浙江省电镀行业污染防治技术指南
浙江省环境保护厅 2016年9月
目 录
前 言 .............................................................................................................................................. 1 1总则 ............................................................................................................................................... 2
1.1适用范围 ............................................................................................................................. 2 1.2术语和定义 ......................................................................................................................... 2
1.2.1电镀 .......................................................................................................................... 2 1.2.2化学镀 ...................................................................................................................... 2 1.2.3阳极氧化 .................................................................................................................. 2 1.2.4电镀废水 .................................................................................................................. 2 1.2.5重金属废水 .............................................................................................................. 2 1.2.6含氰废水 .................................................................................................................. 2 1.2.7电镀混合废水 .......................................................................................................... 3 1.2.8电镀废液 .................................................................................................................. 3 1.2.9镀液 .......................................................................................................................... 3 1.2.10电镀污泥 ................................................................................................................ 3 1.2.11电镀园区 ................................................................................................................ 3 1.3行业相关 ..................................................................................................................... 3
1.3.1相关规范、文件、 .......................................................................................... 3 1.3.2产业布局 .................................................................................................................. 3 1.3.3产业 .................................................................................................................. 4 1.3.4清洁生产 .......................................................................................................... 5 1.3.5电镀园区规范条件 .................................................................................................. 5 1.4行业相关标准 ..................................................................................................................... 6
1.4.1清洁生产标准 .......................................................................................................... 6 1.4.2污染物排放标准 ...................................................................................................... 6
2生产工艺及污染物排放 ................................................................................................................ 7
2.1生产工艺及产污环节 ......................................................................................................... 7
2.1.1前处理及产污分析 .................................................................................................. 7 2.1.2 镀锌及产污分析 ..................................................................................................... 8 2.1.3 镀铜及产污分析 ..................................................................................................... 9 2.1.4 镀镍及产污分析 ................................................................................................... 10 2.1.5 镀铬及产污分析 ................................................................................................... 10 2.1.6 镀银及产污分析 ................................................................................................... 11 2.1.7 镀金及产污分析 ................................................................................................... 12 2.1.8 镀合金及产污分析 ............................................................................................... 12 2.1.9其他产污环节 ........................................................................................................ 13 2.2污染物排放 ....................................................................................................................... 13
