工业水处理一步净化器处理回用电镀废水探讨贾秋平，周力，韩晓辉，马威，吴程阁（沈阳市环境保护工程设计研究院，辽宁沈阳110003）I丨论述了一步净化器处理回用电镀废水的工艺技术及原理、监测数据分析，进而对该工艺技术的应用效果作出了客观评价。并研讨了某些处理技术方面存在的问题和解决的初步想法，以不断完善处理回用工艺技术和应变能力。

　　I丨还原剂；一步净化器；沉降分离；排放标准；回用对电镀污水处理的回用工艺技术研究，经历了数十年多种学科的努力探索，取得了不少成就。但近年来化学法处理技术又重新引起人们的重视，其处理成本较低，操作也较简单，已经为同行所共识。

　　诸多处理技术如离子交换法、电渗析法、电解法等处理技术各有利弊，这里不一一叙述了。应用一步净化器处理回用电镀废水，正是近年少数电镀厂家应用化学法处理回用电镀废水方面进行的探索与尝试。

　　1工艺流程与原理a）工艺流程见。

　　Cr272形式存在。铬废水进入一步净化器处理前，必须用还原剂将六价铬离子还原为三价铬离子，反应如下：由反应式可以计算出1mol重铬酸需要3mol的还原剂亚硫酸氢钠。实际上，为保证反应的完全酸）（还原剂）为1比较合适。就氧化能力强弱~3时，铬主要以Ci272形式存在；pH为7~8时主要以CrO广形式存在。所以为使还原反应完全进行，还需以工业硫酸调整废水pH为2~3时，还原效果最佳。为了降低酸化废水时的酸耗以及在一步净化器处理时提高pH为7的耗碱量，笔者根据多次实验结果认为以控制废水pH为3时处理效果相同。

　　/2Ci.3+的标准还原电极电位为1.33V.可见其氧化能力特强，可供选择的还原剂较多。如亚铁盐、亚硫酸盐、水合肼、硫化氢、硫化钠、铁屑等。各种还原剂与重铬酸反应的平衡常数见表1.表1各种还原剂与重铬酸反应的平衡常数还原剂平衡常数由平衡常数可判定反应进行的程度，但不能判定其反应速度。后者还要受溶解、电离、温度、扩散等影响。空气搅拌可提高溶解扩散速度，最佳选择条件为：（1）还原剂无毒性，才不致引起二次污染；反应中氧化值改变越大，投料越节省；（3）起还原作用的离子或基团占还原剂相对分子质量的比例大者最好，所以焦亚硫酸钠的还原性比亚硫酸氢钠更优越。

　　6价铬离子被还原为3价铬离子的各种影响因素。以下是研究各种重金属离子废水被一步净化器处理合格排放的各种影响因素及其控制措施。在一步净化器内废水应选择的pH值范围及反应、沉淀、絮凝等因素，都对处理效果起关键作用。

　　重金属离子反应沉淀的理论计算方法如表2.表2重金属离子反应沉淀的理论计算重金属离子开始1沉淀沉淀完全氢氧化物溶度积Ksp表2中的理论计算值可供人们选择合适的pH范围，以使进入一步净化器的废水中重金属离子反应生成氢氧化物沉淀而与水分离。而电镀废水的实际情况比理论计算条件复杂的多，电镀废水的铬离子浓度较高，极大的超过国家排放标准。其余铜、锌、镍等离子浓度大多数情况超标不多，铜偶尔超标略高。铬废水进入一步净化器处理前还要还原六价铬离子为三价铬离子，所以在操作上是间歇式处理。

　　而混合废水的处理则为连续式处理。两种电镀废水分别处理，通过实验来确定处理的pH.笔者根据实验结果把铬废水进入一步净化器处理过程中的pH控制为6 ~7；混合废水进入一步净化器处理过程中的pH控制为7 ~8，再加上液流的自身搅拌作用和絮凝剂的絮凝作用，电镀废水经一步净化器处理后，重金属离子被沉淀，而净水从顶部排出，水质符合辽宁DB21―60―1989新扩改二级标准。

　　重金属离子沉淀反应：表3-步净化器主要技术参数外径1顶部外沿高1处理水量1设备，运行设备净重1质量1―B段区域内碱液、絮凝剂与废水均匀混合、反应生成重金属离子的氢氧化合物胶体微粒。这些胶体微粒与负电性的阴离子型絮凝剂分子发生碰撞，电性中和，凝聚成较大颗粒，从而破坏其胶体溶液的稳定状态。净化器内流体自身的流动搅拌加速了此区域段反应的进行。

