壓延銅箔含鉻廢水處理工藝淺議
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摘要：以某銅箔生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生的含鉻廢水處理為依托，結(jié)合含鉻廢水水質(zhì)特點(diǎn)，采用還原沉淀法對(duì)其進(jìn)行處理，處理效果良好，滿(mǎn)足排水標(biāo)準(zhǔn)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
關(guān)鍵詞：含鉻廢水；還原反應(yīng)；中和反應(yīng)；混合反應(yīng)；沉淀；過(guò)濾
近年來(lái)，電子信息產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，銅箔被稱(chēng)為電子產(chǎn)品信號(hào)與電力傳輸、溝通的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，已經(jīng)成為在電子整機(jī)產(chǎn)品中起到支撐、互連元器件作用的印制電路板（PCB）的關(guān)鍵材料。在壓延銅箔生產(chǎn)過(guò)程中，表面處理機(jī)組是最關(guān)鍵設(shè)備之一，會(huì)產(chǎn)生大量的含鉻廢水。六價(jià)鉻毒性很大，為吞／吸入性毒物。研究表明，鉻化合物能夠干擾重要的酶體系，經(jīng)口、呼吸道或皮膚接觸吸收后引起“三致”作用［1］。美國(guó)環(huán)境保護(hù)署的資料顯示，鉻為對(duì)人體危害最大的17種化學(xué)物質(zhì)之一［2］。目前，含鉻廢水處理主要有2類(lèi)方法：第一類(lèi)是無(wú)害化處理技術(shù)，將六價(jià)鉻經(jīng)化學(xué)還原為三價(jià)鉻，然后在弱堿性條件下沉淀處理；主要方法包括還原沉淀法、電解法、光催化法等。另一類(lèi)是資源循環(huán)處理技術(shù)，處理過(guò)程中六價(jià)鉻的價(jià)態(tài)不變，可實(shí)現(xiàn)六價(jià)鉻的濃縮和水的再利用；主要方法包括膜分離法和離子交換法。其中最常用的是還原沉淀法。某銅箔生產(chǎn)企業(yè)車(chē)間內(nèi)表面處理機(jī)組排放的含鉻廢水經(jīng)收集后排至廢水處理站，經(jīng)化學(xué)沉淀法處理后達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中第一類(lèi)污染物排放要求，排至老廠回用。另外，污泥處理采用低溫污泥干燥機(jī)組等減量化技術(shù)措施，有效降低了危廢量，減輕了企業(yè)危廢處置負(fù)擔(dān)。
1廢水量及廢水水質(zhì)
含鉻廢水主要來(lái)自銅箔車(chē)間表面處理機(jī)組及含鉻漂洗廢水回用處理系統(tǒng)中的反滲透機(jī)組，經(jīng)管道匯集排至廢水處理站，采用還原沉淀法進(jìn)行處理。含鉻廢水處理規(guī)模設(shè)計(jì)為25m3／h，其主要水質(zhì)指標(biāo)為，Cr6＋＝6．3mg／L，pH＝7～7．5。
2廢水處理工藝
2．1工藝流程介紹
車(chē)間設(shè)備排放的含鉻廢水經(jīng)管道收集后排至廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)，調(diào)節(jié)池起調(diào)節(jié)水量和均衡水質(zhì)的功能，確保水處理裝置能在相對(duì)穩(wěn)定的水量和水質(zhì)條件下運(yùn)行。調(diào)節(jié)池內(nèi)的廢水經(jīng)提升泵加壓提升后進(jìn)入pH調(diào)節(jié)槽內(nèi)，向槽內(nèi)投加稀鹽酸，在攪拌機(jī)的作用下將廢水pH值調(diào)節(jié)至2～3。廢水自流進(jìn)入還原反應(yīng)槽，向槽內(nèi)投加還原劑亞硫酸氫鈉，將廢水中的六價(jià)鉻還原成為三價(jià)鉻。