宏森環保：基于樹脂吸附的電鍍廢水深度處理工程實例
文章作者: 宏森環保
電鍍廢水成分復雜，其主要污染物為重金屬離子以及電鍍過程中的各種添加劑，是典型的復合污染。電鍍廢水中重金屬與有機污染物通過一系列的物理化學作用改變了其在水溶液中的存在形態，也給常規水處理工藝提出了更大的挑戰;復合污染物使重金屬在環境中的存在形態更加復雜，增加了治理難度，給人體健康和生態安全帶來了極大風險。
GB21900-2008對敏感地區的排放標準要求更高，如環太湖流域對鎳、銅、鋅的質量濃度和COD的排放標準分別為0.1、0.3、1.0mg/L和50mg/L。美國EPA833-B-94-002全廢水毒性控制推薦限值要求，慢性毒性小于1TUc，急性毒性小于0.3TUa。面對日益嚴格的環境標準，江蘇、浙江、廣東等逐漸提高環保要求并開始采用GB21900-2008的表3標準。
開發高效、低成本的深度處理技術不僅是環境工程領域面臨的新難題，同時也是解決電鍍廢水污染問題重要的國家需求。膜分離、生物技術、吸附和離子交換等處理技術被廣泛應用于電鍍廢水深度處理的研究。其中，離子交換技術出水水質穩定，尤其適合于低含量廢水的處理。
1.廢水來源及處理工藝
江蘇某電鍍企業主要進行鍍金、鍍銀、鍍鎳、鍍銅、鉻白和涂裝等加工，日平均廢水總量約為300t/d。電鍍廢水主要是含氰、含鉻以及酸堿綜合廢水，分別對這三股進行預處理后，進入調節池進行混勻，混凝沉淀后排放，工藝流程如圖1所示。
原處理設施經過破氰、除鉻、混凝沉淀等常規處理后很難實現毒害污染物的有效削減，電鍍實際廢水中各種絡合劑、穩定劑與光亮劑等與重金屬形成穩定的絡合物，造成了常規處理重出水中金屬極不穩定，經測定出水各項指標遠不能達到GB21900-2008中的表3標準。該企業處于該市比較敏感的區域，根據環境保護工作的要求，為確保不對周邊水環境造成嚴重影響，此項目電鍍廢水必須同時達到GB21900-2008的表3標準以及GB3838-2002的Ⅲ類水標準。原處理設施以及需要執行的標準如表1所示。基于該企業電鍍廢水特性，研究以全混式的磁性離子交換技術、新型螯合樹脂分離技術等為核心的集成工藝，形成污泥產生量低、經濟技術可行性高的集成工藝，開發了基于樹脂吸附為核心的“生物接觸氧化+磁性樹脂+螯合樹脂”電鍍廢水毒害污染物深度控制技術，以實現綜合毒性深度削減。
2.主要構筑物
生物接觸氧化槽
生物接觸氧化技術，通過在槽內填充填料，用曝氣的方式補充水體中的溶解氧，使微生物能穩定的附著在填料上，是活性污泥與生物濾池結合的一種方法。設計處理能力為300m3/d，停留時間為7.2h，運行時控制進水體積流量保持在12m3/h，調節氣量使曝氣效果均勻。通過2個月的培養后活性污泥的生長情況較好，掛膜情況良好。目前仍穩定運行，出水COD基本維持在50～60mg/L，去除率維持在40%～50%。
3.磁性樹脂吸附槽
磁性樹脂是在合成過程添加了一系列的鐵氧化物如Fe2O3或者Fe3O4，由于磁體的投加增大了樹脂的密度，易于與水分離，同時其粒徑為普通樹脂的1/4～1/6，因而其動力學性能遠遠優于常規的樹脂。
樹脂吸附槽設計為36m3，保證磁性樹脂的質量分數為5%，水力停留時間為3h，采用機械攪拌，通過回流閥門調節體積流量為12m3/h。樹脂采用間歇式再生，當樹脂沉淀槽中累積到一定量的樹脂時，啟動樹脂回流泵，采用質量分數10%的NaCl對樹脂進行再生，其余樹脂回流至樹脂吸附槽。經過磁性樹脂吸附槽的出水，COD控制在25mg/L左右，去除率維持在40%～50%。
4.整合樹脂吸附柱
螯合樹脂相較普通的離子交換樹脂對目標重金屬離子具有更高的選擇性。吸附形式采用雙柱串聯，吸附體積流量控制在12m3/h，停留時間約30min。運行時兩柱串聯，一柱備用。脫附采用質量分數4%～5%的HCl溶液，用1%～2%的NaOH轉型。
經過螯合樹脂吸附出水COD<20mg/L，Ni2+、Cu2+、總Cr的質量濃度分別<0.02、<0.1、<0.1mg/L。
