基于树脂吸附的电镀废水深度处理工程实例

环保网讯:电镀废水成分复杂，其主要污染物为重金属离子以及电镀过程中的各种添加剂，是典型的复合污染[1]。电镀废水中重金属与有机污染物通过一系列的物理化学作用改变了其在水溶液中的存在形态，也给常规水处理工艺提出了更大的挑战;复合污染物使重金属在环境中的存在形态更加复杂，增加了治理难度，给人体健康和生态安全带来了极大风险[2-3]。

GB21900-2008对敏感地区的排放标准要求更高，如环太湖流域对镍、铜、锌的质量浓度和COD的排放标准分别为0.1、0.3、1.0mg/L和50mg/L[4]。美国EPA833-B-94-002全废水毒性控制推荐限值要求，慢性毒性小于1TUc，急性毒性小于0.3TUa[5]。面对日益严格的环境标准，江苏、浙江、广东等逐渐提高环保要求并开始采用GB21900-2008的表3标准。

开发高效、低成本的深度处理技术不仅是环境工程领域面临的新难题，同时也是解决电镀废水污染问题重要的国家需求。膜分离、生物技术、吸附和离子交换等处理技术被广泛应用于电镀废水深度处理的研究[6-9]。其中，离子交换技术出水水质稳定，尤其适合于低含量废水的处理。

1废水来源及处理工艺

江苏某电镀企业主要进行镀金、镀银、镀镍、镀铜、铬白和涂装等加工，日平均废水总量约为300t/d。电镀废水主要是含氰、含铬以及酸碱综合废水，分别对这三股进行预处理后，进入调节池进行混匀，混凝沉淀后排放，工艺流程如图1所示。

原处理设施经过破氰、除铬、混凝沉淀等常规处理后很难实现毒害污染物的有效削减，电镀实际废水中各种络合剂、稳定剂与光亮剂等与重金属形成稳定的络合物，造成了常规处理重出水中金属极不稳定，经测定出水各项指标远不能达到GB21900-2008中的表3标准。该企业处于该市比较敏感的区域，根据环境保护工作的要求，为确保不对周边水环境造成严重影响，此项目电镀废水必须同时达到GB21900-2008的表3标准以及GB3838-2002的Ⅲ类水标准[10]。原处理设施以及需要执行的标准如表1所示。基于该企业电镀废水特性，研究以全混式的磁性离子交换技术、新型螯合树脂分离技术等为核心的集成工艺，形成污泥产生量低、经济技术可行性高的集成工艺，开发了基于树脂吸附为核心的“生物接触氧化+磁性树脂+螯合树脂”电镀废水毒害污染物深度控制技术，以实现综合毒性深度削减，其工艺流程见图2。

2主要构筑物

2.1生物接触氧化槽

生物接触氧化技术，通过在槽内填充填料，用曝气的方式补充水体中的溶解氧，使微生物能稳定的附着在填料上，是活性污泥与生物滤池结合的一种方法[11]。设计处理能力为300m3/d，停留时间为7.2h，运行时控制进水体积流量保持在12m3/h，调节气量使曝气效果均匀。通过2个月的培养后活性污泥的生长情况较好，挂膜情况良好。目前仍稳定运行，出水COD基本维持在50～60mg/L，去除率维持在40%～50%。

2.2磁性树脂吸附槽

磁性树脂是在合成过程添加了一系列的铁氧化物如Fe2O3或者Fe3O4，由于磁体的投加增大了树脂的密度，易于与水分离，同时其粒径为普通树脂的1/4～1/6，因而其动力学性能远远优于常规的树脂[12]。

树脂吸附槽设计为36m3，保证磁性树脂的质量分数为5%，水力停留时间为3h，采用机械搅拌，通过回流阀门调节体积流量为12m3/h。树脂采用间歇式再生，当树脂沉淀槽中累积到一定量的树脂时，启动树脂回流泵，采用质量分数10%的NaCl对树脂进行再生，其余树脂回流至树脂吸附槽。经过磁性树脂吸附槽的出水，COD控制在25mg/L左右，去除率维持在40%～50%。

2.3螯合树脂吸附柱

螯合树脂相较普通的离子交换树脂对目标重金属离子具有更高的选择性[13]。吸附形式采用双柱串联，吸附体积流量控制在12m3/h，停留时间约30min。运行时两柱串联，一柱备用。脱附采用质量分数4%～5%的HCl溶液，用1%～2%的NaOH转型。

经过螯合树脂吸附出水COD<20mg/L，Ni2+、Cu2+、总Cr的质量浓度分别<0.02、<0.1、<0.1mg/L。

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