2.2.1水污染 .................................................................................................................... 13 2.2.2大气污染 ................................................................................................................ 15 2.2.3固废污染 ................................................................................................................ 16
3清洁生产技术 .............................................................................................................................. 17
3.1绿色设计 ........................................................................................................................... 17
3.1.1电镀厂房的总体布局 ............................................................................................ 17
3.1.2电镀厂房建筑的防腐蚀要求 ................................................................................ 17 3.1.3电镀槽的布置要求 ................................................................................................ 18 3.2清洁生产工艺 ................................................................................................................... 19
3.2.1前处理清洁生产工艺 ............................................................................................ 19 3.2.2电镀替代工艺 ........................................................................................................ 19 3.2.3电镀过程清洁生产工艺 ........................................................................................ 20 3.2.4清洗水减量化技术 ................................................................................................ 21 3.2.5废水槽边回收技术 ................................................................................................ 23 3.3资源综合利用 ................................................................................................................... 24
3.3.1含锌废渣的综合利用 ............................................................................................ 24 3.3.2含铬废渣的综合利用 ............................................................................................ 24 3.3.3含镍废渣的综合利用 ............................................................................................ 25 3.3.4含铜废渣的综合利用 ............................................................................................ 26
4污染防治技术 .............................................................................................................................. 27
4.1水污染防治技术 ............................................................................................................... 27
4.1.1废水的收集和分质分流 ........................................................................................ 27 4.1.2前处理废水预处理技术 ........................................................................................ 27 4.1.3含铬废水预处理技术 ............................................................................................ 28 4.1.4含镍废水预处理技术 ............................................................................................ 30 4.1.5含氰废水预处理技术 ............................................................................................ 32 4.1.6含铜废水预处理技术 ............................................................................................ 33 4.1.7综合废水处理技术 ................................................................................................ 35 4.1.8回用水处理技术 .................................................................................................... 37 4.2大气污染防治技术 ........................................................................................................... 39
4.2.1 废气抑制 ............................................................................................................... 39 4.2.2 废气收集 ............................................................................................................... 39 4.2.3 废气处理技术 ....................................................................................................... 40 4.3固废污染防治技术 ........................................................................................................... 41
4.3.1危险废物的暂存及处置要求 ................................................................................ 41 4.3.2废水处理污泥综合利用与处置技术 .................................................................... 42 4.4污染防治新技术 ............................................................................................................... 43
4.4.1生物降解脱脂技术 ................................................................................................ 43 4.4.2无氰碱性镀技术 .................................................................................................... 43 4.4.3吸附交换法回收废酸液技术 ................................................................................ 44 4.4.4 电化学废水处理技术 ........................................................................................... 44 4.5全过程最佳可行技术组合方案 ....................................................................................... 45 5内部环保管理 .............................................................................................................................. 46
