塑胶电镀废水的治理

摘要：介绍了塑胶电镀废水的分流处理工艺，经过近2年多的实际运行表明，该工艺可稳定运行达到国家综合污水排放标准》（GB8978-1996）之一级标准。

关键词：塑胶电镀废水 分流治理 酸化--氧化反应 迷宫沉降池

1 引言

随着人类生活水平的提高及工业的高速发展，塑胶材料得到广泛的应用。在某些使用条件下，有时需在塑胶件表面镀覆一层金属物质（如铜、镍、铬等金属），以增强塑胶件的耐磨性、导电性或美观性等。鉴于塑胶材料不导电的特性，其主要以化学镀为主。

如以深圳某塑胶电镀厂为例：该厂专业从事塑胶制品的电镀。其生产工艺如下：塑胶件→除油→水洗→酸洗→水洗→粗化→沉钯→水洗→镀焦铜→水洗→化学镀镍→水洗→化学镀铜→水洗→电镀酸铜、酸镍→水洗→镀铬→成品。

2 废水水量及水质

废水设计处理量为60m³/h，其中含铬废水（主要为粗化及镀铬环节产生的废水）25 m³/h，含络合物废水（主要为镀焦铜、化学镀铜、化学镀镍废水等含络合物的废水）10 m³/h，综合废水（即酸洗、除油及电镀类废水）25 m³/h。具体水质如表1所示：

3 排放水质要求

废水经处理后达到需达到《国家综合污水排放标准》（GB8978-1996）之一级标准。即Cr⁶⁺≤0.5mg/l，Cu²⁺≤0.5mg/l，Ni²⁺≤1.0mg/l，PO₄^2-（以P计）≤1.0mg/l，COD_Cr≤100mg/l，SS≤70mg/l

4 处理工艺及方法的选择

该类废水具有成份复杂，污染大，难处理等特点，比较成熟的处理方法为分流处理、化学沉淀法。

该类废水中较难处理的为含络合物的废水，其废水中含有EDTA-Na、柠檬酸盐（Na₃C₆H₅O₇）、乳酸等能与Cu²⁺、Ni²⁺络合的强络合剂，此类废水一般采用以下几种方法进行处理：①投加重金属捕集剂进行破络的方法，该法最常用的捕集剂为Na₂S。经小试得出，在此类废水中，Na₂S对铜的沉淀效果是比较理想的（Cu²⁺〈0.3mg/l〉，但因NiS的溶度积较大，故对络合镍的沉淀则无多大作用（其出水中Ni²⁺达到5mg/l，严重超标），而采用投加如ISX等类型的捕集剂虽效果可以，但费用高昂，且运输、保存均不方便。故此法在本工程中不作考虑。②铁屑内电解法，此法由于铁屑内电解塔内的铁屑易结块，影响设备正常运行，故此法在本工程中不作考虑。③离子交换法，由于水量较大，污染物浓度较高，故此法在本工程中不作考虑。④酸化破络的方法，一般调PH在2左右，使Cu²⁺游离出来。⑤氧化法破坏络合物的方法，采用投加强氧化剂破坏EDTA等络合剂的方法。经多次试验，决定采用酸化—氧化法进行综合处理：即先调酸至PH=3左右、投加漂白粉溶液进行氧化、破坏有机络合剂，同时将化学镀镍过程中排出的还原剂次磷酸酸盐氧化成正磷酸盐，并且在酸性条件下，焦磷酸铜等络合物极易被破坏，破络后的废水再进行中和、混凝沉淀的方法进行处理，中和时，加入废水中的漂白粉溶液中的Ca²⁺可与磷酸盐生成磷酸钙、羟基磷酸钙沉淀，从而达到去除磷酸盐的目的。

注：在酸性溶性中：HOCl+H⁺+2e→Cl^-+H₂O，E=1.49V；在碱性溶性中： OCl^-+H₂O+2e→Cl^-+2OH^-，E=0.9V；在中性溶液中，E=1.2V，经多次试验发现，其络合废水中的Cu²⁺ 、Ni²⁺浓度随氧化反应的时间及酸度成正比，反应时的PH值越低，反应时间越长，则处理效果愈好。如表2所示.

由于破络后的废水还含有少量的络合剂，且为避免其与综合废水中的还原性物质反应重新生成络合物，故将络合废水的沉降池单独设置1个。

综合废水为普通的中和、混凝沉淀法。

含铬废水为普通的还原法，由于Cr³⁺的最佳沉淀PH值为7～8，而Cu²⁺、Ni²⁺的最佳沉淀PH值为10.5左右，两者存在冲突，故还原后的铬水单独加碱中和，并进行固液分离。

鉴于废水处理站面积较小，故固液分离设备采用了迷宫沉降池。迷宫沉降池具有表面负荷高，占地面积小，固液分离效果佳等优点。

设计的工艺流程图见附图：

5 工艺说明

含铬废水，络合废水，综合废水分别进入各自的调节池均质。

含铬废水泵入还原中和池，先投加H₂SO₄及 Na₂SO₃进行还原（实际运行中，H₂SO₄极少加），还原后的废水再投加片碱溶液进行中和（PH=7～8），并投加有机高分子絮凝剂进行絮凝。

络合废水泵入破络反应池，先投加稀硫酸溶液调PH在3左右，再投加漂白粉溶液进行氧化，此过程的时间约1.5H，须长于普通的氧化反应。破络后的废水再投加片碱溶液调PH至10.5左右，同时投加有机高分子絮凝剂进行絮凝。

综合废水泵入中和反应池，先投加FeSO₄，可起置换、还原及混凝作用，再投加片碱及石灰溶液调PH至10.5左右，同时投加有机高分子絮凝剂进行絮凝。

以上三种废水进入各自的迷宫沉降池进行固液分离后，出水自流至中间池，再泵至砂滤罐过滤，过滤后的出水自流至PH回调池进行PH调整，出水自流至清水池后达标排放

三个迷宫沉降池的污泥均排至污泥池，再泵至压力污泥罐，通过压缩空气的压力将污泥压至板框压滤机脱水，脱水后的干泥交专业公司回收，滤液回流至调节池。

以上反应系统均采用搅拌机搅拌。

6 设计参数

a）综合废水调节池：12500×3250×2500mm，T=4h

含铬废水调节池：12500×3250×2500mm，T=4h

络合废水调节池：12500×1500×2500mm，T=4h

b）还原中和池：5000×2500×1800mm，T=1h

破络反应池：5000×2000×1800mm，T=1.5h

中和反应池：5000×2000×1800mm，T=0.5h

c）中间池：7000×1000×2000mm

d）污泥池：12000×2000×2500mm

e）PH回调池：3500×2000×2000mm，T=10min

f）清水池1个：35000×2000×2000mm

g）砂滤罐2座 ：∮1600×3000mm，滤速V=15m/h，反冲强度q=13L/m².s

h）电控房及化验室：7000×6000×3000mm

i）迷宫沉降池3座 ：6000×1800×3960mm，2座，表面负荷：q=3m³/m².h

4300×1100×3300mm，1座，表面负荷：q=3m³/m².h

j）板框压滤机3座（厂方原有） ：BMY40/630-u

7 运行处理效果

该工程于2001年8月建成并开始调试，并于同年11月份通过验收，经有关部门监测，结果见表3：

8 主要技术经济指标

该工程设计处理量为60m³/h，占地面积约420m²， 工程总投资约80万元。日常运行费用约2.0～2.5元/ m³废水（不计设备折旧费）。