電鍍廢水鎳離子超標(biāo)問(wèn)題分析及技術(shù)處理

摘要：本文針對(duì)公司新建電鍍廢水處理中心的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)ft現(xiàn)廢水處理后總排口鎳離子超標(biāo)的問(wèn)題，采取航天系統(tǒng)質(zhì)量問(wèn)題歸零的手段，通過(guò)故障樹(shù)分析，排查了廢水分流分治情況、電鍍鎳系廢水處理的合理性設(shè)計(jì)、廢水處理系統(tǒng)的管理和車間生產(chǎn)管理等方面，定位了問(wèn)題的發(fā)生原因，并提ft了相應(yīng)的解決和預(yù)防措施，確保電鍍廢水各項(xiàng)指標(biāo)的達(dá)標(biāo)排放。
關(guān)鍵詞：電鍍廢水處理中心；鎳離子超標(biāo)；故障樹(shù)分析中圖分類號(hào)：X781.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Analysis and Treatment of Excessive Nickel Ion in Electroplat⁃ ing Wastewater
LIU Jinling，CHEN Junfeng
（Guilin Aerospace Electronics Co. Ltd.，Guilin   541002，China）
Abstract：In this paper，means of zero quality problem of space system were adopted to deal with the problem of excessive nickel ion in the total discharge outlet of the new electroplating wastewater treat⁃   ment center online monitoring system of the company. The separation and treatment of wastewater，the rational design of electroplating nickel wastewater treatment，the management of wastewater treatment system and workshop production were investigated through fault tree analysis.  Based  on  which，the causes of the problems were identified，and the corresponding solutions and preventive measures were     put forward to ensure the standard discharge of electroplating  wastewater.
Keywords：Nickel electroplating wastewater treatment center；nickel ion exceeding standard；fault tree analysis

 
桂林航天電子有限公司是一家航天機(jī)電元器件（組）件的高科技企業(yè)，主要研制生產(chǎn)繼電器、連接器、特種開(kāi)關(guān)和小型儀器設(shè)備等產(chǎn)品，表面處理工藝主要有鍍金、鍍銀、鍍銅、鍍鎳等，其中鍍鎳是公司的主要鍍種。近年來(lái)隨著公司的發(fā)展，產(chǎn)品電鍍量大幅增加，舊廢水處理系統(tǒng)難以負(fù)荷，因此新建了電鍍廢水處理中心以滿足公司生產(chǎn)和社會(huì)環(huán)境保護(hù)要求。
 
經(jīng)過(guò)一年多時(shí)間的建設(shè)，廢水處理中心進(jìn)入試運(yùn)行階段。試運(yùn)行期間，出現(xiàn)一次鎳含量大于 GB21900-2008《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的0.5 mg/L 的異常情況，其它各監(jiān)測(cè)指標(biāo)正常。由于問(wèn)題不復(fù)現(xiàn)，企業(yè)面臨新設(shè)施驗(yàn)收期限和環(huán)保的壓力劇增，需要通過(guò)系統(tǒng)梳理和問(wèn)題逐一排查來(lái)確認(rèn)超標(biāo)原因，提出后續(xù)預(yù)防措施，確保電鍍廢水達(dá)標(biāo)排放。

1問(wèn)題排查方法
新建電鍍廢水處理中心在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到含鎳離子超標(biāo)后，經(jīng)查看廢水處理記錄和詢問(wèn)操作者都未發(fā)現(xiàn)異常，且問(wèn)題不持續(xù)不重復(fù)，為偶發(fā)現(xiàn)象，問(wèn)題發(fā)生原因難以定位。針對(duì)此類原因不明確的故障，研究采取了航天系統(tǒng)質(zhì)量問(wèn)題歸零常用的故障樹(shù)分析法，將各影響因素逐一列出，故障樹(shù)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。根據(jù)故障樹(shù)的底事件，進(jìn)行了逐項(xiàng)排查、確認(rèn)和分析。

