電鍍廢水及重金屬回收利用工程案例

1 案例概況

某電子股份有限公司是目前國(guó)內(nèi)最大的塑封引線框架生產(chǎn)基地，年產(chǎn)量達(dá) 180 億只。在引線框架生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的 廢水主要含有脫脂清洗廢水、氰銀清洗廢水、氰銅清洗廢水、含鎳清洗廢水、綜合清洗廢水、地面沖洗廢水、氰銀回收廢液、氰銅回收廢液、鎳回收廢液、酸廢液、脫脂廢液等，此行業(yè)電鍍廢水成份復(fù)雜，主要含有氰、貴重金屬、絡(luò)合物；部分重金屬以絡(luò)合態(tài)形式存在于廢水中，破絡(luò)后才能更好的去除廢水中的重金屬，對(duì)此類廢水回收貴重金屬和水十分必要，減小重金屬資源的浪費(fèi)意義重大。

在該項(xiàng)目中首先要做好分質(zhì)分流收集，然后再單獨(dú)回收利用，分質(zhì)是確保高回收率的前提條件。具體水質(zhì)水量情況如表 1 ：

表 1 進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)

從表 1 可看出，其中 脫脂清洗廢水、氰銀清洗廢水、氰銅清洗廢水、含鎳清洗廢水、綜合清洗廢水 5 路廢水水量大、成份較單一，可分別進(jìn)行膜回用系統(tǒng)回收，回收后的濃縮水與之對(duì)應(yīng)的 3 路重金屬?gòu)U液進(jìn)行循環(huán)回收重金屬，回用后的廢液進(jìn)入污水站進(jìn)行破氰等對(duì)應(yīng)處理達(dá)標(biāo)排放，在此主要介紹清洗廢水及重金屬的回收利用。

2 工藝流程

2.1 項(xiàng)目承接方對(duì)電鍍廢水回用采用的回用理念（如圖 2 ）與目前較多電鍍企業(yè)廢水的回用工藝（如圖 1 ）比較：

圖1是把所有電鍍廢水混合集中收集，先經(jīng)過物化或生物一系統(tǒng)處理，然后把上清液進(jìn)行膜系統(tǒng)回收，因在廢水處理過程中，投加了大量的金屬捕捉劑、PAC、PAM，有些藥劑是以陽離子型式存在廢水中，很容易與回用膜元件表面電荷結(jié)合而堵塞膜元件，更不能保證很高的回收率，通�；厥章首罡邇H能達(dá)到50%，往往并不能保證長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行；因投加了大量的藥劑，使廢水的含鹽量也大大的增加，所以也降低了回用水水質(zhì)；通過膜技術(shù)回用后的濃縮水重金屬通常會(huì)超標(biāo)，不能直接排放，這樣只能回到廢水前處理系統(tǒng)中，從而增加了廢水處理部分的負(fù)荷及水量，使的占地及土建投資也增大；同時(shí)多種離子的共同存在，會(huì)互相干擾影響沉淀效果及重金屬絡(luò)合物的形成且較難破除絡(luò)合物，這也是目前電鍍廢水重金屬超標(biāo)的原因之一。

經(jīng)過多年電鍍廢水及涉重金屬的研究及工程實(shí)踐，摸索出一套成熟穩(wěn)定的電鍍廢水回用技術(shù)（連續(xù)錯(cuò)流抗污染多級(jí)膜法回用），把電鍍廢水分質(zhì)收集，單獨(dú)膜法回用，回用水可分別用到對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)線；目前項(xiàng)目承接方采用的回用理念是“先回用后處理”，把廢水先進(jìn)行分質(zhì)收集，單獨(dú)膜法回用，對(duì)引線框架電鍍廢水回收率可達(dá)到90%，濃縮后的廢水中重金屬離子濃度可提升到100倍以上，對(duì)該濃縮廢水可通過重金屬回收裝置（專利號(hào)：CN201010578758.5）進(jìn)行重金屬的提取，重金屬等離子的回收率≥90%。

從實(shí)際工程運(yùn)行效果來看，圖2較圖1的回用理念更先進(jìn)，具有更高的回收率，具有更高的穩(wěn)定性，不易堵塞，回用水質(zhì)更高；圖2不僅可回收純水而且同時(shí)可以回收貴重金屬，特別對(duì)含Au、Ag、Ni等貴重金屬的回收價(jià)值更大，回收的重金屬純度可達(dá)到97%，回收效率≥90%。膜法濃縮倍數(shù)越高重金屬的回收效率越高，有效的節(jié)約了重金屬資源。

