电镀锡钝化废水处理工程实例

郭振英*，张艺灵，魏忻

（中国钢研科技集团有限公司新冶高科技集团有限公司，北京 100081）

电镀锡钝化废水处理工程实例

郭振英*，张艺灵，魏忻

（中国钢研科技集团有限公司新冶高科技集团有限公司，北京 100081）

在实际工程中采用还原沉淀法处理电镀锡钝化废水，其流程主要包括pH调节、还原、中和及混凝沉淀。确定合理的工艺设计与参数选择后，出水中总铬含量低于0.37 mg/L、六价铬含量低于0.17 mg/L，均达到了排放标准(GB 21900-2008)的要求。通过连续一年的稳定运行数据，估算出了采用该法处理钝化废水所需的药剂费和电费分别为4.04元/t和1.26元/t。

镀锡；铬酸盐钝化；废水处理；还原；沉淀；成本

First-author’s address:New Metallurgy Hi-Tech Group Co., Ltd., China Iron and Steel Research Institute Group Co., Ltd., Beijing 100081, China

目前，电镀锡板后处理的钝化工序应用较多的仍是铬酸盐钝化，会产生大量的钝化废水，其中主要污染物为六价铬。六价铬毒性很强，是强致癌物，属于一类污染物，处理不当将带来严重后果，甚至灾难性的环境问题[1-4]。目前含铬废水处理技术中最为成熟的是化学还原沉淀法[5]，但是在实际应用中，常因设计不合理、参数选择有误而导致出水不达标。本文将介绍某电镀锡钝化废水处理的工程实例，该工程采用了化学还原沉淀法，已稳定运行近一年，且在此期间，其出水水质均达到了GB 21900-2008《电镀污染物排放标准》中表2的要求。

1 废水水质和水量

该电镀锡钝化废水主要包括钝化冲洗废水和钝化废液，其中钝化冲洗废水是连续排放的，钝化废液则是用一段时间后定期排放，具体的水质和水量见表1。

表1 废水水质及水量Table 1 Quality and quantity of wastewater

2 处理工艺

2. 1 工艺流程

电镀锡钝化废水的处理流程如图1所示。

图1 工艺流程图Figure 1 Process flow chart

由于钝化废液中污染物的浓度远大于钝化冲洗废水，而其水量又较小，因此，通过将钝化废液先储存于含铬废液储存池中，再逐渐泵入含铬废水调节池中的方式进行处理，以期在处理含铬废液的同时保证含铬废水水质的均衡。

钝化冲洗废水直接通入含铬废水调节池内，池内设曝气装置，使废水充分混合，起到保证水质均衡的作用。再由泵将废水输送至pH调节池，投加盐酸或硫酸来调节pH。随后废水自流至还原反应池中，在池内加还原剂(可采用亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、硫酸亚铁等)，曝气混合，经过两级还原(考虑到投资成本和运行费用，一般两级还原采用相同的还原剂)，使废水中的六价铬彻底还原为三价铬，再将废水通入中和池内，投加碱(氢氧化钠或石灰乳)，与三价铬反应生成稳定的氢氧化铬沉淀。然后通入混凝池中，通过 PAC(聚合氯化铝)混凝与PAM(聚丙烯酰胺)助凝后，通入沉淀池中进行沉淀。沉淀池中产生的含铬污泥通过污泥浓缩池浓缩和板框压滤机脱水后送到有资质的单位进行处理。沉淀池中的上清液自流入排放水池，最后从排放水池中达标排放。

2. 2 各关键处理环节的工艺设计及参数选择

主要构筑物的有效容积和最小水力停留时间列于表2。

2. 2. 1 含铬废液储存池

由于含铬废液中污染物的浓度至少为含铬废水中污染物浓度的十几倍，因此，含铬废液泵入含铬废水调节池中的流量应控制在1 m3/d左右，从而保证含铬废水调节池中水质的均衡。

2. 2. 2 含铬废水调节池

根据钝化废水排放量，设计平均废水处理量为8 m3/h，最大处理量为10 m3/h。因此含铬废水调节池配套泵的流量也需选用10 m3/h。

表2 主要构筑物一览表Table 2 List of main structures

2. 2. 3 pH调节池

由于在pH为2 ～ 3时六价铬更易被还原为三价铬[2]，同时考虑到药剂用量及设备的腐蚀问题，此处将pH在线检测仪的数值设置为2.5 ～ 3.0。本工程采用盐酸调节废水的pH。

