电镀废水处理站DTCR辅助氢氧化物沉淀工艺改造

1.3　主要构筑物及设备

(1)含铬废水调节池1座,地下式钢筋混凝土结构,内壁防腐防渗,尺寸为4 m×5 m×4 m,HRT为4.5 h。安装提升泵2台(1用1备),单台流量15 m3/h,扬程12 m。

(2)铬还原反应槽1座,地上式PVC材质,尺寸为3 m×1.5 m×1.8 m,分2格,HRT为30 min。

(3)含铬废水混合反应槽1座,地上式,PVC材质,尺寸为2 m×1.5 m×1.5 m,HRT为15 min。

(4)含铬废水气浮设备1套,气浮池为地上式钢结构,内外壁防腐,HRT为1 h,加压溶气压力为0.4 MPa,回流比为35%。

(5)含铬废水机械过滤器2台,地上式钢结构,内外壁防腐, 1.5 m×3.5 m,滤速10 m/h。

(6)含氰镉废水调节池1座,地下式钢筋混凝土结构,内壁防腐防渗,尺寸为3 m×5 m×4 m,HRT为5 h。安装提升泵2台(1用1备),单台流量10 m3/h,扬程12 m。

(7)破氰反应槽1座,地上式,PVC材质,尺寸为3 m×1.5 m×1.8 m,分2格,HRT为40 min。

(8)含氰镉废水混合反应槽1座,地上式PVC材质,尺寸为2 m×1 m×1.5 m,HRT为15 min。

(9)含氰镉废水气浮设备1套,气浮池为地上式钢结构,内外壁防腐,HRT为1 h,加压溶气压力为0.4 MPa,回流比为35%。

(10)含氰镉废水机械过滤器2台,地上式钢结构,内外壁防腐, 1.2 m×3 m,滤速10 m/h。

1.4　运行效果

处理站建成初期,进水中Cr6+在50 mg/L以下,Cd2+在1 mg/L以下,废水处理后可以稳定达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的要求。但2005年后,随着电镀添加剂成分变化及镀件漂洗节水要求,废水中Cr6+升至100 mg/L, Cd2+达到4 mg/L,处理后废水很难稳定达标。2008年8月1日《电镀污染物排放标准》(GB 21900—2008)开始实施,总铬的排放限值由GB 8978—1996的1.5 mg/L改为1 mg/L,总镉由0.1 mg/L改为0.05 mg/L,废水处理站必须进行改造。

2　废水处理站改造内容

废水处理站占地280 m2,地下为各废水调节池及清水池,地上两层包括废水处理设备间、储药及药剂调配间、化验室、值班休息室。设备间的布局已非常紧凑,在现有基础上增加设备不具备条件,因此考虑调整投加化学药剂,增加重金属离子捕集剂[3～5]辅助去除重金属步骤。重金属离子捕集剂尝试应用某公司生产的水溶性氨基二硫代甲酸型螯合树脂(DTCR 1型)。DTCR为含有大量极性基的长链高分子,极性基中的硫离子易于极化变形,与重金属离子成键,生成难溶的氨基二硫代甲酸盐(TDC盐)析出。

现状含铬废水与氰镉废水处理系统的混合反应槽水力停留时间均为15 min,其后各串联新增混合反应槽1座,水力停留时间为15 min;现状反应槽中安装有pH检测仪,控制计量泵投加NaOH调整pH,在新增反应槽中投加DTCR、PAC及PAM。

3·改造后运行调试效果分析

调试期间,含铬废水的Cr6+为80～100 mg/L,氰镉废水的Cd2+3～4 mg/L。根据该电镀废水的特点及以往运行经验,使用碱法处理时出水总铬最低只能达到2 mg/L,镉只能达到0.08 mg/L。改造增加了DTCR辅助去除重金属步骤后,在合理药剂用量下,出水重金属浓度远低于《电镀污染物排放标准》(GB 21900—2008)限值。

3.1　pH对DTCR去除重金属离子效果的影响

药剂厂家提供资料说明DTCR可在pH为5～13范围使用,但碱法处理中不同重金属离子沉淀所需的最佳pH不同。较高pH有利于重金属离子沉淀,但会使耗碱量增加,并且出水排放前还需要加酸回调pH;低pH不利于节约DTCR药剂,因此考察了DTCR处理效果随pH的变化情况。

3.1.1　pH对DTCR除铬效果的影响

如图2所示,单独使用碱法,pH控制在8.5～9时处理效果最好,出水总铬在2 mg/L左右,尚不能达标排放;pH超过9后,由于Cr(OH)3的溶解,处理效果迅速恶化。增加DTCR辅助去除重金属步骤后,DTCR投加量为40 mg/L时,在pH为6～10,出水总铬浓度均比未投加DTCR大幅降低;pH为7～9时处理效果最好,出水总铬基本不随pH变化,保持在0.75 mg/L左右。图中曲线还表明在酸性条件下DTCR处理效果不理想,这是因为大量以离子态存在的金属离子占据了DTCR的螯合基团,使DTCR投加量不足;控制pH为7～7.5条件下投加DTCR,既减少了碱的消耗量,又利于节约DTCR投加量。