2.2 某電子股份有限公司引線框架電鍍廢水回用工藝（如圖3）所示：

工藝說明：

對(duì)圖3-1說明，脫脂清洗廢水與綜合清洗廢水分別收集單獨(dú)回收利用，脫脂廢水中主要含有少量脫脂劑及極少量的油脂，顯堿性，水中懸浮及膠體物很少。廢水經(jīng)過PH調(diào)節(jié)后，進(jìn)入連續(xù)微孔過濾裝置，攔截較小懸浮物、膠體、細(xì)菌微生物及二次污染帶入的雜質(zhì)等，連續(xù) MF具有自動(dòng)運(yùn)行、沖洗功能；MF透過液進(jìn)入膜濃縮系統(tǒng)，主要是脫除廢水水中鹽份，該膜元件是根據(jù)電鍍廢水的特性，采用連續(xù)錯(cuò)流抗污染技術(shù)，脫脂部分透過液回用至電鍍線脫脂槽；綜合廢水透過液可充當(dāng)自來水或進(jìn)一步制成高純水使用，兩者濃縮廢水可直接去廢水站綜合處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。

對(duì)圖3-2說明，氰銀清洗廢水（主要含氰、銀、絡(luò)合物、堿性）、氰銅清洗廢水（主要含氰、銅、絡(luò)合物、堿性）、含鎳清洗廢水（主要含有鎳、絡(luò)合物、酸性）都分質(zhì)收集單獨(dú)回用，水中懸浮及膠體物幾乎沒有，廢液通過曝氣調(diào)節(jié)后，達(dá)到水質(zhì)均勻后進(jìn)入連續(xù)微孔過濾裝置，主要是攔截廢水中較小懸浮物、膠體、細(xì)菌微生物及二次污染帶入的雜質(zhì)等，連續(xù) MF具有自動(dòng)運(yùn)行、沖洗功能；MF透過液進(jìn)入一級(jí)膜濃縮系統(tǒng)，一級(jí)的回收率≥80%，主要是脫除水中大部分的鹽份，該膜元件是根據(jù)電鍍廢水的特性，采用連續(xù)錯(cuò)流抗污染技術(shù)，回收純水回用到對(duì)應(yīng)的電鍍生產(chǎn)線。一級(jí)膜濃縮水進(jìn)入二級(jí)膜濃縮系統(tǒng)，二級(jí)膜濃縮系統(tǒng)工藝原理上做了改進(jìn)進(jìn)，較一級(jí)具有更強(qiáng)的抗污染性，易清洗等，二級(jí)的回收率≥50%；二級(jí)膜濃縮系統(tǒng)產(chǎn)水回至調(diào)節(jié)池中，高倍濃縮水中的重金屬濃度可達(dá)到500mg/l以上，這時(shí)廢水中含有較多的離子，具有很好的導(dǎo)電性，把此高倍的濃縮液通入重金屬回收裝置，進(jìn)行重金屬回收；同時(shí)對(duì)應(yīng)的重金屬槽廢液與高倍濃縮液也可一并進(jìn)入重金屬回收裝置進(jìn)行重金屬回收。同時(shí)重金屬回收裝置可針對(duì)不同的有機(jī)成份選用不同涂層極板，本系統(tǒng)采用東洋公司自行研發(fā)的水處理電化學(xué)裝置，其中陽極是以SnO2-Sb2O3-MnO2為中間層，以PbO2-MnO2-PTFE為活性催化層的鈦基復(fù)合多元金屬氧化物（Ti/SnO2-Sb2O3-MnO2/PbO2-MnO2-PTFE），產(chǎn)生的羥基對(duì)COD的降解效率最高可達(dá)90%，同時(shí)對(duì)絡(luò)合物具有一定的破絡(luò)作用。陰極回收重金屬，并且能耗比傳統(tǒng)電化學(xué)裝置低。此項(xiàng)也已經(jīng)申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利，專利申請(qǐng)?zhí)枺篊N201010578760.2。

最終的廢液進(jìn)入廢水處理站進(jìn)行分別處理，含氰的進(jìn)行破氰、破絡(luò)等混凝沉淀，上清液經(jīng)過多介質(zhì)過濾、活性炭過濾后達(dá)到《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB21900-2008）排放指標(biāo)。

本系統(tǒng)的水資源系統(tǒng)回收率可達(dá)90%，重金屬等離子的回收率≥90%，重金屬純度≥97%此項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利，專利申請(qǐng)?zhí)枺篊N201010578758.5。