2. 2. 4 还原反应池

采用两级还原，均以亚硫酸钠作为还原剂。在一级还原反应池中设定氧化还原电位为250 ～ 300 mV，在二级还原反应池中设定氧化还原电位为200 ～ 250 mV。

2. 2. 5 中和池

采用氢氧化钠溶液进行中和，因后续混凝过程所用混凝剂会使废水pH降低，故在中和池中设定pH为8 ～ 9。

2. 2. 6 混凝池

一级混凝池中采用PAC作混凝剂，二级混凝池中采用PAM作助凝剂，通过调节药剂量使池中产生明显矾花，从而保证后续的沉淀效果。

2. 2. 7 沉淀池

采用平流式斜板沉淀池，为保证出水中SS(悬浮物)的含量较低，取表面负荷0.7 m3/(m2·h)。

2. 3 运行效果

设备调试结束后，连续15 d对排放水池中的出水水质进行监测，结果如图2所示。

图2 出水水质Figure 2 Effluent quality

从图2可知，出水中总铬含量最大仅为0.37 mg/L，六价铬含量最大仅为0.17 mg/L，且水质稳定，连续15 d均达到了GB 21900-2008标准的表2要求(总铬限值1.0 mg/L，六价铬限值0.2 mg/L)。

2. 4 平均运行费用

经过连续一年的稳定运行，按照所消耗药剂量和所处理水量得到吨水药剂平均使用量，以当时当地的药剂价格进行了核算，得出吨水处理费用，见表3。同时也得到了吨水耗电量为18 kW·h，按照工业电价0.7元/(kW·h)计算，则处理1 t水的电费为1.26元，再加上药剂费用，则处理1 t钝化废水的直接费用为5.30元。

表3 药剂费用一览表Table 3 List of costs of chemicals

3 结语

以上述还原沉淀法处理电镀锡板钝化所产生的含铬废水，采取合理的工艺参数后完全可以实现达标排放，出水总铬≤0.37 mg/L、六价铬≤0.17 mg/L，每吨废水的直接处理费用为5.30元。

[1]涂传青, 胡勇有. 镀铬废水治理、资源回用技术及进展[J]. 电镀与环保, 1999, 19 (3)： 28-32.

[2]周杰, 陈禾逸, 魏俊, 等. 铁碳微电解处理含铬废水的试验研究[J]. 电镀与涂饰, 2013, 32 (6)： 43-45.

[3]SUKSABYE P, THIRAVETYAN P, NAKBANPOTE W, et al. Chromium removal from electroplating wastewater by coir pith [J]. Journal of Hazardous Materials, 2007, 141 (3)： 637-644.

[4]杨晓庆, 方正, 侯芳丽, 等. 甘蔗渣活性炭处理含铬电镀废水[J]. 电镀与涂饰, 2014, 33 (23)： 1033-1035.

[5]郭壮. 还原沉淀法处理含铬废水的研究及应用[D]. 哈尔滨： 哈尔滨工业大学, 2007： 15.

[ 编辑：温靖邦 ]

Engineering project for treatment of passivation wastewater from tin plating

GUO Zhen-ying*, ZHANG Yi-ling,WEI Xin

The passivation wastewater discharged from a practical tin plating production line was treated by reduction/sedimentation method. The process flow mainly consists of pH adjustment, reduction, neutralization, and coagulation/ sedimentation. After the determination of reasonable process design and operation parameters, the Cr(VI) and total Cr in the effluent is less than 0.17 mg/L and 0.37 mg/L respectively, both of which are compliant with the emission standard (GB 21900-2008). And by one year continuous stable operation data, The chemical cost and electricity cost for treating the passivation wastewater by the method were estimated as 4.04 RMB/t and 1.26 RMB/t respectively, based on the data collected from one-year continuous running.

tin plating; chromate passivation; wastewater treatment; reduction; sedimentation; cost

X703; X781.1

A

1004 - 227X (2015) 17 - 0996 - 04

2015-05-26

2015-07-01

郭振英（1984-），女，山西人，硕士，工程师，主要从事废弃物处理的研究。作者联系方式：(E-mail) gzyxinye@126.com，(Tel) 010-62182571。