2影響因素分析

2.1廢水分流分治情況
一般傳統(tǒng)電鍍工藝的鍍液仍是以水溶液為主，典型工藝流程包括：脫脂、清洗、活化、電鍍、清洗、干燥等［1］。在此過(guò)程中，廢水來(lái)源包括了各類清洗水，電鍍帶出液或殘留液以及電鍍廢液等［2］。我公司生產(chǎn)涉及以下電鍍工藝：前處理（包括除油脫脂、酸洗）、氰化鍍銅、酸性鍍銅、酸性鍍鎳、化學(xué)鍍鎳、氰化鍍銀、檸檬酸鍍金、錫鉛合金電鍍以及相應(yīng)鍍種的退鍍等。因此，電鍍廢水主要由含鉻廢水、含鎳廢水、含氰廢水及酸堿廢水等各系水組成。
HJ2002-2010《電鍍廢水治理工程技術(shù)規(guī)范》明確了電鍍廢水的收集、調(diào)節(jié)、處理、排放和污泥處理等內(nèi)容，要求電鍍廢水應(yīng)分類收集、分質(zhì)處理［3］。我公司依據(jù)該原則，新建廢水處理中心的設(shè)計(jì)貫徹落實(shí)“清污分流、單獨(dú)治理”的原則。針對(duì)含鉻、含氰、含鎳等含第一類污染物的電鍍廢水，先單獨(dú)分質(zhì)預(yù)處理，并結(jié)合重金屬和貴金屬回收、中水回用等措施，以平衡達(dá)標(biāo)排放和基建運(yùn)行成本。由于含鎳廢水已作分流分治處理，且其它廢水不含鎳離子，因此不存在設(shè)計(jì)上的含鎳廢水混排和混合廢水處理導(dǎo)致鎳離子濃度超標(biāo)問(wèn)題。

2.2電鍍鎳系廢水處理的合理性分析
公司電鍍含鎳廢水主要來(lái)自鍍鎳生產(chǎn)線漂洗水，廢水中含有硫酸鎳、氯化鎳及少量化學(xué)鎳等。化學(xué)鍍鎳是在以次磷酸鈉為還原劑的酸性體系中沉積鎳，為了保證槽液的化學(xué)穩(wěn)定性，使用周期以及鎳沉積層的質(zhì)量，普遍會(huì)在槽液中加入檸檬酸鹽、銨鹽、醋酸等絡(luò)合劑、穩(wěn)定劑、pH 值緩沖劑和光亮劑，這些物質(zhì)均為有機(jī)物。絡(luò)合劑在化學(xué)鍍液中加入的量較多，這些物質(zhì)與鎳有較強(qiáng)的絡(luò)合性，形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，給鍍液的處理帶來(lái)困難�；瘜W(xué)鍍液中添加的其他助劑，如 pH 值緩沖劑對(duì)廢液處理影響較小，光亮劑和穩(wěn)定劑添加的量較少，不會(huì)給廢水的處理帶來(lái)困難。因此化學(xué)鍍鎳廢水組成較為復(fù)雜，要使這些穩(wěn)定的鎳絡(luò)合物沉淀下來(lái)，必須首先破壞絡(luò)合態(tài)。
工程上傳統(tǒng)的破絡(luò)合工藝較多，例如崔洪升等用次氯酸鈉（NaClO）作為氧化劑來(lái)破絡(luò)-沉淀廢水中的重金屬［4］，但是氯化法運(yùn)行成本高，且次氯酸鈉的破絡(luò)合效果并非最佳。潘漢平［5］等研究采用微波-Fenton 法處理銅鎳廢水，經(jīng)正交試驗(yàn)得出最佳去除廢水中絡(luò)合物的運(yùn)行條件。劉冰［6］研究采用硫酸亞鐵（FeSO4）對(duì)含鎳廢水進(jìn)行有效破絡(luò)，然后采用重金屬捕獲劑去除重金屬鎳，經(jīng)沉淀處理后廢水可達(dá)標(biāo)排放，且運(yùn)行成本較低。我公司經(jīng)過(guò)對(duì)多個(gè)工程案例的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)對(duì)比分析，最終采用了雙氧水（H2O2）作為氧化劑的破絡(luò)合工藝。采用雙氧水做為氧化劑，反應(yīng)條件為 pH 2~3，原水基本不需要調(diào)節(jié)pH。破絡(luò)后，使用氫氧化鈉（NaOH）調(diào) pH進(jìn)行中和反應(yīng)，反應(yīng)后投加聚合氯化鋁（Polyalu⁃ minium Chloride，簡(jiǎn)稱 PAC）混凝，加入少量的聚丙烯酰胺（Polyacrylamide，簡(jiǎn)稱 PAM）和 FeSO4 作為混凝劑。其中PAM 和PAC 為高分子有機(jī)絮凝劑，助凝效果好，但添加量要求嚴(yán)格，添加量不足或過(guò)量，都不能有效去除廢水中的污染物［7-9］。
含鎳廢水經(jīng)混凝反應(yīng)后，進(jìn)入沉淀槽進(jìn)行沉淀后的泥水分離，其中水液再經(jīng)過(guò)多介質(zhì)過(guò)濾器處理，進(jìn)一步去除懸浮物，最后水上清液進(jìn)入膜回收系統(tǒng)；而污泥壓濾成泥餅后，做委外處理。膜回收采用反滲透（Reverse  Osmosis  membrane，簡(jiǎn)稱 RO膜）技術(shù)處理，其透過(guò)水可回用于工藝用水［10］。含鎳廢水處理工藝流程如圖2 所示。