5.1 生产现场管理 .................................................................................................................. 46 5.2环保管理组织体系 ........................................................................................................... 46 5.3内部环境监测 ................................................................................................................... 46 5.4环保台账 ........................................................................................................................... 47 5.5环境应急管理 ................................................................................................................... 47 6环境监管...................................................................................................................................... 48 7指南应用中的注意事项 .............................................................................................................. 49
前 言
为贯彻执行《中华人民共和国环境保》、《浙江省电镀行业污染整治方案》,防治环境污染,完善重污染高耗能行业污染防治技术工作体系,特制定本指南。
本指南可作为浙江省电镀行业污染防治工作的参考技术资料。 本指南由浙江省环境保护厅提出并组织制订。
本指南起草单位:浙江省环境保护科学设计研究院、平阳县环保局。 本指南由浙江省环境保护厅解释。
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1总则 1.1适用范围
本指南适用于浙江省内的电镀园区、电镀企业和拥有电镀设施的企业以及化学镀、阳极氧化工序的其他生产企业。
1.2术语和定义
1.2.1电镀
在含有金属盐的电解质溶液中,根据电化学的基本原理,以被镀覆金属作为阳极(或用不溶性阳极),欲镀覆金属的工件作为阴极,借助直流电源,在工件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程。电镀后的工件起到防止金属氧化(如锈蚀),提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性及增进美观等作用。 1.2.2化学镀
指在无外加电流的情况下借助合适的还原剂,使镀液中金属离子还原成金属,并沉积到待镀件表面的一种镀覆过程。 1.2.3阳极氧化
指金属制件作为阳极在电解液中进行电解,使其表面形成一层具有某种功能(如防护性,装饰性或其他功能)的氧化膜的过程。 1.2.4电镀废水
电镀生产过程中排放的各种废水,包括镀件酸洗废水、漂洗废水、钝化废水、刷洗地坪和极板的废水、由于操作或管理不善引起的“跑、冒、滴、漏”产生的废水,废水处理过程中自用水以及化验室排水等。 1.2.5重金属废水
电镀生产中排放的含有镉、铬、铅、镍、银、铜、锌等金属离子的废水。根据废水中所含重金属元素,又分别称为含铬废水、含镍废水、含铜废水、含锌废水、含铅废水、含镉废水、含银废水等。 1.2.6含氰废水
电镀生产工艺中排放的废水中含氰离子。
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1.2.7电镀混合废水
电镀生产工艺中的不同镀种和不同污染物混合在一起的废水。 1.2.8电镀废液
电镀生产工艺中因不能满足工艺要求而废弃的溶液。 1.2.9镀液
电镀工艺中使用的各类配置液体。 1.2.10电镀污泥
电镀废水治理过程中产生的污泥。 1.2.11电镀园区
电镀园区是由或行业规划倡导,电镀及相关服务企业集聚,污染物集中治理和综合利用的工业园区,亦可称为电镀集中区、集聚区、定点基地。
1.3行业相关
1.3.1相关规范、文件、
(1)《电镀行业规范条件》(工业和信息化部 2015年第号) (2)《电镀废水治理设计规范》(GB 50136-2011) (3)《电镀废水治理工程技术规范》(HJ2002-2010)
(4)《电镀污染防治最佳可行技术指南(试行)》(环境保护部 HJ-BAT-11) (5)《重金属污水化学法处理设计规范》(CECS92:97) (6)《浙江省电镀行业准入指导意见》(浙环发[2010]30号) (7)《浙江省电镀行业污染整治方案》(浙环发[2011]67号) 1.3.2产业布局
(一)根据资源、能源状况和市场需求,科学规划行业发展。新、改、扩建项目必须符合国家产业,项目选址应符合产业规划、环境保护规划、土地利用规划、环境功能区划以及其它相关规划要求。
(二)在、有关部门和省、自治区、直辖市规定的自然保护区、生态功能保护区、风景名胜区、饮用水水源保护区等重点保护区域不得新建、扩建相关项目,已在上述区域内运营的生产企业应根据区域规划和保护生态环境的需要,依法逐步退出。
(三)新(扩)建项目应取得主要污染物总量指标,依法通过建设项目环境
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影响评价,建设项目环境影响评价文件未经审批不得开工建设,环境保护设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用,经竣工环保验收合格后方可正式投入生产使用。所有新、扩、改、迁项目,在满足污染物排放总量替代的前提下,其选址、规模、工艺、装备、资源利用、污染防治等各项内容均应符合《浙江省电镀产业环境准入指导意见》的要求。在已有电镀园区的地市,新建专业电镀企业原则上应全部进入电镀园区。 1.3.3产业
(一)电镀企业规模必须满足下列条件:
(1)电镀生产环节包括清洗槽在内的槽液总量不少于40000升。 (2)电镀生产年产值在2000万元以上或单位作业面积产值不低于1.5万元/平方米。
特种电镀企业、贵金属电镀企业除外,不对外承揽加工业务的企业配套电镀车间达不到规模要求的需经设区市环保局审核同意。
(二)企业选用低污染、低排放、低能耗、低水耗、经济高效的清洁生产工艺,推广使用《国家重点行业清洁生产技术导向目录》的成熟技术。无《产业结构调整指导目录》淘汰类的生产工艺和电镀行业规范条件规定的淘汰落后工艺、装备和产品,主要如下:
(1)《产业结构调整指导目录》中规定的淘汰类的工艺、装备和产品,如氰化镀锌、六价铬钝化、电镀锡铅合金等。
(2)在生产过程产生和排放含有汞元素的蒸气或废水的工艺或产品。 (3)加工过程中使用和排放废水中含有镉元素的用于民品生产的工艺和产品(船舶及弹性零件除外)。
(4)加工过程中使用和排放废水中含有铅元素的用于电子和微电子电镀生产的工艺和产品(国家特殊项目除外)。
(5)仅有一个且无喷淋、镀液回收等措施普通清洗槽。 (6)砖砼结构槽体。
(7)镀层在铬酐浓度150g/L以上的钝化液中钝化的工艺。
(8)淘汰手工电镀工艺(金、银等贵重金属电镀确需保留手工工艺的,应经设区市经信、环保部门审核同意)
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(9)含退镀工艺。 1.3.4清洁生产
(一)所有电镀企业应依法实施两年一轮的强制性清洁生产审核。 (二)电镀企业应根据加工零部件的品种、数量等优先选用高效低耗连续式设备,并达到电镀行业清洁生产标准中Ⅱ级指标以上水平。
(三)电镀企业有重金属和水资源循环利用设施。
(1)镀铜、镀镍、镀硬铬以及镀贵金属等生产线配备工艺技术成熟的带出液回收槽等回收设施。
(2)电镀企业单位产品每次清洗取水量不超过0.04吨/平方米,园区外企业或2011年后新建的企业中水回用率不小于50%。
(四)鼓励采用全自动控制的节能电镀装备;自动化生产线镀槽容积不小于总容积的80%,因特殊工艺要求无法实现自动化或半自动化的须经当地经信、环保部门同意。
1.3.5电镀园区规范条件
(一)电镀园区规划建设符合本地区的产业布局,具备园区规划、建设标准、入园条件、园区管理、污染防治、配套服务等功能。
(二)电镀园区应根据本区域特点构建循环产业链,实现产业间、企业间首尾相连、环环相扣、物料循环,实现水资源减量化和循环利用、能源节约和梯级利用以及材料节约和资源化利用,促进废物排放的减量化、再利用和资源化,以及危险废物的资源化和无害化处理。
(三)入驻电镀企业不少于阶段规划的60%。
(四)电镀园区具备检测分析废水中主要污染物的条件,安装主要污染物排放自动监测设备,并与环境保护主管部门的监控设备联网。
(五)电镀园区对企业排放废气中主要污染物实施监测。
(六)电镀园区应建设统一的集中供热设施,限期淘汰园区内企业燃煤锅炉。 (七)园区内分产品、分区域进行生产管理,严格实行雨污分流,电镀企业废水必须全部纳管;建设统一、集中的废水处理设施,电镀废水按照不同污染物种类分质分流,含一类重金属污染物的废水经单独处理达标后方能与其他废水合并处理。
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(八)电镀园区区内危险化学品集中储存、危险固废集中收集处置。 (九)园区中心及周边需设地下水观察井,并由国土资源部门组织对地下水进行常规监测。
1.4行业相关标准
1.4.1清洁生产标准
