化学沉淀-砂滤-离子交换组合工艺处理电镀废水

1 前言
汕头市某电子科技有限公司位于汕头龙湖工业区，主要生产电子产品，其废水处理车间主要处理含镍、铅、锡电镀废水以及离子交换树脂再生时产生的酸碱废水。采用以化学絮凝沉淀为主、离子交换为辅的组合工艺。经过半年多的实践证明，组合工艺是可行的，出水达到国家排放标准。
2 废水处理原理及工艺流程
2.1 废水处理原理
废水中重金属离子在碱性条件下可形成氢氧化物沉淀，然后通过固液分离装置除掉沉渣。但各金属氢氧化物沉淀析出的最佳pH值有所不同。根据文献报道，镍、铅氢氧化物沉淀析出的理论pH值范围分别为8.49～9.49、7.88～8.88。
砂滤通过迁移、附着等作用去除悬浮物，当过滤堵塞后可通过反冲洗来恢复过滤能力。
离子交换是通过离子交换树脂活性基团上的交换离子与电镀废水中重金属离子发生交换，从而使砂滤出水中残余的重金属离子得到去除。
2.2 废水处理工艺流程
废水→化学絮凝→斜管沉淀→砂滤→离子交换→排放
↓
污泥浓缩→板框压滤→泥饼
(1)废水处理
首先把电镀废水引入集水罐，初步对废水进行调节；然后用离心泵把废水送至化学絮凝反应罐，在机械搅拌下通过在线pH控制系统调节pH值，同时投加三氯化铁或聚合氯化铝、聚丙烯酰胺以形成金属氢氧化物絮体。为了增加水中的浊度、提高混凝效果，还加入氯化钙，化学絮凝反应罐出水进入斜管沉淀池沉淀，经砂滤塔进一步截留未沉淀的悬浮物，砂滤后再经离子交换塔以去除部分残余的重金属离子，其出水流至放流罐，在放流罐设置pH报警系统，当出现异常情况时，系统会及时报警并自动切换到事故处理程序中，并把不合格水返回到集水罐。
(2)污泥处理
斜管沉淀池污泥排到污泥浓缩罐进行重力浓缩，然后用隔膜泵抽取污泥送至板框压滤机进行脱水处理，泥饼外运处理，污泥浓缩罐上清液和压滤机过滤水返回到集水罐。
3 运行的关键技术
3.1 控制系统的稳定性
针对目前我国控制技术和经济发展水平的现状，作者提出了废水处理控制系统应采用粗放式的自动控制系统。因为一般废水处理过程不需要很精确的控制，而且废水处理系统本身具有一定的缓冲能力或抗冲击负荷能力。该工程配有一套完善的自控系统，主要由工控机、可编程控制器、pH值调节控制子系统、加药控制子系统、液位控制子系统、排泥控制子系统和自动报警子系统组成，可以实现废水处理系统手动操作或自动运行。经半年多运行表明，本控制系统完全能够满足工程实际需要。
3.2 药剂及投药量
电镀废水处理使用的药剂主要有稀硫酸、氢氧化钠、氯化钠、聚合氯化铝、三氯化铁和聚丙烯酰胺等。药剂投加量随进水水质不同而变化，在正常情况下平均投加量如下：氯化钙约62.5g/m3、三氯化铁约312.5g/m3和聚丙烯酰胺约6.6g/m3。酸碱投药量由pH值调节控制子系统自动完成。
3.3 化学絮凝反应罐pH值
据文献报道，化学法处理电镀废水，pH值是否适当，将影响整个化学反应的进行，因此，必须准确控制溶液的pH值。该工程采用在线pH值调节控制子系统进行在线监测pH值，并自动控制酸碱加药泵的运行，以满足各工艺段对pH值的要求。化学絮凝反应罐最佳pH值，根据重金属离子理论计算pH值以及工程经验确定为8.0～8.5。
3.4 砂滤塔反冲洗
该工程可以实现手动操作或自动运行气水联合反冲洗。反冲周期为24h，反冲洗过程历时18min，但反冲洗参数可根据不同进水水质作合理的调整。
3.5 离子交换树脂的再生
树脂经长期运行后会导致树脂的失效，因此，要及时通过再生来恢复树脂的离子交换功能。
4 存在的问题及解决思路
(1)废水处理设施腐蚀问题
部分容器及搅拌设备因使用三氯化铁、酸碱等药剂而被腐蚀，因此，电镀废水处理工程设计、安装应考虑防腐问题。如：使用空气搅拌取代机械搅拌，采用防腐材料安装，改用聚合氯化铝等腐蚀性小的药剂。
(2)pH计探头维护及保养问题
pH计探头的清洗、校正是维护中较麻烦的一个环节。因此，有必要开发一种价廉、操作维护简便、测量准确的pH值探头及其控制系统。
(3)污泥处理问题
污泥的综合利用、回收有用物质是以后污泥处理的发展方向。