3 設(shè)備平面布置圖

4 主要設(shè)備或構(gòu)件

4.1 脫脂清洗廢水：

⑴廢水調(diào)節(jié)池，鋼混結(jié)構(gòu)，地下式，有效容積： 30m 3 。

⑵連續(xù) MF ： 系統(tǒng)設(shè)置了 1 臺(tái)直徑為Φ 400 ，不銹鋼材質(zhì)，過濾精度為 0.22µm 的過濾器，單臺(tái)產(chǎn)水量為 11.0m 3 /h 。目的是防止顆料物進(jìn)入 一級(jí)錯(cuò)流抗污染膜濃縮 系統(tǒng)，以利于保護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

⑶ 一級(jí)錯(cuò)流抗污染膜濃縮： 1 臺(tái)，產(chǎn)水能力 10m 3 /h, 回收率 ≥ 85% ，脫鹽率 ≥ 95% 。配有大流道抗污染膜元件 12 支，一級(jí)二段。

4.2 綜合清洗廢水：

⑴廢水調(diào)節(jié)池，鋼混結(jié)構(gòu)，地下式，有效容積： 60m 3 。

⑵連續(xù) MF ： 系統(tǒng)設(shè)置了 1 臺(tái)直徑為Φ 500 ，不銹鋼材質(zhì)，過濾精度為 0.22µm 的過濾器，單臺(tái)產(chǎn)水量為 36.0m 3 /h 。目的是防止顆料物進(jìn)入 一級(jí)錯(cuò)流抗污染膜濃縮 系統(tǒng)，以利于保護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

⑶ 一級(jí)錯(cuò)流抗污染膜濃縮： 1 臺(tái)，產(chǎn)水能力 30m 3 /h, 回收率 ≥ 85% ，脫鹽率 ≥ 95% 。配有大流道抗污染膜元件 12 支，一級(jí)二段。

4.3 氰銀清洗廢水：

⑴廢水調(diào)節(jié)池，鋼混結(jié)構(gòu)，地下式，有效容積： 40m 3 。

⑵連續(xù) MF ： 系統(tǒng)設(shè)置了 2 臺(tái)直徑為Φ 400 ，不銹鋼材質(zhì)，過濾精度為 0.22µm 的過濾器，單臺(tái)產(chǎn)水量為 11.0m 3 /h 。目的是防止顆料物進(jìn)入 一級(jí)錯(cuò)流抗污染膜濃縮 系統(tǒng)，以利于保護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

⑶ 一級(jí)錯(cuò)流抗污染膜濃縮： 2 臺(tái)，每臺(tái)產(chǎn)水能力 9m 3 /h, 回收率 ≥ 80% ，脫鹽率 ≥ 95% 。二套共配有大流道抗污染膜元件 24 支，一級(jí)二段。

⑷ 二級(jí)錯(cuò)流抗污染膜濃縮： 2 臺(tái)，每臺(tái)產(chǎn)水能力 1 -2m 3 /h, 回收率 ≥ 50% ，脫鹽率 ≥ 95% 。二套共配有大流道抗污染膜元件 8 支，一級(jí)一段。

4.4 氰銅清洗廢水：

⑴廢水調(diào)節(jié)池，鋼混結(jié)構(gòu)，地下式，有效容積： 30m 3 。

⑵連續(xù) MF ： 系統(tǒng)設(shè)置了 2 臺(tái)直徑為Φ 400 ，不銹鋼材質(zhì)，過濾精度為 0.22µm 的過濾器，單臺(tái)產(chǎn)水量為 6.0m 3 /h 。目的是防止顆料物進(jìn)入 一級(jí)錯(cuò)流抗污染膜濃縮 系統(tǒng)，以利于保護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

⑶ 一級(jí)錯(cuò)流抗污染膜濃縮： 2 臺(tái)，每臺(tái)產(chǎn)水能力 5m 3 /h, 回收率 ≥ 80% ，脫鹽率 ≥ 95% 。二套共配有大流道抗污染膜元件 16 支，一級(jí)二段。

⑷ 二級(jí)錯(cuò)流抗污染膜濃縮： 2 臺(tái)，每臺(tái)產(chǎn)水能力 1 -2m 3 /h, 回收率 ≥ 50% ，脫鹽率 ≥ 95% 。二套共配有大流道抗污染膜元件 8 支，一級(jí)一段。