(1)《电镀行业清洁生产评价指标体系》(国家发展改革委 环境保护部 工业和信息化部 2015年 第25号) 1.4.2污染物排放标准
(1)《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)
(2)《工业企业废水氮、磷污染物间接排放限值》(DB33/887-2013)
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2生产工艺及污染物排放 2.1生产工艺及产污环节
电镀工艺过程大致可以划分为:镀前处理—电镀—镀后处理三个工序。由于电镀加工件的基材不同,电镀件的原始加工状态不同,镀前处理工艺也各不相同,基本可分为机械法清理、除油工序、化学浸蚀等。电镀主要的生产工艺根据应用与要求不同,有镀锌、镀铜、镀镍、镀铬、镀金等工序。另外在各电镀工序后有多道水洗工序,以除去制件表面滞留的前一种溶液。清洗是电镀废水的最主要来源,采用不同的电镀工艺和不同的清洗方式,废水中的有害物质的种类、浓度、排放量等有较大的差别。 2.1.1前处理及产污分析
电镀前处理是指电镀前的所有工序,主要目的是修正镀件表面,使镀件表面做到无氧化皮、无锈渍、无油污,能完全被水润湿,不挂水珠。
由于电镀加工件的基材不同(如钢铁、铜及铜合金、铝及铝合金、塑料等),电镀件的原始加工状态不同(如冲压件、机加工件、铸锻件等),电镀前处理工艺也各不相同。电镀前处理的工艺方法又可分为机械法清理、除油工序、浸蚀。
不同前处理工艺产生的污染物不同,主要包括酸、油脂等有机物、金属、氰化物、悬浮物、磷酸盐以及表面活性剂等废水,盐酸、硫酸、有机气体以及粉尘等废气,含金属、布毛的碎渣、残酸、残碱、废溶剂等。
电镀前处理工艺产污图如下:
粉尘 工件 机械处理 含酸、重金属废水 碱雾、有机废气 除油 水洗 含碱、油脂等废水 含碱、油脂等废水 酸性废气 浸蚀 水洗 含酸废水
图 2.1-1 电镀前处理工艺产污图
电镀前处理主要水污染物见表 2.1-1。
磨光、抛光、滚光、喷砂等机械法前处理会产生含硅金属、布毛等粉尘,滚光将有磨料粉末和金属粉末随水洗而带出。
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除油工序中,由于使用大量的有机溶剂、碱、助洗剂、络合剂、表面活性剂等。除油槽液是有一定寿命的,当其中杂质含量到达一定程度必须进行更新,除油液中含大量的有机溶剂、残碱液、乳化液、油脂皂化液等,是电镀废水COD 的主要来源。
浸蚀(除锈、活化)工序产生大量的酸性废水。浸蚀液是有一定寿命的,当溶液中积聚的金属离子达到一定浓度时,浸蚀液必须更新,浸蚀废液中含大量金属离子和残酸,如果不进行回收或综合利用,必须向外倾倒时,则会加大污染物总量。
表2.1-1 电镀前处理主要污染物 工 序 磨光、抛光、喷砂等 电抛光 滚光 化学除油 溶剂除油 电解除油 除锈 强腐蚀 粉尘 含氟化物、六价铬废水 含酸、重金属盐废水 含乳化、油脂皂化液废水,碱雾及有机废气 含溶剂、油脂等废水 含碱、油脂皂化液等废水 含盐酸、硫酸等废水,酸雾 含酸、重金属盐、氟化物、六价铬等,酸雾 污染物排放 2.1.2 镀锌及产污分析
镀锌工艺污染物主要包括含锌废水、含铬废水、酸碱废气、电镀废液等。典型镀锌工艺产污图如下:
工件 镀锌 电镀废液 水洗 含锌废水 钝化 含铬废水 酸/碱废气 水洗 含酸废水 图 2.1-2 典型镀锌工艺产污图
废水主要来源于镀锌工序后镀件清洗水、过滤机清洗水、极板的清洗等,镀锌工艺主要水污染物见下表。
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表2.1-2 镀锌工艺主要水污染物
工 艺 锌酸盐镀锌 镀锌 硫酸盐镀锌 钾盐镀锌 钝化
废水中主要污染物 氧化锌、氢氧化钠和部分添加剂、光亮剂等。 硫酸锌、硫脲和部分光亮剂等。 氧化锌、氯化钾、硼酸和部分光亮剂等。 三价铬、 锌等金属离子和硫酸等;含有被钝化的金属离子和盐酸、以及部分添加剂、光亮剂等。 2.1.3 镀铜及产污分析
典型镀铜工艺种类包括:
①氰化预镀铜、②酸性镀铜、③焦磷酸盐镀铜、④化学镀铜、⑤HEDP 镀铜、⑥柠檬酸-酒石酸盐镀铜。
镀铜工艺污染物主要包括含氰废水、含铜废水、酸碱废气、有机废气、电镀废液等。镀铜工艺产污情况见下图。
化学镀铜 电镀废液水洗 含铜废水 氰化镀铜 电镀废液 有机废气 水洗 含氰废水 无氰镀铜 电镀废液水洗 含铜废水 氰化物废气 酸碱废气 图 2.1-3 镀铜工艺产污图(上,电镀铜 下,化学镀铜)
镀铜废水主要来源于镀铜工序后镀件清洗、过滤机清洗、极板的清洗等,镀铜工艺主要水污染物见下表。
表2.1-3 镀铜工艺主要水污染物 工艺 氰化物镀铜 电镀铜 硫酸盐镀铜 焦磷酸盐镀铜 HEDP 镀铜 废水中主要污染物 氰的络合铜离子、游离氰、氢氧化钠、碳酸钠、部分添加剂、光亮剂等。 硫酸铜、硫酸和部分光亮剂。 焦磷酸铜、焦磷酸钾、柠檬酸钾、氨三乙酸等以及部分添加剂、光亮剂等。 硫酸铜、HEDP、氯化钾、碳酸钾、氢氧化钾和部分光亮剂9
等。柠檬酸-酒石酸盐。 柠檬酸-酒石酸盐镀铜 化学镀铜
柠檬酸铜、酒石酸钾、柠檬酸钠和部分添加剂、光亮剂等。 硫酸铜、甲醛、氢氧化钠、EDTA、二钠盐等。 2.1.4 镀镍及产污分析
镀镍工艺按镀层的外观、结构特征,可分为普通镀镍(暗镍)、光亮镍、高硫镍、镍封、缎面镍、高应力镍等。
镀镍工艺污染物主要包括含镍废水、含磷酸盐(包括次磷酸盐、亚磷酸盐)废水、有机物废水、酸性废气、电镀废液等。镀镍工艺产污图如下。
电镀镍/化学镀镍 电镀废液水洗 含镍废水 酸性废气 图 2.1-4 镀镍工艺产污图
镀镍废水主要来源于镀镍工序后镀件清洗水、过滤机清洗水、极板的清洗等,镀镍工艺主要水污染物见下表。
表2.1-4 镀镍废水主要污染物
工艺 普通镀镍 光亮镍 高硫镍 镀镍 镍封 高硫镍 缎面镍 高应力镍 其他镀镍 化学镀镍
硫酸镍、柠檬酸盐、氨基磺酸盐、氯化钠等。 镍离子(以络合态存在)、磷酸盐(包括次磷酸盐、亚磷酸盐)及有机物。 氯化镍、硼酸、氯化钠等盐类以及部分添加剂、光亮剂等。 废水中主要污染物 硫酸镍、氯化镍、硼酸、氯化钠等盐类。 2.1.5 镀铬及产污分析
镀铬分装饰镀铬和镀硬铬。镀铬工艺污染物主要包括含铬废水、铬酸废气、电镀废液等。镀铬工艺产污图如下:
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铬雾 普通镀铬 电镀废液水洗 含铬废水 图 2.1-5 镀铬工艺产排污图
镀铬废水主要来源于镀铬工序后镀件清洗、过滤机清洗水、极板的清洗等,
镀铬工艺主要水污染物见下表:
表2.1-5 镀铬废水主要污染物
工艺 普通镀铬 复合镀铬 自动调节镀铬 快速镀铬 四铬酸盐镀铬 三价铬镀铬 废水中主要污染物 六价铬、铜、铁等金属离子和硫酸、盐酸、以及部分添加剂、光亮剂等。 六价铬、硫酸、氟硅酸等。 六价铬、硫酸锶、氟硅酸钾等。 六价铬、硫酸、硼酸、氧化镁等。 四铬酸盐镀铬 六价铬、硫酸、柠檬酸钠、氟化钠等。 三价铬、甲酸钾、甲酸铵、草酸铵等。 2.1.6 镀银及产污分析
镀银工艺按照镀液成分可分为有氰工艺和无氰工艺。镀银工艺污染物主要包括含银废水、含氰废水、含氰废气、酸碱废气、电镀废液等。镀银工艺产污图如下:
含氰废气 氰化镀银 电镀废液水洗 含氰废水 碱性废气 无氰镀银 电镀废液水洗 含银废水 图 2.1-6 镀银工艺产污图(左图:氰化物镀银 右图:无氰镀银)
镀银废水主要来源于镀银工序后镀件清洗、过滤机清洗、极板的清洗等,镀银工艺主要水污染物见下表:
表2-6 镀银工艺主要水污染物
工艺 氰化物镀银 无氰镀银 废水中主要污染物 氰化银、银、氯化银、银、、碳酸钾等。 硫代硫酸钠、酸银、硫代硫酸铵、醋酸铵、亚氨基二磺酸铵、烟酸、 碳酸钾等。 11
2.1.7 镀金及产污分析
镀金液通常分为氰化物镀液与无氰镀液;氰化镀液又分为高氰和低氰镀液,无氰镀液以亚硫酸盐镀金液应用较多。镀金工艺污染物主要包括含金废水、含氰废水、含氰废气、酸碱废气、电镀废液等。镀金工艺产污图如下:
电镀废液含氰废水 电镀废液含金废水 含氰废气 氰化镀金 水洗 碱性废气 无氰镀金 水洗 图 2.1-7 镀金工艺产污图(左图:氰化物镀金 右图:无氰镀金)镀金废水主要来源于镀金工序后镀件清洗、过滤机清洗水、极板的清洗 等,镀金工艺主要水污染物见下表:
表2.1-7 镀金工艺主要水污染物 工艺 碱性氰化物镀金 酸性和中性镀金 亚硫酸盐镀金 废水中主要污染物 、、碳酸盐、磷酸盐。 金、、碳酸盐、磷酸盐。 氯化金、亚硫酸钠、亚硫酸铵、柠檬酸钾、柠檬酸铵、EDTA 等。 2.1.8 镀合金及产污分析
镀合金工艺污染物主要包括含锌、铜、镍、铬、镉、锡、贵金属等废水、含氰废水、含氰废气、铬酸废气、酸碱废气、电镀废液等。镀合金工艺产污情况见下图。 含氰废气 氰化镀合金 水洗 含氰废水 酸/碱性废气 无氰镀合金 电镀废液水洗 含重金属废水
电镀废液图 2.1-8 镀合金工艺产污图(左图:氰化物镀合金 右图:无氰镀合金)
镀合金废水主要来源于镀合金工序后镀件清洗、过滤机清洗水、极板的清洗
等。
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2.1.9其他产污环节
(1)退镀:酸性废气、废水、退镀废液(危废HW34)。 (2)喷漆/封漆工艺:VOCs。
(3)纯水制备:再生废液、反冲洗废水、废活性炭等。 (4)锅炉加热系统:粉尘、SO2、NOX等。
2.2污染物排放
电镀工艺产生的污染包括水污染、大气污染、固体废物污染和噪声污染,其中水污染(主要含重金属、氰化物、酸碱和有机污染物)、大气污染(主要含各类酸雾和粉尘)和电镀废水处理污泥污染(主要含重金属和有机物)是主要环境问题。 2.2.1水污染
电镀废水含有数十种无机和有机污染物,其中无机污染物主要为铜、锌、铬、镍、镉等重金属离子以及酸、碱、氰化物等;有机污染物主要为化学需氧量、氨氮、油脂等。
电镀废水主要分为以下几类:
前处理废水:包括工件除锈、除油、脱脂、除蜡等电镀前处理工序产生的废水,主要污染物为有机物、悬浮物、盐酸、硫酸、氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠等。其中除油脱脂废水是电镀废水中COD的主要来源,宜单独收集并采用生化法处理,降低综合废水的COD浓度。
含氰废水:包括氰化预镀铜,碱性氰化物镀金,中性和酸性镀金、银、铜锡合金,仿金电镀等氰化电镀工序产生的废水,主要污染物为氰化物、络合态重金属离子等。该类废水剧毒,须单独收集、处理。
含铬废水:包括镀铬、镀黑铬、铬钝化、退镀以及塑料电镀前处理粗化、铬酸阳极化、电抛光等工序产生的废水。主要污染物为三价铬、六价铬、总铬等。该类废水毒性大,含一类污染物,须单独收集、处理。
