在六价铬的处理中，一般先把Cr6+还原成低价态的Cr3+，再加碱反应使Cr3+生成难溶氢氧化物沉淀的形式而去除。为了提高离子的去除效果，在加碱的同时加入混凝剂和助凝剂，使各离子发生共沉作用。   

具体如下操作：先利用还原剂（选用硫酸酸氢钠）在酸性条件下（pH＜4）将废水中的Cr6+还原成低价态的Cr3+，再加碱反应使Cr3+形式沉淀而去除。

工作原理

Cr2O72-  + 6Fe2+  + 14H+  = 2Cr3+  + 6Fe3+ + 7H2O

Cr3+ +3OH-  = Cr（OH）3↓

经过预处理后的含铬废水流入电镀综合废水池进行后处理。

4.3.3、含铜废水的处理

在含铜废水中加入碱能生成氢氧化铜沉淀，适宜的pH值为8，出水能达到设计要求。

4.3.4、含锌废水处理系统

使用氢氧化物沉淀法，能有效去除废水中的Zn，使预处理后废水中的Zn可靠地达到排放标准所要求的排放浓度。

金属离子与OH-离子能否生成难溶的氢氧化物沉淀，取决于溶液中金属离子浓度和OH-离子浓度。据金属氢氧化物的M(OH)N的沉淀一溶解平衡以及水的离子积Kw=[H+][OH-]，可计算使氢氧物沉淀的pH值：

由上式可见：同一金属离子，其在水中的剩余浓度，随pH值增高而下降；金属离子浓度相同时，浓度积Ksp越小，沉淀析出的pH值越小。

值得指出的是，上式可以对一定浓度的某种金属离子而言，计算金属氢氧化物沉淀所需的pH值，因为这是理论计算值，不能作为废水处理的依据。由于实践废水中共存离子体系十分复杂，干扰因素很多，各种金属氢氧化物沉淀的pH值都要比理论值高，pH值好通过试验确定。Zn2+pH值：9～10，加碱溶解的pH值为10.5

此外，值得特别注意的是，Zn(OH)2属两性化合物，即既可在酸性溶液中溶解，又可在碱性溶液中溶解，因此，只在一定pH值范围才呈不溶性沉淀物，所以应控制pH值在9～10范围操作，当pH<9，以Zn2+状态存在；pH>10.5，以[Zn(OH)4]2-状态存在，pH值为9～10时，才以不溶性的Zn(OH)2沉淀存在，pH值不足或过高，均不能得到好的处理效果。

值得指出的是，上式可以对一定浓度的某种金属离子而言，计算金属氢氧化物沉淀所需的pH值，因为这是理论计算值，不能作为废水处理的依据。由于实践废水中共存离子体系十分复杂，干扰因素很多，各种金属氢氧化物沉淀的pH值都要比理论值高，pH值好通过试验确定。工业废水处理可供参考的金属氢氧化物沉淀析出的pH范围