 根據(jù)我公司含鎳廢水的日排放量 30 m3 / d 和 200 mg/L 的濃度，計(jì)算出含鎳廢水的主要控制參數(shù)（表1）。

分析以上含鎳廢水處理工藝流程，跟蹤測(cè)量廢水日排放量，可以確認(rèn)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，不存在原則性問(wèn)題。

2.3 廢水處理系統(tǒng)管理問(wèn)題
基于安全生產(chǎn)和節(jié)能方便的考量，我廠廢水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用二級(jí)控制層：就地手動(dòng)、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控和中央控制柜監(jiān)控。就地手動(dòng)是指通過(guò)設(shè)備旁的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)手動(dòng)控制設(shè)備的開(kāi)啟和關(guān)閉；中央控柜監(jiān)控是指由可編程控制器（Programmable Logic Controller，簡(jiǎn)稱 PLC）執(zhí)行控制設(shè)備的任務(wù)，由廢水的中心控制室通過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)遠(yuǎn)端的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，廢水中心控制室PLC 可直接控制有關(guān)設(shè)備。如果中心控制室PLC 某個(gè)PLC 站發(fā)生故障，值班操作員可通過(guò)就地控制開(kāi)關(guān)對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。
PLC 觸摸屏控制系統(tǒng)提供全圖形方式的設(shè)備狀態(tài)和參數(shù)顯示，具有自動(dòng)巡回顯示各設(shè)備的狀態(tài)和人工選擇特定狀態(tài)顯示兩種方式，同時(shí)對(duì)處理設(shè)備的工作狀態(tài)提供顯示。自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)對(duì)排放質(zhì)量指標(biāo)的實(shí)時(shí)在線測(cè)量，對(duì)廢水處理過(guò)程中的各種參數(shù)和設(shè)備進(jìn)行 24 h 不間斷的實(shí)時(shí)反饋控制和工藝信號(hào)連鎖。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)廢水處理過(guò)程中各有關(guān)參數(shù)值和設(shè)備狀態(tài)越限時(shí)，將給出報(bào)警（語(yǔ)音或文字報(bào)警），此時(shí)操作人員可根據(jù)系統(tǒng)提示查詢故障原因。公司新建電鍍廢水處理系統(tǒng)一直采取自動(dòng)控制，期間未出現(xiàn)運(yùn)行故障報(bào)警，同時(shí)查看系統(tǒng)運(yùn)行生產(chǎn)記錄表及控制曲線圖，并未發(fā)現(xiàn)異常，說(shuō)明系統(tǒng)運(yùn)行正常，廢水鎳含量超標(biāo)與系統(tǒng)運(yùn)行管理沒(méi)有直接關(guān)系。

