电镀行业作为制造业的重要组成部分,在生产过程中会产生大量含重金属、酸碱、有机物等污染物的废水。这些废水若未经有效处理直接排放,将对环境造成严重危害。随着环保要求的日益严格,电镀废水零排放处理技术应运而生,成为行业可持续发展的关键。本文将详细介绍电镀废水零排放处理流程。

一、废水收集与分类预处理
电镀废水成分复杂,不同工序产生的废水污染物种类和浓度差异较大。为实现高效处理,需对废水进行分类收集与预处理。常见的电镀废水类型包括含铬废水、含氰废水、含镍废水、含铜废水、酸碱废水等。
针对含铬废水,通常采用亚硫酸盐还原法进行预处理。在酸性条件下,向废水中加入亚硫酸盐等还原剂,将六价铬还原为三价铬,再通过调节pH值使三价铬形成氢氧化物沉淀,从而降低废水中铬的含量。含氰废水则采用碱性氯化法处理,在碱性条件下,利用氯系氧化剂将氰化物氧化为无毒的二氧化碳和氮气。含镍、含铜等重金属废水,可采用化学沉淀法,加入氢氧化钠、硫化钠等沉淀剂,使重金属离子生成氢氧化物或硫化物沉淀。酸碱废水则通过中和反应,调节pH值至中性,为后续处理创造条件。
二、综合处理系统
经过分类预处理的废水,进入综合处理系统进行深度处理。该系统主要目的是进一步去除废水中的有机物、氨氮、总氮等污染物,使水质达到膜系统的进水要求。
综合处理系统通常采用深度物化处理与生化处理相结合的工艺。深度物化处理可选用氧化法、吸附法等。氧化法利用氧化剂的强氧化性,将废水中的有机物氧化分解为小分子物质,降低其生物毒性。吸附法则利用活性炭、树脂等吸附剂,吸附去除废水中的有机物和重金属离子。生化处理则采用厌氧—好氧(A/O)工艺或膜生物反应器(MBR)工艺。在厌氧阶段,微生物将废水中的大分子有机物分解为小分子有机物;在好氧阶段,微生物进一步将小分子有机物氧化为二氧化碳和水,同时去除氨氮和总氮。MBR工艺将膜分离技术与生物处理技术相结合,具有处理效率高、出水水质好、占地面积小等优点。
三、膜分离系统
膜分离系统是电镀废水零排放处理的核心环节,通过多级、多段组合膜工艺对废水进行浓缩减量处理。常见的膜分离技术包括超滤、纳滤和反渗透。
超滤膜的孔径较大,主要用于去除废水中的悬浮物、胶体、细菌等大分子物质,为后续的纳滤和反渗透处理提供保障。纳滤膜的孔径较小,可去除水中的部分有机物、硬度成分(如钙、镁离子)和部分盐分,进一步降低废水的污染物浓度。反渗透膜的孔径极小,能够去除水中的大部分离子、有机物和微生物,获得高纯度的水。经过膜分离系统处理后,大部分水以产水的形式回用于生产,而高盐度的浓水则进入蒸发系统进行进一步处理。
四、蒸发结晶系统
蒸发结晶系统是实现电镀废水零排放的关键步骤,通过蒸发浓缩使浓水中的水分蒸发,盐分结晶析出,从而实现废水的减量化和资源化。
目前,常用的蒸发器包括多效蒸发器和机械蒸汽再压缩(MVR)蒸发器。MVR蒸发器因其相对节能、运行费用低、自动化程度高等优点,在废水零排放处理中得到广泛应用。浓水经进料泵提升、预热器预热后进入强制循环加热器,在其中被蒸汽加热后进入结晶分离器沸腾汽化,并实现气液分离。分离后的浓水在强制循环泵的作用下再次进入强制循环加热器中循环浓缩,直至达到过饱和状态而析出结晶盐。含有结晶盐的浓水经出料泵出料,送至稠厚器进一步增浓,然后进入离心机离心分离得到结晶盐,离心母液则经母液罐、母液泵重新回到结晶分离器继续浓缩结晶。结晶分离器产生的二次蒸汽进入蒸汽压缩机,经蒸汽压缩机压缩后其温度和焓值提高,然后重新回到强制循环加热器用作加热蒸汽,以达到重复利用和节能的目的。蒸发冷凝水经冷凝水泵提升,送至预热器回收热量后作为回用水回用到生产中。
五、污泥处理与资源化利用
在电镀废水处理过程中,会产生大量的污泥。这些污泥含有重金属等有害物质,若处理不当,将对环境造成二次污染。因此,需对污泥进行妥善处理和资源化利用。
污泥处理通常采用浓缩、脱水、干化等工艺。浓缩可减少污泥的体积,提高后续处理的效率;脱水则进一步降低污泥的含水率,便于运输和处置;干化则将污泥中的水分进一步去除,使污泥达到稳定化、无害化的要求。经过处理后的污泥,可根据其成分和性质进行资源化利用。例如,含重金属的污泥可通过冶炼等工艺回收其中的重金属;有机污泥可作为肥料或燃料进行利用。
六、回用水系统
经过上述处理流程后,大部分水以产水和蒸发冷凝水的形式回用于生产。回用水系统需根据电镀生产的不同工序对水质的要求,对回用水进行进一步的处理和调配。
对于对水质要求较高的工序,如电镀液配制、镀件清洗等,可采用反渗透、离子交换等技术对回用水进行深度处理,确保水质满足生产要求。对于对水质要求相对较低的工序,如设备冷却、地面冲洗等,可直接使用经过初步处理的回用水。通过建立完善的回用水系统,可实现水资源的循环利用,降低生产成本,减少对环境的影响。
七、运行管理与监测
电镀废水零排放处理系统的运行管理与监测是确保处理效果和系统稳定运行的关键。需建立完善的运行管理制度,加强对操作人员的培训,确保操作人员熟悉系统的运行流程和操作规程。
同时,需安装在线监测设备,对废水的水质、水量、处理效果等进行实时监测。监测指标包括pH值、化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、重金属离子浓度等。根据监测结果,及时调整处理工艺参数,确保处理效果稳定达标。此外,还需定期对设备进行维护和保养,及时发现和解决设备故障,保证系统的正常运行。
电镀废水零排放处理流程是一个复杂而系统的工程,涉及废水收集与分类预处理、综合处理系统、膜分离系统、蒸发结晶系统、污泥处理与资源化利用、回用水系统以及运行管理与监测等多个环节。通过科学合理的处理流程和先进的处理技术,可实现电镀废水的零排放,减少对环境的污染,促进电镀行业的可持续发展。