然后，廢水自流進(jìn)入中和反應(yīng)槽，在槽內(nèi)投加NaOH，將廢水pH值調(diào)節(jié)至7～9，在堿性條件下，Cr3＋與OH－反應(yīng)生成Cr（OH）3沉淀。中和反應(yīng)槽出水進(jìn)入混合反應(yīng)槽和絮凝反應(yīng)槽，通過(guò)向槽內(nèi)投加PAC、PAM，將大部分懸浮顆粒進(jìn)一步凝聚成為大顆粒。出水進(jìn)入斜管沉淀槽，大顆粒在重力作用下沉積至泥斗，并定期將沉泥排入污泥池，上清液進(jìn)入中間水箱。中間水箱內(nèi)的水經(jīng)過(guò)濾水泵提升進(jìn)入過(guò)濾器，進(jìn)一步去除水中的懸浮物和重金屬等物質(zhì)，過(guò)濾出水達(dá)標(biāo)后排至老廠回用。斜管沉淀槽產(chǎn)生的污泥進(jìn)入污泥池，通過(guò)污泥泵定量打入板框壓濾機(jī)，然后將濕污泥加入低溫污泥干燥機(jī)組，進(jìn)一步降低污泥的含水率至30％，有效降低了危廢量。經(jīng)脫水后的泥餅按危廢處置。含鉻廢水處理工藝流程圖如圖1所示。
2．2主要水處理設(shè)備
含鉻廢水處理系統(tǒng)主要設(shè)備包括pH調(diào)節(jié)槽、還原反應(yīng)槽、中和反應(yīng)槽、混合反應(yīng)槽、絮凝反應(yīng)槽、斜管沉淀池、多介質(zhì)過(guò)濾器、吸附過(guò)濾器等。（1）pH調(diào)節(jié)槽。廢水進(jìn)入pH調(diào)節(jié)槽后，在槽內(nèi)投加稀鹽酸，槽內(nèi)配攪拌機(jī)及pH計(jì)，將廢水pH值調(diào)節(jié)至2～3。設(shè)計(jì)采用1座pH調(diào)節(jié)槽，容積6．0m3，設(shè)備材質(zhì)鋼制襯膠。（2）還原反應(yīng)槽。廢水進(jìn)入還原反應(yīng)槽后，在槽內(nèi)投加還原劑亞硫酸氫鈉，槽內(nèi)配攪拌機(jī)，將六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻。設(shè)計(jì)采用2座反應(yīng)槽，總?cè)莘e13.0m3，設(shè)備材質(zhì)鋼制襯膠。（3）中和反應(yīng)槽。還原反應(yīng)后的廢水進(jìn)入中和反應(yīng)槽內(nèi)，并在槽內(nèi)投加NaOH，槽內(nèi)配攪拌機(jī)，將廢水pH值調(diào)節(jié)至7～9。設(shè)計(jì)采用1座反應(yīng)槽，容積6.0m3，設(shè)備材質(zhì)鋼制襯膠。（4）混合反應(yīng)槽。中和反應(yīng)后的廢水進(jìn)入混合反合槽內(nèi)，投加混凝劑PAC，通過(guò)攪拌機(jī)的攪拌，使混凝劑與廢水充分反應(yīng)、接觸，形成礬花。設(shè)計(jì)采用1座反應(yīng)槽，容積6．0m3，設(shè)備材質(zhì)鋼制襯膠。（5）絮凝反應(yīng)槽。形成“礬花”后的廢水自流進(jìn)入絮凝反應(yīng)槽，在反應(yīng)槽內(nèi)加入絮凝劑PAM，利用有機(jī)高分子絮凝劑的吸附、架橋作用，使礬花形成大的絮體，加快沉降的速度，以提高沉淀的效果。設(shè)計(jì)采用1座反應(yīng)槽，容積6．0m3，設(shè)備材質(zhì)鋼制襯膠。（6）斜管沉淀槽。絮凝反應(yīng)后的廢水進(jìn)入斜管沉淀槽進(jìn)行沉淀處理。斜管沉淀槽是利用沉淀的淺層原理，設(shè)置斜管填料后，可使水流過(guò)水?dāng)嗝鏉裰芗哟?、水力半徑減小，使顆粒沉淀距離大大縮短，減少了時(shí)間，使沉淀效率大大提高。設(shè)備材質(zhì)鋼制襯膠。沉淀池設(shè)計(jì)表面負(fù)荷1．2m3／（m2·h）。沉淀器設(shè)自動(dòng)排泥閥，定期排泥，排泥周期根據(jù)實(shí)際產(chǎn)生的污泥量來(lái)確定。（7）中間水箱。