含镍废水:包括电镀镍、镍封、镀镍合金、化学镍等工序产生的废水。主要污染物为总镍、金属络合物和有机络合剂(如柠檬酸、酒石酸等)。该类废水毒性大,含一类污染物,须单独收集、处理。
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电镀混合废水:包括多种工序镀种混排的清洗废水和难以分开收集的地面废水。一般含有镀种配方的成分材料,如镀铜、锌等金属及其合金产生的废水以及阳极氧化、磷化工艺产生的废水。主要污染物因厂而异,组分复杂多变,主要污染物有铜、锌等金属盐,金属络合物和有机络合剂(如柠檬酸、酒石酸和乙二胺四乙酸等)。
络合废水主要来源于焦磷酸镀铜、铜锡合金、化学镀等,这类废水成分复杂处理方法也不同,常用分流管道收集。
电镀废水的种类、来源及主要污染物如下表所示:
表2.2-1 电镀废水的种类、来源和主要污染物
序号 废水种类 废水来源 主要污染物及水平 硫酸、盐酸、等各种酸类和氢氧化钠、碳酸钠等各种碱类,以及各种盐类、表面活性剂、洗涤剂等,同时还含有铁、铜、铝等金属离子及油类、氧化铁皮、砂土等杂质。一般酸、碱废水混合后偏酸性,COD 浓度为300~500 mg/L。 1 镀前处理中的除油、前处理废水 除蜡、除锈、腐蚀和浸酸、出光等废水 2 含氰废水 氰的络合金属离子、游离氰、氢氧化钠、碳酸预镀铜、镀金、镀银、钠等盐类,以及部分添加剂、光亮剂等。一般镀合金等氰化镀槽 废水中氰浓度在50mg/L 以下,pH 8~11。 六价铬、三价铬、铜、铁等金属离子和硫酸等;钝化、阳极化处理等废水还含有被钝化的金属离子和盐酸、以及部分添加剂、光亮剂等。一般废水中六价铬浓度在100 mg/L 以下,pH 4~6。 硫酸镍、氯化镍、硼酸、硫酸钠等盐类,以及部分添加剂、光亮剂等。一般废水中含镍浓度在100 mg/L以下,pH 值在6 左右。 硫酸铜、硫酸和部分光亮剂。一般废水中含铜浓度在100 mg/L 以下,pH 2~3。 焦磷酸铜、焦磷酸钾、柠檬酸钾、氨三乙酸等,以及部分添加剂、光亮剂等。一般废水中含铜浓度在50 mg/L 以下,pH在7 左右。 氧化锌、氢氧化钠和部分添加剂、光亮剂等。一般废水中含锌浓度在50 mg/L 以下,pH在9以上。 氧化锌、氯化钾、硼酸和部分光亮剂等。一般废水中含锌浓度在100 mg/L 以下,pH在6左右。 3 含铬废水 镀铬、钝化、化学镀铬、阳极化处理等 镀镍、镍封、镀镍合4 含镍废水 金 5 含铜废水 6 焦磷酸镀铜 酸性镀铜 碱性锌酸盐镀锌 7 含锌废水 钾盐镀锌 14
硫酸锌镀锌 硫酸锌、硫脲和部分光亮剂等。一般废水中含锌浓度在100 mg/L 以下,pH为6~8。 氯化锌、氧化锌、锌的络合物、氨三乙酸和部分添加剂、光亮剂等。一般废水中含锌浓度在100 mg/L以下,pH为6~9。 银离子、游离氰离子、络合物和部分添加剂,pH 值8~11,银离子≤50mg/L、总氰根离子10~50mg/L 磷酸盐、盐、亚钠、锌盐等。一般废水中含磷浓度在100 mg/L 以下。 铵盐镀锌 8 含银废水 氰化镀银、硫代硫酸盐镀银 磷化处理 9 磷化废水 电镀混合 10 废水 (1)除含氰废水系统外,将电镀车间排出废水混在一起的废水 (2)除各种分质系统其成分根据电镀混合废水所包括的镀种而定。 废水,将电镀车间排出废水混在一起的废水
2.2.2大气污染
电镀工艺产生的大气污染物包括颗粒物和多种无机污染废气。无机污染废气包括酸性废气、碱性废气、含铬酸雾、含氰废气等。电镀工艺大气污染物及来源见下表。
表2.2-2 电镀工艺大气污染物及来源
废气种类 含尘废气 酸性废气 碱性废气 铬酸雾废气 含氰废气 氮氧化物 有机废气 氟化氢 锅炉废气 产污环节 抛光(喷砂、磨光等) 酸洗、出光和酸性镀液等 化学、电化学脱脂,碱性镀液等 镀铬、镀硬铬工艺 氰化镀铜、镀锌、铜锡合金及仿金等 酸洗 化学镀铜、油漆封闭 氟化氢浸蚀 锅炉加热系统 主要污染物 砂粒、金属氧化物及纤维性粉尘 氯化氢、硫酸雾、雾等 氢氧化钠等 铬酸雾 氰化氢 NOX 甲醛、甲苯、二甲苯等 氟化氢 粉尘、SO2、NOX等
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2.2.3固废污染
电镀工艺产生的固体废物主要为处理电镀废水的过程中产生的电镀废水处理污泥、电镀槽维护产生的“滤渣”、废电镀液、化学品包装物等。对固体废物应按照相关标准做危险废物浸出测试,并采用相应的管理措施。
表2.2-3 电镀工艺固废污染物及来源
固废种类 污水处理污泥 电镀槽渣(滤渣) 镀槽废液 化学品包装物 阳极残料
产污环节 污水处理 电镀槽液过滤及槽泥清理 电镀槽 原材料使用 电镀阳极 属性 危险固废 危险固废 危险固废 危险固废 一般固废
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3清洁生产技术 3.1绿色设计
电镀车间在生产过程中使用大量的酸、碱、盐类化工原料,会产生和排放大量腐蚀性液体和气体,厂房内的温度和湿度也较高。所以,电镀厂房的方位、形式、参数、防腐防渗、通风采光、消声防火及污染治理等均有相应的要求和措施。 3.1.1电镀厂房的总体布局
(1)在总平面布置中,宜减少相邻装置间的腐蚀影响。生产过程中大量散发腐蚀性气体或粉尘的生产装置,应布置在厂区全年最小频率风向的上风侧。
(2)电镀工厂的电镀车间是厂区的主厂房,其位置应处于行政管理部门建筑物全年主导风向的下风向,并与周围环境绿化带隔离。
(3)生产或储存腐蚀性溶液的大型设备,宜布置在室外,并不宜临近厂房基础。
(4)生产或储存腐蚀性介质的设备,宜按介质的性质分类集中布置。 3.1.2电镀厂房建筑的防腐蚀要求
电镀厂房建筑设计应严格执行《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB50046),设计时应重点关注以下几点要求:
(1)建筑物的承重构件除具有足够的强度、刚度和稳定性以外,还应具有较好的防腐蚀性能,并按具体情况采取相应的防腐蚀措施。
(2)酸洗间、电镀间的地面应耐酸、耐碱、耐热、防水、防滑和易清洗,并有足够的强度和抗冲击性能。
电镀工厂各工作车间的地面、墙裙、墙面及顶棚的防腐要求和常用做法见下表:
表3.1-1 电镀车间防腐要求和常用做法
工作间名称 地面 要求 常用作法 耐酸碱、耐冲花岗石板、耐酸击、耐温、抗渗瓷砖、耐酸瓷板 易清洗 耐酸瓷板耐酸碱、耐冲(30mm)、花岗击、耐温、抗渗石板、耐酸瓷易清洗 砖、玻璃钢 17
墙裙 墙面及顶棚 酸洗间 瓷板墙裙 耐酸涂料 电镀车间 瓷板墙裙、耐酸涂料墙裙或踢耐酸涂料或胶脚板、水泥砂浆质粉刷 墙裙或踢脚板 化学分析间或工艺试验间 化学品库 抛光间或直流电源间 喷砂间、挂具间、滚光间 耐酸碱、清洁 易冲洗 清洁 无特殊要求 酸仓库/酸贮槽 防强酸、防渗 耐酸瓷板、水磨石、软聚氯乙烯板 水磨石、密实混凝土压光 水磨石、密实混凝土压光 密实混凝土压光 耐酸瓷板(30mm)、花岗石板等 耐酸涂料墙裙及踢脚板 不做 不做 不做 耐酸涂料或胶质粉刷 白色胶质粉刷 白色胶质粉刷 白色胶质粉刷 瓷板墙裙、耐酸耐酸涂料或耐涂料墙裙或踢酸围堰 脚板
其中电镀车间地坪自下而上至少设垫层、隔离层和面层三层:车间垫层采用厚度150毫米以上、强度C28标号以上、并双向φ8-φ12@150配筋的钢筋混凝土;隔离层采用高分子材料;面层采用高分子材料或厚度30毫米以上耐酸瓷板、花岗石板、耐酸瓷砖、玻璃钢敷设。
(3)防腐蚀地面应有适当的坡度,底层地面坡度应≥2%,楼层地面坡度应≥1%,坡向排水明沟。排水明沟应考虑防腐、防渗和耐温的要求,沟底底部坡度宜为0.5~1%,有条件的地方可加大到3~4%,以防废渣和泥沙堵塞、沉积。
(4)电镀厂房的基础,应考虑防腐蚀措施,在选用基础材料和防腐蚀要求时考虑防腐蚀要求。 3.1.3电镀槽的布置要求
(1)车间合理布局,设施摆放整齐,严格控制车间内电镀线密度,电镀槽投影面积宜不超过车间建筑面积的30%;电镀车间单位面积的电镀槽总容积一般不高于50升/平方米;原则上每条电镀生产线车间建筑面积不小于500平方米,占地面积不少于1000平方米,同时电镀生产线车间建筑面积不得大于车间总建筑面积50%。
(2)新建生产车间应为不少于二层楼的多层建筑,其中将一层设为仓库等,二层以上布置电镀流水线,电镀生产车间确需设置在一层的,电镀流水线应实施架空放置,镀槽距离地坪80cm以上。
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3.2清洁生产工艺
3.2.1前处理清洁生产工艺
(1)超声波除油技术
超声波除油是利用了超声波在液体中的空化作用,在超声波作用下,基体表面会产生局部液力冲击波,从而使粘附在基体表面的各类污垢被剥落。与此同时,在超声场的作用下,清洗液的脉动和搅拌加剧,溶解和乳化加速,从而加强了清洗。
该方法减少了有机溶剂的用量,减少了有机污染物的排放。 (2)电解除油技术
电解除油是在碱性溶液中,以零件为阳极或阴极,采用不锈钢板、镍板、镀镍钢板或钛板为第二电极,在直流电作用下加入少量表面活性剂将零件表面油污除去的过程。
该方法可提高除油效果,且产生的泡沫可抑制碱雾溢出。 该方法一般作为电镀前最后一道除油手段。 (3)除油除锈一步法
将有机或无机酸与表面活性剂混合,配置成酸性除油液,零件表面上的锈蚀氧化层溶于酸中,而油污则借助于表面活性剂的乳化作用而被去除。
该方法简化了预处理工艺,减少了设备用量,节省占地面积、水及化工原料,减少了污染物的产生。
该方法适用于油污和氧化皮不严重的工件。 3.2.2电镀替代工艺
(1)达克罗表面处理技术
达克罗(DACROMET,国内命名为锌铬涂层)是一种新型的表面处理技术,其以一种锌粉、铝粉、铬酸和去离子水为主要成分的新型防腐涂料沾在金属基体上,经过全闭路循环涂覆烘烤,形成薄薄的防腐涂层。
该方法与传统的电镀工艺相比,是一种“绿色电镀”。 该方法适用于替代传统电镀工艺。 (2)纳米喷镀
纳米喷镀是采用专用设备和先进的材料,应用化学原理通过直接喷涂的方式
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使被涂物体表面呈现金、银、铬及各种彩色(红黄紫绿蓝)等各种镜面高光效果。该技术喷涂的制品,具有优异的附着力、抗冲击力、耐腐蚀性、耐气候性、耐磨性和耐擦伤性,具有良好的防锈性能。
该方法工艺简单、用途广泛,无重金属、无三废排放。
该方法应用于汽车生产商和电器生产商等精密产品的表面处理,亦可作为其它行业的表面装饰和保护等喷涂。
(3)真空离子镀
真空离子电镀是采用在真空条件下,通过蒸馏或溅射等方式在塑件表面沉积各种金属和非金属薄膜,通过这样的方式可以得到非常薄的表面镀层。
该方法具有速度快附着力好的突出优点,减少废水的产生。
该方法适用的金属类型较少,环境、设备要求高,单价比水电镀贵。 3.2.3电镀过程清洁生产工艺
(1)无氰镀锌技术
