压延铜箔含铬废水处理工艺及应用

贾晓磊，张 婷

(1.中色科技股份有限公司，河南 洛阳 471039；2.洛阳北控水务集团有限公司，河南 洛阳 471039)

近年来，电子信息产业高速发展，铜箔被称为电子产品信号与电力传输、沟通的“神经网络”，已经成为在电子整机产品中起到支撑、互连元器件作用的印制电路板(PCB)的关键材料。在压延铜箔生产过程中，表面处理机组是最关键设备之一，会产生大量的含铬废水。六价铬毒性很大，为吞/吸入性毒物。研究表明，铬化合物能够干扰重要的酶体系，经口、呼吸道或皮肤接触吸收后引起“三致” 作用[1]。美国环境保护署的资料显示，铬为对人体危害最大的17种化学物质之一[2]。

目前，含铬废水处理主要有2类方法：第一类是无害化处理技术，将六价铬经化学还原为三价铬，然后在弱碱性条件下沉淀处理；主要方法包括还原沉淀法、电解法、光催化法等。另一类是资源循环处理技术，处理过程中六价铬的价态不变，可实现六价铬的浓缩和水的再利用；主要方法包括膜分离法和离子交换法。其中最常用的是还原沉淀法。

某铜箔生产企业车间内表面处理机组排放的含铬废水经收集后排至废水处理站，经化学沉淀法处理后达到《污水综合排放标准》中第一类污染物排放要求，排至老厂回用。另外，污泥处理采用低温污泥干燥机组等减量化技术措施，有效降低了危废量，减轻了企业危废处置负担。

1 废水量及废水水质

含铬废水主要来自铜箔车间表面处理机组及含铬漂洗废水回用处理系统中的反渗透机组，经管道汇集排至废水处理站，采用还原沉淀法进行处理。含铬废水处理规模设计为25m3/h，其主要水质指标为，Cr6+=6.3mg/L，pH=7～7.5。

2 废水处理工艺

2.1 工艺流程介绍

车间设备排放的含铬废水经管道收集后排至废水调节池内，调节池起调节水量和均衡水质的功能，确保水处理装置能在相对稳定的水量和水质条件下运行。调节池内的废水经提升泵加压提升后进入pH调节槽内，向槽内投加稀盐酸，在搅拌机的作用下将废水pH值调节至2～3。废水自流进入还原反应槽，向槽内投加还原剂亚硫酸氢钠，将废水中的六价铬还原成为三价铬。然后，废水自流进入中和反应槽，在槽内投加NaOH，将废水pH值调节至7～9，在碱性条件下，Cr3+与OH-反应生成Cr(OH)3沉淀。中和反应槽出水进入混合反应槽和絮凝反应槽，通过向槽内投加PAC、PAM，将大部分悬浮颗粒进一步凝聚成为大颗粒。出水进入斜管沉淀槽，大颗粒在重力作用下沉积至泥斗，并定期将沉泥排入污泥池，上清液进入中间水箱。中间水箱内的水经过滤水泵提升进入过滤器，进一步去除水中的悬浮物和重金属等物质，过滤出水达标后排至老厂回用。

斜管沉淀槽产生的污泥进入污泥池，通过污泥泵定量打入板框压滤机，然后将湿污泥加入低温污泥干燥机组，进一步降低污泥的含水率至30%，有效降低了危废量。经脱水后的泥饼按危废处置。含铬废水处理工艺流程图如图1所示。

图1 含铬废水处理工艺流程图Fig.1 Process flow chart of chromium-containing wastewater treatment

2.2 主要水处理设备

含铬废水处理系统主要设备包括pH调节槽、还原反应槽、中和反应槽、混合反应槽、絮凝反应槽、斜管沉淀池、多介质过滤器、吸附过滤器等。

(1)pH调节槽。废水进入pH调节槽后，在槽内投加稀盐酸，槽内配搅拌机及pH计，将废水pH值调节至2～3。设计采用1座pH调节槽，容积6.0m3，设备材质钢制衬胶。

(2)还原反应槽。废水进入还原反应槽后，在槽内投加还原剂亚硫酸氢钠，槽内配搅拌机，将六价铬还原成三价铬。设计采用2座反应槽，总容积13.0m3，设备材质钢制衬胶。

