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拉鏈生產含重金屬廢水處理工藝

       隨著金屬制造、電鍍、制革、造紙、醫藥等工業的發展，越來越多的含重金屬廢水直接或間接排放到水環境中。工業廢水中有毒重金屬主要包括銅、鋅、鎳、汞、鎘、鉛、鉻等。與有機污染物不同的是，重金屬不會衰減、不能被生物降解，水體一旦被重金屬污染，很難被修復。因此，需采取有效的方法對重金屬廢水進行治理，減輕其對環境的危害。

       嘉興某拉鏈生產企業建有年產金屬拉鏈2000萬條、尼龍拉鏈4800萬條、塑鋼拉鏈1000萬條的生產線，具有覆蓋沿海東部經濟圈、輻射全球的生產營銷體系。該公司在除油、清洗、固色等生產工序中產生含有較高濃度銅、鋅、鉻等重金屬以及磷酸鹽的生產廢水。根據“三同時”的原則，該公司建設了廢水處理設施，處理出水水質達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)及《工業企業廢水氮、磷污染物間接排放限值》(DB33／887-2013)要求，實現了納管達標排放。

 

       1、設計水質、水量

       1.1 廢水水量
       根據現場調研及取樣分析，該企業所排放的生產廢水主要包括固色工序產生的含鉻廢水，以及除油、清洗等工序產生的酸洗、磷化廢液和清洗廢水等。廢水總量為100m3／d，其中包括含鉻廢水約2m3／d。廢水處理設施設計運行20h／d，設計處理水量為5m3／h。

       1.2 設計進、出水水質
       根據取樣分析結果，并類比同類型企業項目的廢水水質情況，確定該企業的設計進水水質。廢水呈酸性且pH值有所波動，主要污染指標包括總磷、總銅、總鋅、總鉻和六價鉻等，不含鎳、汞、鎘和鉛等污染物。根據當地環境保護局要求，廢水經處理后需達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)的三級標準，其中氨氮、總磷參照執行《工業企業廢水氮、磷污染物問接排放限值》(DB33／887-2013)要求。

       設計進、出水水質如表1所示。

 

       2、處理工藝設計

       2.1 設計思路
       ①企業生產廢水排放不均勻，且存在酸堿性不穩定的問題，因此需要設置一座調節池，對水量和水質進行均質平衡，以利于穩定處理。由于生產工藝中含除油工序，需在調節池前設置隔油池，以利于后續工藝處理。
       ②含鉻廢水需單獨收集，采用還原方法將Cr6+還原成cr3+再中和沉淀去除，將總鉻、六價鉻處理到車間排放口標準后再與其他廢水混合處理。
       ③廢水中含銅、鋅和磷較高，需采用物化處理才能達到排放標準。廢水pH值較低，需配套酸堿中和處理。中和藥劑選擇石灰乳，可在調節pH的同時使Ca2+與磷酸鹽反應形成磷酸鈣沉淀而去除總磷。
       ④企業生產原料包括次亞磷酸鈉，生產廢水中含有次磷酸根，與石灰乳形成的次亞磷酸鈣屬于溶于水的物質，不會形成沉淀，因此需要另外投加氧化劑(NaClO)，將次磷酸根氧化，以形成磷酸鈣沉淀。
       ⑤廢水處理過程中產生的污泥屬于危險固廢，可采用隔膜式壓濾機進行脫水處理，使污泥含水率降至60％以下，以減少危廢的產生量。
       ⑥需設置一定容積的事故池，以應對生產過程或廢水處理過程中的突發事件。
       ⑦設計中考慮采用容積較大的保障池，在水質檢測合格后方可達標排放，若檢測不合格可返回調節池或者事故池重新處理。

       2.2 工藝流程
       ①含鉻廢水單獨收集，并通過泵將廢水從集水池內提升進入還原反應槽，調節pH值，在酸性條件下向廢水中加入還原劑(焦亞硫酸鈉)，將Cr6+還原成Cr3+；加人中和藥劑及PAM，廢水中的Cr3+形成Cr(OH)3沉淀。經固液分離后，上清液排入綜合調節池與其他廢水一并處理；沉淀污泥排人污泥濃縮池?？紤]到含鉻廢水水量較小，設置一個序批式反應桶，其反應、沉淀過程均在此桶內進行，每天處理一次。
       ②其他生產廢水流經格柵攔污后自流進入調節池，與預處理后的含鉻廢水一并處理。調節池內設水泵，利用回流均化水質、水量。
       ③均化好的綜合廢水經泵提升至反應池1，反應池內設機械攪拌，并分別投加石灰乳，調節pH值至8～9，再投加PAC、PAM進行絮凝反應，然后通過沉淀池1進行泥水分離。石灰乳投加泵與pH計設置在線連鎖控制，自動投加。
       ④為確?；炷恋硇Ч?，廢水再通過二級混凝反應沉淀池，先投加NaClO將次磷酸鈣氧化成磷酸鈣沉淀，進一步通過投加混凝藥劑去除廢水中的重金屬、TP等污染物。為確保重金屬去除效果，設置重金屬捕捉劑備用投加系統。
       ⑤混凝沉淀出水設pH值調整池，當pH值>9時，投加少量酸調整pH值至6～9。
       ⑥在排放口前設置保障池(觀測池)，在檢測合格后方可達標排放，若檢測不合格可返回調節池或者事故池重新處理。
       ⑦沉淀池的污泥排放至污泥濃縮池，再經高壓隔膜板框壓濾機將污泥壓濾至含水率<60％。由于污泥中含有銅、鋅、鉻等重金屬，需按照危廢處置規范進行處置，并按要求設置相應的暫存間。