　　B―C区域段重金属离子氢氧化物微粒继续与絮凝剂分子不断碰撞、电中和、凝聚成更大颗粒，这些颗粒不断被絮凝剂分子连接，长大而形成更大的“矾花”絮团，在自身重力作用下而沉降，形成净化器下部的厚层污泥。

　　C一D区域段为固液分离段，重金属离子氢氧化物沉淀物下沉而净化水穿透滤料层，排水阀向外排出，从而完成电镀废水净化历程。

　　以上区域段界面的划分不是绝对的，其界面是过渡性的，图示只是为了说明问题方便而已。一步净化器为国家发明专利设备，上述分析难免有不当之处，请广大同行指正。

　　2工艺运行数据分析通过分析‘沈阳铁路信号工厂电镀废水治理验收监测报告“可知，电镀废水以铬废水浓度最高，但处理效果最好。排放水含铬离子浓度远低于国家排放标准，统计其处理去除效率对6价铬可达100%.而混合废水处理后的排放水所含各重金属离子浓度也都低于国家排放标准。统计其处理去除效率分别是：铜为95.4%锌为80.6%镍为100% ~8内，电镀废水处理过程中，只有镍离子完全沉淀时的pH较高，为8.9（理论值），将超过pH标准上限。如果顾及使镍离子完全沉淀的pH的话，其余某些重金属离子的沉淀可能会有少量重新溶解出来而造成排放水超标。只有个别情况下，发生镍离子浓度特高时，把废水pH调到9是可行的。既保证了镍离子完全沉淀又符合辽宁DB21―60―1989新扩改二级标准。

　　由于沈阳铁路信号工厂镍废水采用“离子交换法槽边回收”工艺，综合废水中的镍离子浓度很低，加之各种重金属离子的共沉淀作用，pH为8时镍离子可以达标。

　　3环境、经济、社会效益分析沈阳铁路信号工厂经一步净化器处理电镀污水，直接回用前处理工序3.16万t/a，再经离子交换深度处理回用电镀工序3.16万t/a，节约水资源6.32万t/a.节约水费12.―60―1989新扩改二级标准。

　　运行成本：7.9万元/a，节约水费价值远远大于运行成本故该工艺既有环境、经济效益，又有社会效益。各种化学法处理电镀废水经济技术参数比较见表4.表43种化学法处理废水技术经济比较处理方法设备占地面积m2能量消耗k投资/万元运行方式三步法（中和一沉淀一过滤）间歇运行二步法（斜板沉淀一过滤）间歇运行一步净化器连续运行注：处理废水200m3/d本比较以没有化学进料系统的设备为基4讨论⑴对碱剂、絮凝剂、还原剂用量的调控，目前虽然采用了进口精密计量泵、pH计、ORP计（氧化还原计）数字显示控制，但还要靠手工控制加药。为提高工艺技术水平和电镀废水处理回用质量，应把全自动控制作为发展方向。

　　对滤料反冲洗操作完毕、沉降过夜。第二天开泵处理时，开始的1~2min出水混浊（只好排入污泥池），而后出水变清。试减少反冲洗时间以减少冲水量，从观察孔能看到滤料上升到半孔时停止反冲洗，沉降过夜。第二天开泵处理出水变清。操作方法正确，处理水出水质量才能保证。

　　焦亚硫酸钠不具备絮凝作用，但分子中起还原作用的酸根离子占相对分子质量的比值比亚硫酸氢钠大，投料就节省。而阴离子型聚丙烯酰胺絮凝剂，能絮凝分散的重金属离子氢氧化物胶粒，使之被连接成更大的颗粒而沉降，正好弥补了焦亚硫酸钠的不足。

　　从压滤机脱水出来的污泥还可综合利用，变废为宝，是今后研究的课题。

　　排放的净化水中含有微量的硫酸钠及其他杂质。使之经离子交换法处理后，此部分排放水就可回用于车间生产工序用水。使电镀废水处理回用80%以上，同时又节约了宝贵的水资源。操作简单的离子交换脱附再生技术是保证回用水量和水质的关键，应予以高度重视。

　　该工艺技术处理回用电镀废水的出水质量符合辽宁DB21―60―1989新扩改标准，并达到中水回用。与其他方法相比：一步净化器节约占地面积50%，节约基建投资30%，节约能源40%，对许多厂家原有废水处理站实行技术改造比较容易，所以具有较好的经济效益与社会效益。