1.3.3.7 膜分离法
膜分离法是利用高分子所具有的选择性进行物质分离的技术,包括电渗析、反渗透、膜萃取等。利用膜分离技术一方面可以回收利用电镀原料,大大降低成本,另一方面可以实现电镀废水零排放或微排放,具有很好的经济和环境效益。用电渗析法处理电镀工业废水,处理后废水组成不变,有利于回槽使用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金属离子废水都适宜用电渗析处理,已有成套设备。反渗透法已大规模用于镀Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金属废水处理。采用反渗透法处理电镀废水,已处理水可以回用,实现闭路循环。液膜法治理电镀废水的研究报道很多,有些领域液膜法已由基础理论研究进入到初步工业应用阶段。膜萃取技术是一种高效、无二次污染的分离技术,该项技术在金属萃取方面有很大进展。
1.3.4 生物处理方法
生物处理技术是通过生物有机物或其代谢产物与重金属离子的相互作用达到净化废水的目的,具有成本低,环境效益好等优点。由于传统处理方法有成本高、对大流量含低浓度重金属的废水难于处理等缺点,随着重金属毒性微生物的研究进展,生物处理技术日益受到人们的重视,采用生物技术处理电镀金属废水呈发展势头。 1.3.4.1 生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法。所用的微生物絮凝剂是由微生物产生并分泌到细胞外,具有絮凝活性的代谢物,一般由多糖、蛋白质、DNA、纤维素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物质构成,分子中含有多种官能团,能使水中胶体悬浮物相互凝聚沉淀。目前,对重金属有絮凝作用的约有十几个品种,生物絮凝剂中的氨基和羟基可与Cu2+、Hg2+、Ag+、Au2+等重金属离子形成稳定的鳌合物而沉淀下来。微生物絮凝法处理废水具有安全方便、易于实现工业化等特点。具有广泛应用前景。 1.3.4.2 生物吸附法
生物吸附法指利用生物体的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的金属离子,再通过固液分离而去除金属离子的方法。利用胞外聚合物分离金属离子,有些细菌在生长过程中释放的蛋白质,能使溶液中可溶性的重金属离子转化为沉淀物而去除。该法具有原料易得、处理成本低等特点。
1.3.4.3 生物化学法
生物化学法是通过微生物处理含重金属废水,将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。例如:有人利用脱硫肠杆菌(SRV) 去除电镀废水中的铜离子,在含铜质量浓度为246.8mg/L的溶液,当PH为4.0时,去除率达99.12%。 1.3.4.4 植物修复法
植物修复法是指利用高等植物通过吸收、沉淀、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金属含量,以达到治理污染、修复环境的目的。植物修复法是利用生态工程治理环境的一种有效方法,它是生物技术处理企业废水的一种延伸。
藻类净化重金属废水的能力,主要表现在对重金属具有很强的吸附力,利用藻类去除重金属离子的研究已有大量报道。草本植物中的凤眼莲是国际上公认和常用的一种治理污染的水生漂浮植物,它具有生长迅速,既能耐低温、又能耐高温的特点,能迅速、大量地富集废水中Cd、Pb、Hg、Ni、Ag、Co、Cr等多种重金属。此外,还有很多草本植物具有净化作用,如喜莲子草、水龙、刺苦草、浮萍、印度芥菜等。木本植物具有处理量大、净化效果好、受气候影响小、不易造成二次污染等等优点,也受到人们广泛关注。