2.4 車間生產(chǎn)管理問(wèn)題
針對(duì)電鍍廢水排放和處理的管理，車間制定了相應(yīng)的安全管理制度和操作規(guī)程，并進(jìn)行定期培訓(xùn)和檢查。其中，對(duì)于電鍍污染物產(chǎn)生環(huán)節(jié)要求較為具體，包括：
（1）作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的廢棄物或殘?jiān)�不能倒入排水溝或污水池，可回收物須放回回收區(qū)域，不可回收物應(yīng)放于指定位置，有毒有害物品須集中貯存和處置。例如，電鍍廢渣、廢液等必須集中收集，放于臨時(shí)貯存區(qū)待處置。
（2）電鍍操作作業(yè)時(shí)必須按規(guī)定在相應(yīng)的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)的電鍍操作，嚴(yán)禁違反規(guī)定越位操作。電鍍污水廢水排放應(yīng)按類型進(jìn)行分類排放，嚴(yán)禁越區(qū)排放。例如，鍍鎳零件清洗必須在鍍鎳清洗槽操作，不能在其它區(qū)域清洗，其污水廢水也應(yīng)在鍍鎳廢水區(qū)排放，不能混排至其它區(qū)域。
（3）清洗電鍍極板、過(guò)濾袋、掛具、電鍍槽等槽液濃度含量較高的輔助設(shè)施時(shí)，必須在相應(yīng)操作區(qū)和廢水排放區(qū)進(jìn)行，并通知污水處理員確認(rèn)。
（4）每天班前生產(chǎn)前，檢查各電鍍槽和管路是否有“跑冒滴漏”現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)反饋并采取相應(yīng)控制措施。
（5）加強(qiáng)環(huán)保知識(shí)學(xué)習(xí)，落實(shí)責(zé)任追究制。公司在做好廢水處理硬件投入后，必須加強(qiáng)管理上的思想認(rèn)識(shí)，并明確告知不按要求開(kāi)展工作的影響和可能產(chǎn)生的處罰，如批評(píng)教育、罰款、停職查看、辭退，如有嚴(yán)重社會(huì)影響將按環(huán)保法進(jìn)行依法處置。因廢水處理為全自動(dòng)控制，在線監(jiān)測(cè)各系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)和結(jié)果，因此對(duì)于電鍍廢水鎳含量超標(biāo)而鎳系處理系統(tǒng)又未能報(bào)警提示的最大影響因素，根據(jù)以上管理要點(diǎn)進(jìn)行排查，排查后發(fā)現(xiàn)可能是操作者越位操作，將含鎳廢水排放在其它廢水區(qū)，導(dǎo)致系統(tǒng)顯示各系廢水處理合格，而總排口檢測(cè)到鎳含量超標(biāo)的問(wèn)題的出現(xiàn)。
為了驗(yàn)證這一影響因素，車間連續(xù)跟產(chǎn)一周，發(fā)現(xiàn)操作者在酸洗區(qū)進(jìn)行了退鍍電鍍鎳層的操作。雖然退鍍液在使用后集中收集處理，但操作者在完成退鍍后直接在酸洗區(qū)清洗，清洗水隨該區(qū)廢水收集管進(jìn)入酸堿廢水處理系統(tǒng)。由于酸堿廢水處理系統(tǒng)沒(méi)有針對(duì)含鎳離子的處理措施，所以導(dǎo)致鎳離子進(jìn)入廢水處理后的總排口，被在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)異常。因退鍍?yōu)橘|(zhì)量返修措施，生產(chǎn)并不經(jīng)常進(jìn)行，所以出現(xiàn)了鎳離子超標(biāo)問(wèn)題的偶發(fā)現(xiàn)象。

3 采取的措施
根據(jù)環(huán)保相關(guān)要求，企業(yè)電鍍廢水的在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)須同步至市政府環(huán)保管理部門，因此公司在電鍍廢水達(dá)標(biāo)排放上不容有失。針對(duì)本次我公司在新建廢水處理系統(tǒng)試運(yùn)行出現(xiàn)的含鎳廢水超標(biāo)問(wèn)題，經(jīng)原因排查，擬采取以下措施嚴(yán)格控制廢水排放和處理問(wèn)題。
（1）管理落到實(shí)處。細(xì)化每道工序的操作規(guī)程，細(xì)化各個(gè)鍍種的鍍前、鍍后和退鍍要求，同時(shí)加強(qiáng)教育培訓(xùn)，和不定期的巡檢和抽查，確保管理措施在操作上得到落實(shí)和實(shí)施。
（2）建設(shè)1 座監(jiān)控池。處理后的廢水先排入監(jiān)控池，公司內(nèi)部對(duì)監(jiān)控池廢水進(jìn)行取樣檢測(cè)，如檢測(cè)合格則可流入車間排放口直接排放；如不合格則根據(jù)不合格指標(biāo)項(xiàng)重新回流到綜合沉淀池進(jìn)行針對(duì)性的二次處理，直至符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為止。雖然監(jiān)控池能起到廢水排放前的內(nèi)控作用，但要保證廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，需加強(qiáng)控制各系廢水的處理，確保在匯流至綜合沉淀池前指標(biāo)的合格性，從而減少重復(fù)處理的成本增加。

4結(jié) 語(yǔ)
我公司電鍍廢水處理中心的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)出現(xiàn)廢水處理后總排口鎳離子超標(biāo)的問(wèn)題，通過(guò)質(zhì)量問(wèn)題歸零，定位了問(wèn)題的發(fā)生原因?yàn)橥隋冩嚽逑催`規(guī)操作，并提出了相應(yīng)的解決和預(yù)防措施，確保電鍍廢水各項(xiàng)指標(biāo)的達(dá)標(biāo)排放。“十三五”以來(lái)，國(guó)家發(fā)布實(shí)施了一系列環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)，2017 年“兩高”關(guān)于辦理環(huán)境污染刑事案件解釋，明確了從重處罰的行為清單。因此，企業(yè)必須牢固樹(shù)立“紅線意識(shí)”，增加環(huán)保設(shè)施投資，更重要的是加強(qiáng)廢水處理管理，做到有措施有落實(shí)有管理，確保廢水各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)標(biāo)排放。

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