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含铬电镀废水回用及铬酸回收工程实践

放大字体  缩小字体发布日期:2012-08-27  浏览次数:722
核心提示:铬化合物是常用的化工原料,广泛应用于电镀、染色、皮革及木材防腐等领域。铬在水中一般以Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的形式存在,其中Cr(Ⅵ)对环境和人类健康危害更大[1]。
 

铬化合物是常用的化工原料,广泛应用于电镀、染色、皮革及木材防腐等领域。铬在水中一般以Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的形式存在,其中Cr(Ⅵ)对环境和人类健康危害更大[1]。

目前含铬废水的治理技术主要包括还原法、化学沉淀法、离子交换法、膜分离法及吸附法等。其中离子交换法是重金属废水处理的传统方法,一般认为该技术在处理重金属废水时,存在再生浓缩液处置难、树脂容易被有机物污染、交换选择性差及交换过程受pH影响大等问题,限制了该技术的应用。然而,在某些条件下上述问题还是可以克服的。

笔者针对某企业的电镀工艺及废水水质特征,采用多级离子交换方法成功地解决了废水与铬酸的回用问题.实现了废水零排放。

1项目概况

某减震器集团有限公司已形成年产2 000万只摩托车减震器和20万台(套)汽(轿)车减震器的生产能力。该企业的电镀生产工艺如图1所示。可以看出.电镀过程中产生的废水种类较多,包括轻污染的镀件上架冲洗水和下架前的冷水冲洗水、热水洗产生的含油废水、酸洗产生的酸性废水、含镍的漂洗水和含铬的漂洗水,其中含铬漂洗废水是企业处理的难点。过去采用传统的还原一化学沉淀法进行处理,但处理效果不稳定,污泥产量大,运行费用高,因此需对该项工程进行改造.

 


 

含铬废水的设计流量为300 t/d.其铬酸根离子的质量浓度在60—100 mg/L,pH为5~7,2n2+、Cu2+、Ni“的质量浓度分别为30、30、3 mg/L,此外还有少量铁、锰离子及有机物。该企业要求将漂洗水和铬酸回用于生产线上,具体要求如表1所示.

 


 

该工程设计范围从废水收集口起,至合格出水口止,包括回收系统的管道工程、设备及安装工程、电气工程等。主要设计项目包括处理方法的选择、工艺流程的制定、设备的配置选型及处理站内各处理设施、设备管道的安装。

2工艺流程

根据实际废水特征及处理要求,本工程设计采用的处理工艺分别如图2、图3所示。

 


 

如图2所示,含铬漂洗废水首先进行预处理.即砂滤、锰砂滤、炭滤和精密过滤,分别去除废水中的固体颗粒物、铁、锰杂质及有机污染物,为后续离子交换工艺的顺利运行提供基础。预处理后的漂洗水经过阳树脂床处理,交换废水中的阳离子杂质.再经过阴树脂床处理,交换废水中的铬酸根离子:之后采用精密过滤器去除水中残留的固体颗粒物.回用于生产线上。

如图3所示,铬酸回收工艺首先采用氢氧化钠溶液对饱和阴树脂进行再生,再生后的树脂可继续用于含铬漂洗水回用工艺中,而再生液经过炭滤、精密过滤后,用氢型阳离子交换树脂进行脱钠处理:处理后的铬酸液经精密过滤、蒸发浓缩后回用于生产线上。上述工艺流程中的精密过滤采用滤芯式和滤袋式两种类型,均采用聚丙烯(PP)无纺布改性材料,以增强其抗污染性能。

3 主要构筑物及设备配置

该工程的主要构筑物、设备配置情况见表2。

 


 

4 系统调试及处理效果

在漂洗水回用工程调试过程中,采用进水一交换一再生一冲洗方式运行,考察系统对废水电导率的去除效果及树脂的再生效果,调试结果如图4所示。

 


 

由调试结果可以看出.废水原水的电导率变化较大,差值可达400 yS/cm,对于设计树脂装置,出水电导率要低于200 ptS/cm,系统交换时间在6~8h。此后树脂需要再生,再生时间2h,再生后树脂的交换能力变化不大。

表3为环境监测站对工程处理的含铬回用水及铬酸液的测定结果,可以看出各项指标都符合要求。

 


 

5 投资与运行费用

该工程总投资约150万元.处理水量为300t/d。按每年运行300 d计算,运行成本核算见表4。

 


 

由表4可以看出.该工程每年总运行费用为514 961元,总处理成本为5.73元/t;相对于该业原采用的化学沉淀法废水处理成本(4.25元/t)有所升高,总运行成本提高了132461元la。但该工程回收的铬酸价值216 000元la,同时节约了含铬污泥的处理处置费用225 000元/a,废水回用节约排污费315 000元/a.节约自来水费用135 000元/a.系统改造后产生的实际效益为758 539兀/a。

6结论

该改造工程以离子交换技术为核心.经过阳床一阴床处理后.含铬漂洗废水可以达到企业的回用要求:通过再生一脱钠一浓缩工艺可将废铬酸回用于生产线上:总体运行费用为5.72元/t。废水处理成本相对于原有工艺虽然有所提高.但基本达到了零排放,社会效益显著:另外通过污水回用及对铬酸资源的回收,节约了自来水用量、废水排污费、固废的处理处置费及铬酸的使用量.总体实际效益可达758 539元la,具有明显的经济效益。

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