某电镀厂铜板电镀镍废水处理工艺的研究

赵翠娟

摘要：某电镀厂铜板电镀镍废水中的镍、铜含量高，本工艺采用氧化预处理+蒸发设备+ RO膜浓缩，最终实现废水回用。

关键词：电镀废水;高镍;蒸发;RO膜浓缩;回用

一、概况：

本项目主要针对某电镀厂铜板电镀镍废水。设计废水总量为20m3/d，废水中镍、铜浓度高，COD、电导率浓度较高，废水的可生化性差。

二、设计参数

设计废水处理水量：电镀废水20m?/天。进出水水质见下表：

三、工艺路线及说明

3.1设计思路

1）镍、铜离子的治理

该废水中的重金属离子主要为Cu2+、Ni2+，Cu2+、Ni2+的治理方法如下：

镍可以与水中的氢氧化物形成Ni（OH）2沉淀。

Ni2++2OH-→Ni（OH）2↓

铜可以与水中的氢氧化物形成Gu（OH）2沉淀。

Cu2++2OH-→Cu（OH）2↓

2）去除磷化合物

a 投加石灰

磷化废水中的含磷化合物主要是磷酸盐，去除磷酸盐最经济有效的方法是向废水中投加石灰，石灰与磷酸根反应生成羟基磷石灰。当PH值在10.5左右时，绝大部分磷酸盐均生成羟基磷石灰沉淀下来。该反应的方程式如下：

5Ca2++4OH-+3HPO42-→Ca5（OH）（PO4）3↓+3H2O

b 投加铁盐

铁盐与磷酸盐反应生成磷酸铁产生沉淀，常用的铁盐有FeCl3，其与磷酸盐反应的方程式如下：

FeCl3+PO43-→FePO4+3Cl-

c投加聚丙烯酰胺（PAM）

投加PAM的目的是增大增强羟基磷石灰和磷酸铁的絮状物，便于在斜管沉淀池中进行固液分离，提高去除效率。

3）CODcr的去除（芬顿氧化）

采用Fenton系统对废水进行深度氧化处理，该技术的主要原理是外加的H2O2氧化剂与Fe2+催化剂，即所谓的Fenton药剂， 两者在适当的pH下会反应产生氢氧自由基（OH·），而氢氧自由基的高氧化能力与废水中的有机物反应，可分解氧化有机物，进而降低废水中生物难分解的COD。

4）出水的PH值调整

废水除磷、除氟时PH需要调整至9以上，为达到排放标准，需进行PH调整，通过加入酸性中和剂将出水PH值控制在6-9之间。

3.2 工艺路线

废水处理工艺流程图

3.3 流程说明

废水进入原污水处理站集水池中，然后自流进入平流隔油池进行隔油处理，隔油后的废水进入原混凝池，原混凝池起调节原水pH值的作用，调节原水的pH在3-4之间，原混凝池出水进入高级氧化池，在高级氧化池内加入双氧水和硫酸亚铁，构成Fenton高级氧化系统，双氧水和硫酸亚铁在适当的pH下反应产生羟基自由基（OH·），利用羟基自由基的超强氧化性能实现对难以降解物质的深度氧化[1]，进而降低废水中生物难分解的COD。高级氧化池出水进入调节混凝池，调节混凝池中加入NaOH，调节废水的pH在8-9之间，并同时加入助凝剂PAM，同时配备搅拌系统，使废水与药剂充分混合。调节混凝池出水进入斜管沉淀池，沉淀去除大量的颗粒和有机物。斜管沉淀池出水进入中间水池，中间水池通过泵将废水提升至三效蒸发系统进行蒸发，通过蒸发去除水中盐分和部分COD，冷凝液进入RO膜系统进行再次除盐，满足回用水要求。企业产生的污泥属于危险废物，镍含量高，具有很高的回收价值。由于废水中镍的含量高达12000mg/L，建议后期根据市场需求进行镍回收处理，达到资源的合理利用，同时可以增加企业收益。

由于业主厂区无蒸汽供给，本次蒸汽发生器采用以液化石油气为燃烧介质的蒸汽发生器。

3.4运行费用估算

（1）废水系统操作电费：248元/天

（2）系统日常药剂、耗材保养费用：345元/天

（3）废水蒸发系统操作电费、化学品及蒸汽费用：4050元/天

（4）系统运行成本汇总：4643元/天 废水水量为20m3/d

（5）每吨水处理费用（含电、药剂、耗材、蒸汽）：232.15元/m3

以上运行费用中未包含人工费及維护成本，具体以实际为准。

结论

设计处理规模为20m3/d，镍、铜浓度高的某电镀企业废水，采用氧化预处理+蒸发设备+RO膜浓缩工艺，运行费用为每吨废水232.15元。

参考文献：

[1]赵昌爽;张建昆;芬顿氧化技术在废水处理中的进展研究[J].环境科学与管理.2014.39（5）FBB928A9-1365-42AD-BC70-1B5495C98ADC