       廢水及污泥處理工藝流程如圖1所示。

 

       3、主要構筑物及設備

       ①含鉻廢水收集池。有效容積2m3的塑料桶2個，用于儲存含鉻廢水。
       ②含鉻廢水反應沉淀池。有效容積為3m3。的塑料桶1個，配備攪拌機1臺。
       ③事故池。地下式鋼混結構，1座，尺寸為4.0m×3.5m×2.2m，用于儲存事故廢水。配備提升泵1臺，流量為5m3／h，揚程為150kPa，功率為1.1kW。
       ④調節池。采用V=20m3的塑料桶3個，有效容積共60m3，停留時間為14h。配備提升泵2臺，流量為5m3／h，揚程為150kPa，功率為1.1kW；浮球液位計1套；電磁流量計1臺。
       ⑤反應池1。鋼防腐結構，1座，尺寸為3.0m×1.0m×2.0m，反應時間為1h。配備攪拌機3臺，不銹鋼材質，功率為0.75kW；在線pH計1臺。
       ⑥沉淀池1。鋼防腐結構，1座，尺寸為3.0m×3.0m×3.5m，表面負荷為0.55m3／(m2•h)。池內設PP斜板9m2；配備排泥泵2臺，流量為10m3／h，揚程為100kPa，功率為1.1kW。
       ⑦反應池2。鋼防腐結構，1座，尺寸為3.0m×1.0m×2.0m，反應時間1h。配備攪拌機3臺，不銹鋼材質，功率為0.75kW；在線pH計1臺。
       ⑧沉淀池2。鋼防腐結構，1座，尺寸為3.0m×3.0m×3.5m，表面負荷為0.55m3／(m2•h)。池內設PP斜板9m2；配備排泥泵2臺，流量為10m3／h，揚程為100kPa，功率為1.1kW。
       ⑨pH調整池及觀測池。鋼防腐結構。1座，尺寸為3.0m×4.0m×3.0m，有效容積為30m3。配備在線pH計1臺。
       ⑩標準排放口。鋼防腐結構，1座，尺寸為1.0m×0.5m×0.5m。配備電磁流量計1臺。
       ?污泥濃縮池。鋼防腐結構，1座，尺寸為3.0m×3.0m×3.0m。配備污泥提升泵2臺，流量為5m3／h，揚程為600kPa，功率為3kW；隔膜板框壓濾機1臺，過濾面積為30m2，壓力為0.6MPa，功率為2.2kW。
       ?其他設備。V=1.5m3的溶加藥裝置5套，帶加藥泵、攪拌機，分別用于投加石灰乳、PAC、PAM、稀硫酸及次氯酸鈉；V=50L的溶加藥裝置1套，帶攪拌機，用于投加焦亞硫酸鈉。

 

       4、工程調試

       與運行該工程于2015年5月建成，經過3個月的調試運行，處理效果穩定，對總磷、總銅、總鋅、總鉻、六價鉻等主要污染物的去除效果明顯，各項出水指標均達到了《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)的三級標準及《工業企業廢水氮、磷污染物間接排放限值》(DB33／887-2013)要求，通過了當地環保部門驗收。

       驗收監測結果如表2所示

 

       5、經濟技術指標

       該工程廢水處理規模為100m3／d?？偼顿Y約92.2萬元，包括土建費用5萬元，設備及安裝費用87.2萬元。廢水處理運行成本約為4.14元/m3，包括人工費、藥劑費、電費等，具體見表3。

 

       6、結語

       采用還原反應+中和沉淀法預處理拉鏈生產企業含鉻廢水，采用兩級混凝沉淀工藝處理含磷及銅、鋅重金屬的綜合廢水，取得了較好的處理效果。實際運行結果顯示，處理出水水質穩定達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)的三級標準以及《工業企業廢水氮、磷污染物間接排放限值》(DB33／887-2013)要求。廢水處理規模為100m3／d，總投資為92.2萬元，運行費用約4.14元／m3。