宏森環(huán)保：基于樹脂吸附的電鍍廢水深度處理工程實(shí)例
文章作者: 宏森環(huán)保
電鍍廢水成分復(fù)雜，其主要污染物為重金屬離子以及電鍍過程中的各種添加劑，是典型的復(fù)合污染。電鍍廢水中重金屬與有機(jī)污染物通過一系列的物理化學(xué)作用改變了其在水溶液中的存在形態(tài)，也給常規(guī)水處理工藝提出了更大的挑戰(zhàn);復(fù)合污染物使重金屬在環(huán)境中的存在形態(tài)更加復(fù)雜，增加了治理難度，給人體健康和生態(tài)安全帶來了極大風(fēng)險(xiǎn)。
GB21900-2008對敏感地區(qū)的排放標(biāo)準(zhǔn)要求更高，如環(huán)太湖流域?qū)︽?、銅、鋅的質(zhì)量濃度和COD的排放標(biāo)準(zhǔn)分別為0.1、0.3、1.0mg/L和50mg/L。美國EPA833-B-94-002全廢水毒性控制推薦限值要求，慢性毒性小于1TUc，急性毒性小于0.3TUa。面對日益嚴(yán)格的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，江蘇、浙江、廣東等逐漸提高環(huán)保要求并開始采用GB21900-2008的表3標(biāo)準(zhǔn)。
開發(fā)高效、低成本的深度處理技術(shù)不僅是環(huán)境工程領(lǐng)域面臨的新難題，同時(shí)也是解決電鍍廢水污染問題重要的國家需求。膜分離、生物技術(shù)、吸附和離子交換等處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電鍍廢水深度處理的研究。其中，離子交換技術(shù)出水水質(zhì)穩(wěn)定，尤其適合于低含量廢水的處理。
1.廢水來源及處理工藝
江蘇某電鍍企業(yè)主要進(jìn)行鍍金、鍍銀、鍍鎳、鍍銅、鉻白和涂裝等加工，日平均廢水總量約為300t/d。電鍍廢水主要是含氰、含鉻以及酸堿綜合廢水，分別對這三股進(jìn)行預(yù)處理后，進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)行混勻，混凝沉淀后排放，工藝流程如圖1所示。
原處理設(shè)施經(jīng)過破氰、除鉻、混凝沉淀等常規(guī)處理后很難實(shí)現(xiàn)毒害污染物的有效削減，電鍍實(shí)際廢水中各種絡(luò)合劑、穩(wěn)定劑與光亮劑等與重金屬形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，造成了常規(guī)處理重出水中金屬極不穩(wěn)定，經(jīng)測定出水各項(xiàng)指標(biāo)遠(yuǎn)不能達(dá)到GB21900-2008中的表3標(biāo)準(zhǔn)。該企業(yè)處于該市比較敏感的區(qū)域，根據(jù)環(huán)境保護(hù)工作的要求，為確保不對周邊水環(huán)境造成嚴(yán)重影響，此項(xiàng)目電鍍廢水必須同時(shí)達(dá)到GB21900-2008的表3標(biāo)準(zhǔn)以及GB3838-2002的Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)。原處理設(shè)施以及需要執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。基于該企業(yè)電鍍廢水特性，研究以全混式的磁性離子交換技術(shù)、新型螯合樹脂分離技術(shù)等為核心的集成工藝，形成污泥產(chǎn)生量低、經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行性高的集成工藝，開發(fā)了基于樹脂吸附為核心的“生物接觸氧化+磁性樹脂+螯合樹脂”電鍍廢水毒害污染物深度控制技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)綜合毒性深度削減。
2.主要構(gòu)筑物
生物接觸氧化槽
生物接觸氧化技術(shù)，通過在槽內(nèi)填充填料，用曝氣的方式補(bǔ)充水體中的溶解氧，使微生物能穩(wěn)定的附著在填料上，是活性污泥與生物濾池結(jié)合的一種方法。設(shè)計(jì)處理能力為300m3/d，停留時(shí)間為7.2h，運(yùn)行時(shí)控制進(jìn)水體積流量保持在12m3/h，調(diào)節(jié)氣量使曝氣效果均勻。通過2個(gè)月的培養(yǎng)后活性污泥的生長情況較好，掛膜情況良好。目前仍穩(wěn)定運(yùn)行，出水COD基本維持在50～60mg/L，去除率維持在40%～50%。
3.磁性樹脂吸附槽
磁性樹脂是在合成過程添加了一系列的鐵氧化物如Fe2O3或者Fe3O4，由于磁體的投加增大了樹脂的密度，易于與水分離，同時(shí)其粒徑為普通樹脂的1/4～1/6，因而其動(dòng)力學(xué)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于常規(guī)的樹脂。
樹脂吸附槽設(shè)計(jì)為36m3，保證磁性樹脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%，水力停留時(shí)間為3h，采用機(jī)械攪拌，通過回流閥門調(diào)節(jié)體積流量為12m3/h。樹脂采用間歇式再生，當(dāng)樹脂沉淀槽中累積到一定量的樹脂時(shí)，啟動(dòng)樹脂回流泵，采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的NaCl對樹脂進(jìn)行再生，其余樹脂回流至樹脂吸附槽。經(jīng)過磁性樹脂吸附槽的出水，COD控制在25mg/L左右，去除率維持在40%～50%。
4.整合樹脂吸附柱
螯合樹脂相較普通的離子交換樹脂對目標(biāo)重金屬離子具有更高的選擇性。吸附形式采用雙柱串聯(lián)，吸附體積流量控制在12m3/h，停留時(shí)間約30min。運(yùn)行時(shí)兩柱串聯(lián)，一柱備用。脫附采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%～5%的HCl溶液，用1%～2%的NaOH轉(zhuǎn)型。
經(jīng)過螯合樹脂吸附出水COD<20mg/L，Ni2+、Cu2+、總Cr的質(zhì)量濃度分別<0.02、<0.1、<0.1mg/L。