斜管沉淀槽出水進(jìn)入中間水箱，設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間30min，可起到中間過(guò)渡作用，方便后續(xù)過(guò)濾水泵的吸水。中間水箱容積15m3，材質(zhì)鋼制襯膠。（8）過(guò)濾水泵。配置2臺(tái)過(guò)濾水泵，為后續(xù)過(guò)濾器加壓供水，同時(shí)兼做過(guò)濾器反洗水泵。（9）多介質(zhì)過(guò)濾器。中間水箱出水經(jīng)過(guò)濾泵加壓提升進(jìn)入多介質(zhì)過(guò)濾器作進(jìn)一步過(guò)濾處理，濾除水中的懸浮物、雜質(zhì)等。設(shè)計(jì)采用2臺(tái)Φ1800mm多介質(zhì)過(guò)濾器（1用1備），處理水量25m3／h，設(shè)備材質(zhì)鋼制襯膠。（10）吸附過(guò)濾器。多介質(zhì)過(guò)濾器出水進(jìn)入吸附過(guò)濾器，過(guò)濾器內(nèi)裝填天然吸附濾料（沸石），它具有孔隙發(fā)達(dá)，吸咐強(qiáng)等特點(diǎn)，是一種新型的無(wú)機(jī)物離子交換劑，不僅能去除水中的濁度、色度、異味，而且對(duì)水中鉻、鎘、鎳、鋅、汞、鐵等有害的重金屬離子及酚、三氮、氨氮、磷酸根離子等物質(zhì)具有吸附交換作用，也有利于去除水中各種微污染物，價(jià)格便宜，吸附飽和后定期更換。設(shè)計(jì)采用2臺(tái)Φ1800mm吸附過(guò)濾器（1用1備），處理水量25m3／h，設(shè)備材質(zhì)鋼制襯膠。（11）污泥系統(tǒng)。沉淀槽污泥重力排入污泥池，然后由污泥泵加壓提升至板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，泥餅含水率約80％，然后將濕污泥加入低溫污泥干燥機(jī)組，進(jìn)一步降低污泥的含水率至30％，有效降低了危廢量，干化泥餅貯存外運(yùn)處置。污泥處理排出的濾液回流進(jìn)入調(diào)節(jié)池。（12）加藥系統(tǒng)。系統(tǒng)配置5套加藥裝置，用于投加稀酸、稀堿、還原劑、PAC、PAM藥劑，藥箱材質(zhì)PP。
3運(yùn)行效果及經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益
本工程經(jīng)過(guò)調(diào)試運(yùn)行后，出水主要水質(zhì)指標(biāo)為，Cr6＋＝0．3mg／L，總鉻＝1．2mg／L，pH＝7～9，滿(mǎn)足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)要求。本工程含鉻廢水處理規(guī)模為25m3／h，總投資為230萬(wàn)元，勞動(dòng)定員5人，直接運(yùn)行費(fèi)用約3．30元／m3，其中，人工費(fèi)0．65元／m3，電費(fèi)1．35元／m3，藥劑費(fèi)0．80元／m3，污泥處置費(fèi)0．50元／m3。本工程含鉻廢水經(jīng)過(guò)處理后，每年可減少六價(jià)鉻排放量約1080kg，有效降低了六價(jià)鉻的排放量，減少了對(duì)水體、土壤等生態(tài)環(huán)境的影響，創(chuàng)造了良好的環(huán)境效益。
4結(jié)論
⑴含鉻廢水經(jīng)還原沉淀法處理后，出水水質(zhì)可滿(mǎn)足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)要求；⑵國(guó)家對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)日益重視，加之六價(jià)鉻對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重影響，因此，在條件許可的情況下，可對(duì)含鉻廢水進(jìn)行更深度的處理，實(shí)行零排放。
作者:賈曉磊 張婷 單位:中色科技股份有限公司 洛陽(yáng)北控水務(wù)集團(tuán)有限公司