无氰镀锌技术是以氯化物或碱性锌酸盐替代氰化物的镀锌技术。
该技术由于不使用氰化物,因此,电镀过程不产生含氰污染物。氯化物镀锌技术已经广泛应用于电镀锌工艺。
该技术适用于电镀锌工艺。 (2)无氰酸性镀铜技术
无氰酸性镀铜技术是在酸性溶液条件下,为工件电(或化学)镀铜。镀液由五水硫酸铜、硫酸、阻化剂、络合剂、还原剂等组成。其原理是:选择适合镀铜液的酸盐与阻化剂合理配位,抑制铜离子与钢铁的置换反应;以葡萄糖等组成的复合还原剂,使二价铜离子(Cu2+ )在金属表面形成结合力牢固的镀层。
该技术镀层结晶细致牢固、电流效率高、沉积速度快、镀液稳定、电镀成本低。镀液不含氰化物、甲醛及强络合剂等有害成分,生产中无有毒、有害气体挥发。
该技术适用于钢铁、铜、锡基质工件直接镀铜工艺。可替代氰化闪镀铜工艺和复合镀层中铜锡合金工艺。
(3)羟基亚乙基二膦酸镀铜技术
羟基亚乙基二膦酸(HEDP)镀铜技术是在碱性(pH 9~10)条件下,在铜、
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铁工件上电镀铜,镀液成分简单、分散能力好,镀层细密半光亮,结合力良好。加入特种添加剂,电流密度扩大至3A/dm2,可提高整平性能。
该技术深镀能力较好。要求工件表面无油污,无盐酸活化后酸性残留液。该技术适用于钢铁、铜基质工件装饰性镀铜工艺。
(4)电镀多层镍技术
电镀多层镍技术是指在基体上先镀一层不含硫或少含硫的镀镍层,在上面再镀一层含硫量高的光亮镀镍层,用于抗腐蚀要求高的镀件。在镍层总厚度相同的情况下,具有电化学保护作用的双层镍(半光亮+光亮镍)的耐腐蚀性超过光亮镍镀层及无光亮镍镀层。
该技术可提高镀层的耐腐蚀性,也可减少镍用量。 该技术适用于防护性要求较高的镀镍件。 (5)三价铬镀铬技术
三价铬电镀采用了氨基乙酸体系和尿素体系镀液,镀层质量、沉积速度、耐腐蚀性、硬度和耐磨性等都与六价铬镀层相似,且工艺稳定,电流效率高,节省能源,同时还具有微孔或微裂纹的特点;但铬层颜色与六价铬有差别,且镀层增厚困难,还不能取代功能性镀铬及硬铬。
三价铬镀液毒性小,可有效防治六价铬污染,对环境和操作人员的危害比较小。
该技术适用于装饰性电镀铬工艺。 (6)锌镍合金镀层替代镀镉技术
无镉电镀技术是以锌镍合金镀层部分替代镀镉工艺。
锌镍合金镀层的防护性能优良,具有高耐磨性,且无重金属镉的排放,是目前理想的代镉镀层,耐腐蚀性好,同时具有低脆性、良好的成型和焊接性能;但仍需进行适当的钝化处理,否则表面容易氧化和腐蚀,破坏镀层的外观和使用性能。
该技术适用于汽车部件、五金工具及部分军工产品替代电镀镉工艺。 3.2.4清洗水减量化技术
(1)多级逆流清洗技术
多级逆流清洗技术是由若干级清洗槽串联组成清洗自动线,从末级槽进水,
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第一级槽排出清洗废水,其水流方向与镀件清洗移动方向相反;必要时可在漂洗槽中增加空气搅拌,提高漂洗效率,减少漂洗耗水量。该技术基本工艺流程如下图所示:
镀件 运行方向 镀 槽 一 级清洗槽 二级清洗槽 n级清洗槽 清洗水 处理后回用 或排至废水 处理站 图3.2-1 多级逆流清洗技术的基本工艺流程图 该技术可大大减少镀件清洗的用水量。
该技术适用于挂镀、滚镀自动化生产工艺,不适用于体积大于清洗槽的大型镀件电镀。
(2)反喷洗清洗技术
反喷洗清洗技术是指镀件每次浸洗后采用后一级槽的清洗水进行反喷洗,镀件从末级清洗槽提出时,宜用补充水喷洗。所有清洗和喷洗采用自动控制,并与电镀自动生产线相协调。反喷洗清洗法的喷洗泵取水口应设在槽体中下部。该技术基本工艺流程如下图所示:
镀件 运行方向 镀 槽 一 级清洗槽 二级清洗槽 n级清洗槽 补水 回用 喷洗泵 排至废水处理站 图3.2-2 反喷洗清洗技术的基本工艺流程图
反喷洗分为喷淋水洗和喷雾水洗。喷淋水洗是通过水泵使水经喷管、喷嘴、喷孔等喷淋装置进行清洗;喷雾水洗是采用压缩空气的气流使水雾化,通过喷嘴形成汽水雾冲洗镀件。
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该技术由于喷嘴可调到任意需要的角度,可提高冲洗效率,对品种单一、批量较大的镀件有一定的优越性;但对于复杂工件的水洗效果较差;由于喷雾清洗喷出的水滴很细,且具有压力,一般喷雾槽需加盖,防止水雾扩散影响车间环境。
该技术适用于自动或半自动电镀生产线,与生产线动作协制。 (3)废水的分质分级利用技术
电镀生产线上的用水点很多,不同的用水点有不同的水质标准。根据不同用水要求分级使用废水,实现分质用水,一水多用。
该技术具有投资省、运行成本低、操作简单等特点。可获得约30%的节水效果。
该技术适用于绝大多数电镀企业。 3.2.5废水槽边回收技术
(1)离子交换技术
离子交换技术是在逆流清洗基础上,应用离子交换树脂(或纤维)将第一级清洗废水分离处理,处理后的清水回用于镀槽,补充镀液的损耗。树脂再生过程中回收贵重金属。离子交换树脂可根据需要选择强酸性或弱酸性阳离子交换树脂,目前最常用的是丙烯酸型弱酸性阳离子交换树脂。以下是离子交换槽边回收含镍废水流程图:
含镍废水 过滤柱 除镍阳柱 除镍阳柱 水循环利用 回收硫酸镍 图3.2-3 离子交换法处理含镍废水工艺流程图
该技术比一般的并联清洗系统省水,可减少废水的排放,且各槽间水是以重力方式连续逆流补给,不需要动力提升。
该技术适用于镀镍等电镀贵重金属生产线。 (2)离子交换-蒸发浓缩技术
离子交换-蒸发浓缩技术是通过蒸发浓缩装置将经过阳离子交换柱分离的第一级清洗槽液蒸发浓缩,浓缩液补充回镀槽,蒸馏水返回末级清洗槽循环使用。
该技术可有效回收水及镀液,操作简单,且减少废水和镀液的排放;但蒸发浓缩要消耗能量,离子交换树脂(纤维)饱和后需进行再生处理。
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该技术适用于用水量较大的电镀生产线的贵重金属回收。 (3)反渗透膜分离技术
反渗透膜分离技术是在逆流清洗基础上,应用反渗透系统将第一级清洗水过滤分离,浓缩液返回镀槽,淡水用于末级清洗槽循环使用。
该技术不消耗化学药品,不产生废渣,无相变过程,操作简便易自动化、可靠性高、无二次污染。但设备投资较高,能耗较高。
该技术适用于电镀镍等贵重金属清洗废水的在线回收利用。
3.3资源综合利用
3.3.1含锌废渣的综合利用
含锌废水单独收集处理生成的废渣,主要是Zn(OH)2和ZnCO3。该废渣通过严格除杂处理后,可用于镀锌工序。其操作工程分为溶解废渣和去除金属杂质两步:
(2)溶解废渣。将废渣放入耐酸容器中,用自来水调整位为流化状态,在搅拌状态下加入50%的硫酸溶液,用可洗式压滤机过滤并洗涤滤渣至含Zn2+在2mg/kg以下(按干物质计),将洗涤水抽回到盛放含锌废水的储存池。
Zn(OH)2 + H2SO4 → ZnSO4 + 2H2O
ZnCO3 + H2SO4 → ZnSO4 + H2O + CO2↑
(2)去除金属杂质。调整滤液的pH至4,加热至80℃,加锌粉置换出铜、镍等,其反应如下:
Me2+ + Zn → Me + Zn2+
将溶液过滤,再加热至80℃,加高锰酸钾并搅拌,升温至100℃,除去溶液中的铁、锰及有机杂质。反应完成后,调整pH至5,并过滤、蒸发,至温度为50℃。冷却结晶,离心脱水,干燥后即为成品,可再溶解回用于镀槽。 3.3.2含铬废渣的综合利用
含铬废水经过处理后的废渣主要是Cr(OH)3。含铬废渣综合利用的前提是含铬废水经过严格的分流处理,否则只能按混合废渣进行处理。
目前,含铬废渣的综合利用主要有以下几种途径: (1)制作抛光膏
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用焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸盐等还原剂还原含铬废水并行性中和反应,所得到的Cr(OH)3污泥中含铁量少,可用于制作绿色抛光膏;采用硫酸亚铁法、电解法得到的含铬废渣中,含较多的铁,可用于制作红色抛光膏。
(2)制作铬鞣剂
三价铬具有与皮质胶原分质形成稳定复合物的能力,称为铬鞣剂[即Cr(OH)SO4]。采用含铬污泥制作铬鞣剂,可为含铬污泥的综合利用开辟一条新的途径,是物质利用最充分、投入原料少,生产效益可观的资源综合利用项目。
(3)焙烧回收
铬盐生产工厂使用的原料主要是铬矿石,该矿含Cr2O3约50%左右。而经亚硫酸钠处理含铬废水产生的Cr(OH)3污泥,按干物质计,含Cr2O3约55%,该污泥中含有的一些杂质经焙烧后均可被去除,如有机物经焙烧后可分解;Cu(OH)
2、Ni(OH)2
数量少,焙烧后分解成CuO、NiO,在铬酸钠溶解时都被沉淀去
除。若有大量的经亚硫酸钠处理含铬废水产生的Cr(OH)3污泥,则焙烧回收利用适合批量生产。 3.3.3含镍废渣的综合利用
在未设置离子交换、反渗透设施的含镍废水单独收集、处理产生的污泥,其杂质含量相对比较少些,便于回收利用,利用方法与过程如下:
(1)硫酸溶解
采用化学法处理含镍废水,回收的固形物是氢氧化镍。在这种氢氧化镍中,有机械性杂质、有机物和其他不溶性金属化合物等,必须用硫酸溶解,去除杂质,才能回用到电镀生产中。
Ni(OH)2+H2SO4→NiSO4+2H2O
(2)去除铁杂质
溶解后的硫酸镍溶液浓度,控制在相对浓度1.21,含NiSO418%,去杂处理的第一步,要去除铁杂质:
6FeSO4+3H2O2→2Fe2(SO4)3+2Fe(OH)3↓
Fe2(SO4)3+6NaON→2 Fe(OH)3↓+3Na2SO4
具体操作方法是,取含量30%的双氧水加入回收液中,加入数量按小试确定。加热溶液到80℃~90℃,不断搅拌,缓缓加入碳酸镍,将溶液调至pH为4.5~5,静置冷却。
(3)电解除铜(如有必要)
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如溶液中不含铜,即可回收至槽作回收液,如含铜要用电解去铜,以铅、锑合金板作阳极,铜片作阴极进行电解,铜在阴极析出,除铜后的溶液可回槽使用。 3.3.4含铜废渣的综合利用
含铜废水采用分流贮存,单独处理生成的废渣,回收铜盐的方法是:将废渣用硫酸溶解,控制其pH3~4,过滤,蒸发到浓缩液密度为1.34g/cm3时,倒入结晶缸中,待48h后,用塑料筐将结晶沥干或用离心机甩干,即为合格的CuSO4·5H2O成品。
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4污染防治技术 4.1水污染防治技术
4.1.1废水的收集和分质分流
(1)废水的收集
车间内严格落实防腐、防渗、防混措施,实施干湿区分离,湿区地面应敷设网格板,湿镀件加工作业必须在湿区进行。