(3)中和反应槽。还原反应后的废水进入中和反应槽内，并在槽内投加NaOH，槽内配搅拌机，将废水pH值调节至7～9。设计采用1座反应槽，容积6.0m3，设备材质钢制衬胶。

(4)混合反应槽。中和反应后的废水进入混合反合槽内，投加混凝剂PAC，通过搅拌机的搅拌，使混凝剂与废水充分反应、接触，形成矾花。设计采用1座反应槽，容积6.0m3，设备材质钢制衬胶。

(5)絮凝反应槽。形成“矾花”后的废水自流进入絮凝反应槽，在反应槽内加入絮凝剂PAM，利用有机高分子絮凝剂的吸附、架桥作用，使矾花形成大的絮体，加快沉降的速度，以提高沉淀的效果。设计采用1座反应槽，容积6.0m3，设备材质钢制衬胶。

(6)斜管沉淀槽。絮凝反应后的废水进入斜管沉淀槽进行沉淀处理。斜管沉淀槽是利用沉淀的浅层原理，设置斜管填料后，可使水流过水断面湿周加大、水力半径减小，使颗粒沉淀距离大大缩短，减少了时间，使沉淀效率大大提高。设备材质钢制衬胶。沉淀池设计表面负荷1.2m3/(m2·h)。沉淀器设自动排泥阀，定期排泥，排泥周期根据实际产生的污泥量来确定。

(7)中间水箱。斜管沉淀槽出水进入中间水箱，设计水力停留时间30min，可起到中间过渡作用，方便后续过滤水泵的吸水。中间水箱容积15m3，材质钢制衬胶。

(8)过滤水泵。配置2台过滤水泵，为后续过滤器加压供水，同时兼做过滤器反洗水泵。

(9)多介质过滤器。中间水箱出水经过滤泵加压提升进入多介质过滤器作进一步过滤处理，滤除水中的悬浮物、杂质等。设计采用2台Φ1800mm多介质过滤器(1用1备)，处理水量25m3/h，设备材质钢制衬胶。

(10)吸附过滤器。多介质过滤器出水进入吸附过滤器，过滤器内装填天然吸附滤料(沸石)，它具有孔隙发达，吸咐强等特点，是一种新型的无机物离子交换剂，不仅能去除水中的浊度、色度、异味，而且对水中铬、镉、镍、锌、汞、铁等有害的重金属离子及酚、三氮、氨氮、磷酸根离子等物质具有吸附交换作用，也有利于去除水中各种微污染物，价格便宜，吸附饱和后定期更换。设计采用2台Φ1800mm吸附过滤器(1用1备)，处理水量25m3/h，设备材质钢制衬胶。

(11)污泥系统。沉淀槽污泥重力排入污泥池，然后由污泥泵加压提升至板框压滤机进行脱水，泥饼含水率约80%，然后将湿污泥加入低温污泥干燥机组，进一步降低污泥的含水率至30%，有效降低了危废量，干化泥饼贮存外运处置。污泥处理排出的滤液回流进入调节池。

(12)加药系统。系统配置5套加药装置，用于投加稀酸、稀碱、还原剂、PAC、PAM药剂，药箱材质PP。

3 运行效果及经济和环境效益

本工程经过调试运行后，出水主要水质指标为，Cr6+=0.3mg/L，总铬=1.2mg/L，pH=7～9，满足《污水综合排放标准》的相关要求。

本工程含铬废水处理规模为25m3/h，总投资为230万元，劳动定员5人，直接运行费用约3.30元/m3，其中，人工费0.65元/m3，电费1.35元/m3，药剂费0.80元/m3，污泥处置费0.50元/m3。

本工程含铬废水经过处理后，每年可减少六价铬排放量约1080kg，有效降低了六价铬的排放量，减少了对水体、土壤等生态环境的影响，创造了良好的环境效益。

4 结论

⑴含铬废水经还原沉淀法处理后，出水水质可满足《污水综合排放标准》的相关要求；

⑵国家对生态环境保护日益重视，加之六价铬对环境的严重影响，因此，在条件许可的情况下，可对含铬废水进行更深度的处理，实行零排放。