综上所述,化学法、物理化学法、生物化学法等都可以治理和回收废水中的重金属,但这些方法各有利弊,诸如对含氰化物或六价铬的电镀废水采用氧化或还原的方法加以处理,虽破坏或除去了毒性,却没有对它们加以回收利用;对于其他电镀废水的处理采用沉淀法、中和法,只是对废进行了无害化处理,使之达到了排放标准,却同样未能从资源化的角度进行回收利用;生物化学法也有一定的局限性,无论是植物还是微生物,一般都具有选择性,只吸取或吸附一种或几种金属,有的在重金属浓度较高时会导致中毒,从而限制其应用。组合法可在一定程度上弥补各种单一方法的不足,达到最好的技术经济效果。如将化学法与气浮法结合可强化重金属离子的去除。
但相比较而言,闭路循环则是目前处理电镀废水的一种很有效的工艺,综合防治是污染解决的根本方法,从单纯的治废变成综合治理是治理电镀废水的发展方向。
1.4 设计的主要内容和范围
1.4.1 设计的主要内容
设计的主要内容包括工艺流程的确定、主要构筑物的设计、设备的选型、平面高
程布置、土建电气照明等附属设施的说明、工程概预算等。
1.4.2 设计范围
从废水集水池进水口至废水处理站的放流池排放口。地基处理和废水处理站外的废水收集管道系统由业主自行处理。
2 设计说明书
2.1 工程概况
桂林5718厂位于桂林市象山区凯风路,成立于1979年,是一家国有军工相关的企业。在其产品生产中需要用到电镀工序。
桂林5718厂电镀车间排放的废水主要分为:
(1)综合废水,来源于前处理,镀镍与镀铜工序,主要污染物为H+、OH-、Cu2+
和Ni2+;
(2)含氰废水,来源于镀锌与镀铜工序,主要污染物为OH-、Cu2+和CN-; (3)含铬废水,来源于镀铬工序,主要污染物为Cr6+和H+。
小型电镀车间的废水水量都较少,一般日排放量只有几十吨,其污染因子也较少,多数为含氰、含铬、含锌、酸性废水等,不存在COD和BOD5,但其危害很大[9]。该废水若不经妥善处理直接排入附近水体,会对环境造成严重污染,直接影响周围居民的生产、生活,因此,按国家有关环保法规要求,应对该生产废水进行处理,实现达标排放。
2.2 设计依据和设计原则
2.2.1 设计依据
(1)《污水综合排放标准》(GB8978-1996); (2)《室外排水设计规范》(GB50014-2006); (3)《电镀废水设计规范》(GBJ136-90);
(4)《重金属污水化学法处理设计规范》(CECS 92:97); (5)《三废处理工程技术手册》废水卷; (6)《排水工程》下册;
(7)《给水排水工程结构设计规范》(GB50069-2002); (8)业主提供的资料;
(9)当地同类废水治理工程经验和技术; (10)各厂家设备选型样本。
2.2.2 设计原则
(1)贯彻执行国家关于环境保护的政策,符合国家的有关法律、法规、规范及标准。废水经处理后必须确保各项出水水质指标均达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的各污染物最高允许排放浓度要求;
(2)根据设计进出水质要求,所选污水处理工艺力求技术先进成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、高效节能、经济合理,确保污水处理效果,减少工程投资及日常运行费用。
(3)设备选型兼顾通用性和先进性,运行稳定可靠、效率高、管理方便、维修维护工作量少、价格适中。
(4)妥善处理处置污水处理过程中产生的污泥,避免造成二次污染。
(5)为确保工程的可靠性及有效性,提高自动化水平,降低运行费用,减少日常维护检修工作量,改善工人操作条件。
(6)站区总平面布置力求在便于施工、安装和维修的前提下,使各处理构筑物尽量集中,节约用地。使厂区环境和周围环境协调一致。
(7)工程建设完成后,力争达到社会效益、经济效益、环境效益的最佳统一。
2.3 设计水质水量、排放标准和出路
2.3.1 水质水量
2.3.1.1 设计水量
桂林5718厂电镀废水水量排放情况见下表2。
表2 桂林5718厂电镀废水水量
序号 1 2 3 废水种类 综合废水 含氰废水 含铬废水 合计 平均流量(m3/h) 0.5 1.0 1.0 2.5 工作时间(h) 8 8 8 — 昼夜废水量(m3/d) 4 8 8 20 2.3.1.2 设计进水水质
桂林5718厂电镀废水进水水质见表3所示。