4.5 鎳清洗廢水：

⑴廢水調(diào)節(jié)池，鋼混結(jié)構(gòu)，地下式，有效容積： 30m 3 。

⑵連續(xù) MF ： 系統(tǒng)設(shè)置了 1 臺(tái)直徑為Φ 400 ，不銹鋼材質(zhì)，過濾精度為 0.22µm 的過濾器，單臺(tái)產(chǎn)水量為 7.0m 3 /h 。目的是防止顆料物進(jìn)入 一級(jí)錯(cuò)流抗污染膜濃縮 系統(tǒng)，以利于保護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

⑶ 一級(jí)錯(cuò)流抗污染膜濃縮： 1 臺(tái)，每臺(tái)產(chǎn)水能力 5m 3 /h, 回收率 ≥ 80% ，脫鹽率 ≥ 95% 。二套共配有大流道抗污染膜元件 8 支，一級(jí)二段。

⑷ 二級(jí)錯(cuò)流抗污染膜濃縮： 1 臺(tái)，每臺(tái)產(chǎn)水能力 1 -2m 3 /h, 回收率 ≥ 50% ，脫鹽率 ≥ 95% 。二套共配有大流道抗污染膜元件 4 支，一級(jí)一段。

5 本系統(tǒng)設(shè)施的特特征

在工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備選型方面力求做到足夠余量、技術(shù)先進(jìn)、工藝可靠、設(shè)備美觀、性能優(yōu)越、占地面積小、操作簡(jiǎn)單與維護(hù)方便。

本系統(tǒng)采用可編程邏輯控制器 (PLC) 完成電氣和儀表部分的全自動(dòng)控制，同時(shí)可顯示工藝過程中的主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)以及系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)重要參數(shù)如流量、電導(dǎo)率、 pH 值、壓力等設(shè)有在線檢測(cè)儀表，并設(shè)定有超限報(bào)警功能。

6 設(shè)施運(yùn)行監(jiān)測(cè)結(jié)果

設(shè)備于 2009 年 8 月底開始調(diào)試， 2009 年 9 月底達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)際運(yùn)行效果見表 2 。

表 2 漂洗廢水回用的水質(zhì)及水量

7 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及效益分析

電費(fèi)按 0.80 元 / （ kW · h ）計(jì)，費(fèi)用為 2.3 元 /m 3 ；藥劑費(fèi)為 0.3 元 /m 3 （ HCl 8mg/l,NaOH 5mg/l ）；更換配件及維護(hù)費(fèi)用 0.8 元 /m 3 ；人工費(fèi)用 0.1 元 /m 3 , 綜合折舊費(fèi)（設(shè)備折舊按 10a 、土建按 20a 計(jì)算） 0.59 元 /m 3 , 處理的成本為 4.09 元 /m 3 。

廢水回用系統(tǒng)每年可回收純水為 399000m 3 , 回收的水質(zhì)較好，每年可回收重金屬約 2000kg ; 金屬純度 ≥ 97% 。廢水處理系統(tǒng)每年減排了 399000m 3 , 廢水，減少了 COD 及重金屬的排放量，回用后廢水量大大減小，有效的節(jié)省了土建的投資及占地面積，有效減小了對(duì)環(huán)境的污染。具體參見http://www.yiban123.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

8 總結(jié)

1 ）分質(zhì)收集單獨(dú)回用是廢水高效回用的前提條件。

2 ）“先回用后處理”的回用理念是較先進(jìn)的，避免投加的藥劑造成二次污染。

3 ）采用連續(xù)抗污染多級(jí)錯(cuò)流回用電鍍廢水需做好預(yù)處理及膜的選擇很關(guān)鍵，連續(xù)抗污染錯(cuò)流多級(jí)是穩(wěn)定、高效的回用方式，回收率 可達(dá) 90 % ，對(duì)重金屬等離子的去除率 ≥ 90% ，回收的純水水質(zhì)好，部分可直接回用至對(duì)應(yīng)電鍍線，也可進(jìn)一步制取高純水。

4 ）根據(jù)不同高濃度有機(jī)廢水可選用對(duì)應(yīng)極板涂層的重金屬回收裝置， 對(duì) COD 可強(qiáng)氧化降低，陽極板材料尤為重要，直接影響 COD 的去除效果，同時(shí)陰極回收重金屬，處理后的廢水再與低濃度的廢水混合處理，這樣降低高濃度有機(jī)廢水對(duì)整個(gè)廢水處理系統(tǒng)的負(fù)荷。