废水收集应采取明管、明管套明沟或架空敷设;原则上废水不得通过明沟收集。废水收集管道应布设整齐,并按废水类别进行涂色与标识,且应有足够的检修空间。废水管道应满足防腐、防渗漏、防堵塞的要求。
电镀液过滤后产生的滤渣和电镀废液、电镀槽液不得进入废水收集和处理设施,应作危废处理。
(2)废水分质分流
电镀废水必须进行分质分流、分质处理。
含铬废水、含镍废水等含一类污染物废水必须单独收集,并将一类污染物单独预处理至车间排放口限值后再与其他废水混合处理。
含氰废水必须单独收集、处理,且严禁与酸性废水混合。
一般情况下,电镀废水宜分为含铬废水、含镍废水、含铜废水、含氰废水、前处理废水、综合废水等至少六股收集处理;具体分流应根据处理需要和当地环保部门要求,确定工程的实际分流种类。
各车间内按照分质分流要求分别设置各股废水的收集池,各股废水均单独压力管输送到集中废水处理站,杜绝混排。
集中废水处理站的各股废水均应设置调节池,各调节池有效停留时间宜不少于8h,并应设搅拌系统均化水质水量。 4.1.2前处理废水预处理技术
前处理废水一般采用一级反应-沉淀技术进行预处理,去除废水中部分浮油、SS及少量的重金属。其工艺流程一般如下:
前处理废水→ 调节池→ 中和反应池→ 沉淀池 → 出水至后续处理工序
图4.1-1 前处理废水处理基本工艺流程图
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化学沉淀处理前处理废水应满足以下技术条件和要求: 1 中和池内将pH调节至8~9;
2 混凝反应时间为15~20min,絮凝剂可选用硫酸亚铁、聚合氯化铝等,助凝剂采用聚丙烯酰胺;
3 沉淀池表面负荷宜不大于0.8m3/m2∙d;
4 前处理废水的一级反应-沉淀出水COD仍较高,需至后续处理工艺进一步处理。
4.1.3含铬废水预处理技术
(1)一般规定
含铬废水应单独收集处理,不得将其他废水混入。将六价铬还原为三价铬调节pH并固液分离后将总铬、六价铬处理至车间排放口标准限值后,可与其他重金属废水混合处理。
(2)亚硫酸盐还原处理技术
①亚硫酸盐还原法处理含铬废水,宜采用下图所示的基本工艺流程:注:为
应对总铬、六价铬《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)表3达标要求,可设置二级反应、二级沉淀、过滤等深度处理工艺。
图4.1-2 含铬废水处理基本工艺流程图
②亚硫酸盐宜选用焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠等;
③含铬废水量小于40t/d时,且六价铬离子浓度变化较大时,宜采用间歇式处理,当设置两个反应池交替处理时,可不设调节池,其固液分离方式宜采用静置沉淀。含铬废水量大于或等于40t/d时,可采用连续式处理,固液分离方式可采用斜管(板)沉淀池、膜分离等设施。采用连续式处理含铬废水时,反应过程的pH值和氧化还原电位至应采用在线自动控制。
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④采用亚硫酸盐还原法处理含铬废水应符合以下规定:
1 废水还原反应的pH宜为2.5~3,氧化还原电位宜为230mV~270mV。 2 亚硫酸盐与废水的混合反应时间宜为25~30min。
3 亚硫酸盐与废水还原反应后,应加碱调整pH值至7~8,中和反应时间应大于20min;反应后的沉淀时间宜为1.0h~1.5h,沉淀池表面负荷宜不大于0.8m3/m2∙d。
4沉淀剂宜为氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钙等。通常根据价格、沉淀速率、污泥生成量、脱水效果和污泥是否回收进行选择。
5亚硫酸盐还原的反应池应满足处理一次的周期时间。反应池内宜采用机械搅拌,不宜采用空气搅拌。
(3)微电解处理技术
①采用微电解处理含铬废水时,宜采用图4-2 所示的基本工艺流程:
絮凝剂含铬废水调节池内电解处理混凝沉淀清水池回用或排放压缩空气污泥脱水污泥出水
污泥图4.1-3 微电解处理含铬废水基本工艺流程
②采用微电解处理含铬废水时,应满足以下技术条件和要求:
1 处理废水量大于或等于5m3/h 时,可采用连续式处理;小于5m3/h 时,宜采用间歇式处理;
2 进水pH 宜控制在2~3,微电解装置的出水应加碱调pH至8~9。 ③铁填料在填装设备前,应进行除杂、除油和除锈处理。在运行过程中,为防止铁屑结块,应定时对其进行气水联合反冲,反冲洗水应进入污泥沉淀池。
④在设施检修或停运期间,微电解装置内的铁填料层必须保持用水浸没,防止空气氧化和板结。
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4.1.4含镍废水预处理技术
(1)一般规定
①含镍废水应单独收集处理,不得将其他废水混入。将总镍处理至车间排放口标准限值后,可与其他重金属废水混合处理。
②对于含络合镍废水,应首先经氧化破络再经后续处理。 (2)化学沉淀处理技术
采用化学沉淀处理含镍废水时,宜采用下图所示的基本处理单元。
注:应对总镍《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)表3达标要求,可设置二级反应、沉淀-过滤工艺。
图4.1-4 含镍废水处理基本工艺流程
化学沉淀处理含镍废水应满足以下技术条件和要求: 1 在废水中投加氢氧化钠,反应pH 应大于9; 2 反应时间不宜少于20min,并采用机械搅拌; 3 为加快悬浮物沉淀,可投加铁盐混凝剂;
4 二级反应可采用高级氧化、电化学等强化处理工艺;二级沉淀可采用膜分离代替;
5 沉淀池表面负荷宜不大于0.8m3/m2∙d。 (3)离子交换处理技术
离子交换处理镀镍清洗废水,宜采用下图所示的双阳柱基本工艺流程:
镀镍清洗水过滤柱除镍双阳柱出水回用于清洗回收硫酸镍回用于镀槽
图4.1-5 离子交换处理镀镍清洗水基本工艺流程
采用离子交换处理镀镍清洗水时,应满足以下技术条件和要求:
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1 进水镍离子浓度不宜大于200mg/L;
2 阳离子交换剂宜采用凝胶型强酸阳离子交换树脂、大孔型弱酸阳离子交换树脂或凝胶型弱酸阳离子交换树脂,均应以钠型投入运行;
3 强酸阳离子交换树脂在交换、再生等过程中胀缩率较小,而弱酸阳离子交换树脂的胀缩率很大,当树脂由Na 型转化为Ni 型或H 型时,其体积比(Ni 型/Na 型或H 型/Na 型)达0.5~0.6 左右,因此,在设计交换柱时,树脂层上部应留有足够的空间;
4 当进水中悬浮物浓度超过10mg/L 时,应设置过滤柱;
5 离子交换处理含镍废水回收的硫酸镍溶液,宜作为镀镍槽的蒸发损失的补充液或作为调整镀镍槽槽液pH 值的调整液使用。其中,镀光亮镍生产工艺的清洗水经处理后回收的硫酸镍溶液,应返回镀光亮镍镀槽,不可回用于半光亮镍镀槽;
6 当回收的硫酸镍溶液中含有的硫酸钙、硫酸镁、硫酸钠等杂质超过镀镍槽液允许限值时,应进行净化后才能回用。
(3)反渗透处理技术
采用反渗透处理镀镍清洗水时,宜采用图4-6 所示的基本工艺流程:
高位水箱镀镍清洗水超滤装置反渗透装置淡水回清洗槽浓液回镀槽使用
图4- 6 反渗透处理含镍清洗水基本工艺流程
采用反渗透处理镀镍清洗水时,应满足以下技术条件和要求:
1 采用反渗透膜分离处理镀镍清洗水时,镀件的清洗方式必须采用二级、三级或多级逆流漂洗,以减少反渗透装置的容量;
2 在反渗透装置上方应设一个高位水箱,当高压泵停止工作时,水就自动从高压水箱流经管膜内,使膜保持湿润;高压水管路上应装有安全阀门,并设旁通管路。一旦压力超过工作压力,安全阀自动降压,原液经旁通管路流回原液槽;
3 为防止反渗透膜的化学损伤,进水中余氯含量应小于0.1mg/L;去除氧化剂的方法可采用颗粒活性炭吸附,也可投加还原剂(如亚硫酸氢钠),并通过
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ORP 进行监控;
4 采用反渗透装置处理后的淡水可用于镀件漂洗,浓液可直接返回镀镍槽使用。
4.1.5含氰废水预处理技术
(1)一般规定
①含氰废水应单独处理。在处理前,不得与其他废水混合。
②化学法处理含氰废水宜采用碱性氯化法;其废水中氰离子浓度不宜大于50mg/L。
③含氰废水处理应避免铁、镍离子混入。
④含氰废水经过处理,游离氰达到控制要求后可进入混合废水处理系统,去除重金属离子。
⑤处理过程可能产生少量CNCl气体,故应在密闭和通风条件下操作,并采取防护措施。收集的气体应经过处理后,通过排气筒排放。
(2)碱性氯化处理技术
①废水处理量较小、水质浓度变化不大的,宜采用间歇式一级氧化处理;废水处理量较大、水质浓度变化幅度较大,而且对排放水质要求较高的,宜采用连续式二级氧化处理。
②含氯氧化剂宜选用次氯酸钠、二氧化氯、液氯等。选取氧化剂既要考虑经济性,也要注重安全性。
③采用碱性氯化处理含氰废水时,宜采用下图所示的基本工艺流程:
含氰废水 调节池 碱 氧化剂 pH ORP 酸 氧化剂 pH ORP
图4.1-7碱性一级反应池 二级反应池 后续处理 氯化处理含氰废水基本工艺流程图 ④采用碱性氯化处理含氰废水时,应满足以下技术条件和要求:
1 氧化剂的投入量应通过试验确定。当无条件试验时,其投入量宜按氰离子与活性氯的重量比计算确定。其重量比:当一级氧化处理时宜为1:3~1:4;二级氧化处理时宜为1:7~1:8。一级氧化和二级氧化所需氧化剂应分阶段投加,
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投加比为1:1;
2 pH值控制和反应时间:一级氧化的pH应控制在10~11,反应时间宜为10min~15min;二级氧化的pH应控制在6.5~7.0,反应时间宜为10min~15min;
3 有效氯的投加量可采用氧化还原电位(ORP)自动控制。一级处理,ORP达到300mV时反应基本完成;二级处理,ORP需达到650mV;
4 废水温度宜控制在15℃~50℃。反应后废水中余氯量应在2mg/L~5mg/L范围内。
4.1.6含铜废水预处理技术 (1)化学沉淀处理技术
采用化学沉淀法处理含铜废水时,宜采用下图所示的基本处理单元。
注:应对《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)表3达标要求可设置二级反应、沉淀、过滤等处理工艺。
图 4.1-8 化学沉淀法处理含铜废水工艺流程图
化学沉淀法处理含铜废水应满足以下技术条件和要求: 1 在废水中投加氢氧化钠,反应pH 应大于9; 2 反应时间不宜少于20min,并采用机械搅拌; 3 为加快悬浮物沉淀,可投加铁盐混凝剂; 4 沉淀池表面负荷宜不大于0.8m3/m2∙d。 (2)离子交换处理技术
①离子交换处理氰化镀铜和铜锡合金废水时,宜采用下图所示的基本工艺流程:
氧化镀铜锡 合金废水过滤柱H型阳柱弱碱阳柱Na型弱酸阳柱回用或排放
图4.1-9 离子交换处理氰化镀铜锡合金废水基本工艺流程
②如废水中含钙、镁离子浓度较高时,可在阴离子交换柱前增设H 型弱酸阳离子交换柱。
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③采用离子交换处理氰化镀铜和铜锡合金废水时,应满足以下技术条件和要求:
1 进水中总氰离子浓度不宜大于100mg/L;
2 阴树脂饱和后,应在负压条件下加酸进行再生。阴树脂再生柱下方应设置一个敞口碱槽,槽内贮存溶液量应大于二分之一树脂量、碱液浓度不低于10mol/L。
3 处理装置所在场地应有每小时换气8次~12次的机械通风设施。通风设施的电气开关应安装在门外或门口。
4 在运行和再生等过程排出的反洗水、淋洗水、废再生液以及更新后排出的循环水等,均含有氰离子,应经破氰处理。
④采用离子交换处理硫酸铜镀铜废水时,宜采用下图所示的双阳柱全饱和基
本艺流程,并满足以下技术条件和要求:
再生液硫酸铜镀铜废水过滤柱1号阳柱出水回清洗槽2号阳柱返回镀槽再生洗脱液电解回收铜图4.1-10 离子交换处理硫酸铜镀铜废水基本工艺流程
1 可与电解联合使用,从再生洗脱液中回收铜; 2 处理系统循环水的补充水应用除盐水;
3 阳柱再生宜采用硫酸作为再生液,同时避免循环水中混入钙、镁离子。如再生洗脱液中有硫酸钙、硫酸镁白色沉淀时,应通过静置沉淀和过滤除去;
4 处理后水应循环利用。
采用离子交换处理焦磷酸铜镀铜废水时,宜采用下图所示的双阴柱全饱和基本工艺流程,并应满足以下技术条件和要求:
图4.1-11 离子交换处理焦磷酸铜镀铜废水基本工艺流程
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1 再生柱的洗脱液,含有较高浓度的铜离子,可直接回镀槽作为补充液使用。 2 如运行中循环水和补充水采用自来水,由于自来水中钙、镁等离子形成白色沉淀,加重了过滤柱负荷,所以,应在过滤柱前增设一个阳柱。 4.1.7综合废水处理技术
综合废水是指经过预处理后的各股废水与电镀混合废水混合后的废水。其废水中含有各种重金属、氰化物、金属络合物和有机络合剂、COD、氨氮、TN、TP等污染物,其处理方法主要有以下方法:
(1)化学沉淀法
一般采用化学沉淀法对混合废水进行预处理,其工艺流程图一般如下所示:
混合废水破络反应池中和池凝聚反应池沉淀池后续处理
图4.1-12 化学沉淀法处理混合废水基本工艺流程图
其使用时宜满足以下技术条件:
1 混合废水中含有络合物时,应采用次氯酸钠等氧化剂先破络。
2 混合废水中含有铬、铜、镍、锌时,处理过程中 pH 宜控制在8~9;当有镉离子时,废水pH 应大于或等于10.5,同时应防止混合废水中两性金属的再溶解。
3 处理过程中,可根据需要投加絮凝剂和助凝剂,其品种和投加量应通过实验确定。
化学沉淀法处理效果好,投资相对较低;但是工艺流程较长、污泥量大,且COD、氨氮去除效果一般。
(2)微电解法
微电解法处理电镀混合废水时,宜采用下图所示的基本工艺流程:
絮凝剂电解混合废水调节池压缩空气内电解处理混液沉淀清水池排放污泥脱水污泥
图4.1-13 微电解法预处理混合废水
采用微电解法处理电镀混合废水时,应满足以下技术条件和要求:
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1 微电解处理设备的材质宜选用不锈钢或碳钢,内壁应做防腐处理。 2 铸铁屑粒径宜大于5mm;装填高度不宜小于1.5m。
3 进水pH 值宜控制在2~4;废水与铁屑填料的接触时间不宜少于30min; 4 处理系统在运行期间,应定时向微电解设备自动通入压缩空气。空气通入量为0.1m3/(min∙m2)~0.13m3/(min∙m2);压力为0.3Mpa~0.7Mpa;通气时间为1min~3min;脉冲频率宜为2s~5s;周期宜为1h~2h。
5 微电解设备出水应用碱(或石灰乳)调pH 值为8~11 进行固液分离,为加快污泥沉淀,可适当投加助凝剂。
6 当采用连续式处理时,宜设水质自动检测和投药自动控制装置;间歇循环式处理废水,微电解设备内的流速不宜低于20m/h。
7 微电解设备在检修或不运行期间,应保持设备内的水位始终浸没铁屑填料。如设备维修需将废水排空时,其设备维修和注满水的时间间隔应不超过4h。
微电解法处理效果好,且具备一定的COD去除功能,在去除重金属的同时可提高废水的可生化性。但是操作管理较复杂、污泥量大。 (3)生物处理技术
电镀废水中的COD、石油类、总磷、氨氮与总氮等污染物,应采用生物处理达标后排放。
生物法处理电镀混合废水,宜采用下图所示的基本工艺流程:
空气预处理后的电镀混合废水中间水池酸化水解池生物接触氧化池固液分离池污泥池回用或排放观测池过滤器生物活性炭反应器
图4-14 生物处理综合电镀废水基本工艺流程
生物处理技术应用时,应满足以下技术条件和要求:
1 铬、镍、铜、锌等重金属及盐分等对微生物均有毒害作用,因此,进入生物处理系统的重金属离子应经过预处理,一般进入生物池的有害物质允许浓度如下:
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序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
有害物质名称 三价铬 六价铬 铜 锌 镍 镉 铅 铁 氯化物 允许浓度(mg/L) 3 0.5 1 5 2 0.1 0.5 10 4000 2 宜根据综合废水的水质及出水要求,合理选用酸化水解池、接触氧化池作为二级处理、生物活性炭、高效过滤器作为深度处理工艺。
3 固液分离池一般选用沉淀池;也可选用膜分离系统,采用膜分离系统时,可将接触氧化池改为膜生物反应(MBR)池,但考虑到电镀废水可生化性差、污泥增殖慢等特点应慎用膜生物反应池。
4 处理过程中所产生的污泥,经管道汇集后自流入污泥浓缩池,经浓缩、脱水后外运集中处理,上清液重新流回调节池。
该技术可有效去除COD、氨氮等污染物。 4.1.8回用水处理技术
(1)总体要求
电镀废水回用宜遵循分质处理、分质回用的原则;镀镍、金、银等贵金属后的漂洗废水应开展在线处理回用,并回收贵金属。
应优先考虑采用在线回用处理工艺,在线回用处理工艺包括膜法、离子交换法等。
一般可将处理达标后的综合废水作为回用水处理系统的水源。
回用水处理系统主要工艺过程包括多介质过滤、超滤、反渗透和离子交换法等,应综合考虑进水水质、回用水水质要求、回用率以及经济技术指标等因素确定合理的工艺组合。
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应根据电镀线具体回用点位的用水水质要求开展电镀废水的深度处理;一般低品质出水回用于前处理用水,高品质出水回用于镀后漂洗用水。
回用水质主要关注电导率、浊度、离子浓度等指标,因此回用处理工艺主要选择以脱盐为主的处理工艺。目前最常用的脱盐工艺为反渗透处理工艺。
应注意污水回用后污染物、含盐量的累积造成废水处理难度的增加。 (2)反渗透处理技术
反渗透膜分离技术是利用高压泵在浓溶液侧施加高于自然渗透压的操作压力,逆转水分子自然渗透的方向,迫使浓溶液中的水分子部分通过半透膜成为稀溶液侧净化产水的过程。全过程均属物理法,不发生相变。该技术适用于电镀企业各种电镀生产线废水的深度脱盐处理。
反渗透工艺的关键在反渗透膜前的预处理,降低膜污染,减少清洗频率,延长膜使用寿命;良好的预处理是保证膜系统运行的首要条件。
其预处理工艺过程包括多介质过滤、精密过滤、微滤或超滤等。 常用的电镀废水回用处理工艺如下:
处理出水 调节池 多介质过滤器 精密过滤器
超滤 反渗透 浓水进一步处理 淡水去回用 图4.1-15 回用水处理典型工艺流程图
反渗透处理技术应用时,应满足以下技术条件和要求:
1 重点关注进膜前废水的COD、胶体、钙离子等对膜的污堵。一般情况下,进膜预处理系统的废水COD浓度应不高于100mg/L。
2 为防止反渗透膜的化学损伤,进水中余氯含量应小于0.1mg/L。去除氧化剂的方法可采颗粒活性炭吸附,也可投加还原剂(如亚硫酸氢钠),并通过ORP 进行监控。
3 膜浓水不应直接返回调节池,宜经处理系统处理达标后排放。
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4.2大气污染防治技术
4.2.1 废气抑制
减少电镀加工过程的废气首先是从工艺本身入手,改良生产工艺技术减少有害废气产生;另一方面是添加气雾抑制剂,将气雾控制在液面的泡沫层中,自然集聚后再回落到槽液中。
电镀溶液添加的气雾抑制剂要求发泡性能好,不参与电极反应,对槽液和镀层性能无不良影响,且易于脱洗。一般多采用非离子型表面活性剂作为气雾抑制剂。
(1)盐酸、硫酸酸雾的抑制
盐酸酸洗溶液可考虑投加兼具除油除锈功能的酸雾抑制剂;硫酸酸洗液可投加十二烷基硫酸钠或OP乳化剂。
(2)铬酸雾的抑制
镀硬铬槽中可投加5-20mm的聚乙烯或聚氯乙烯空心塑料球,大小相同地铺在镀铬槽液表面。
装饰性镀铬槽中可投加不含PFOS成分的液态铬雾抑制剂12,其可在槽液表面形成很好的泡沫层、降低槽液表面张力以消除铬雾和减少槽液的带出损失。
(3)碱雾的抑制
化学除油过程采用中、低温除油工艺,并选择中、低温除油药剂,减轻碱雾的产生;电解除油槽添加高泡型表面活性剂如十二烷基硫酸钠和OP乳化剂铬各0.01g/L,可在槽液表面形成足够厚度的泡沫层,起到较好的抑雾作用。 4.2.2 废气收集
(1)在设计废气集气罩时,应根据有害物质的特性与散发规律,工艺设备的结构与操作特点,合理的确定集气罩的形式,在不影响生产操作的情况下应尽可能设置全密闭式或半密闭式集气罩,保证在排风口处的风速。
(2)氢氰酸雾、铬酸雾、产生工段应单独设置收集、处理装置,其集气罩应采用槽边条缝罩。
(3)同一工种槽子的排风应尽可能合并成一个排风系统,但一个排风系统的集气点不宜超过4个,否则每个集气点的集气效果不易平衡。
(4)当设置槽边集气罩时,应符合以下要求:
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①槽宽小于500mm时宜采用单侧集气;槽宽在500~800mm时宜采用双侧集气;槽宽在800~1200mm时必须采用双侧集气。
②槽宽大于1200mm时采用吹吸式集气罩(即吹吸罩)。
③槽边集气罩应设在槽的长边一侧,沿槽边的排风速度应分布均匀。 ④槽长≤1500mm时,可采用单吸风口;槽长>1500mm时,建议采用多吸风口;槽长>3000mm时,必须采用多吸风口。
(5)为提高槽边集气效果,应使需槽边排风的槽尽量靠墙;条件允许的情况下,槽面上可设置活动窗封闭式集气罩。
(6)铬酸雾槽的液面排风风速为0.4~0.5m/s,氰化氢槽的液面排风风速为0.3~0.4m/s,其他酸雾槽的液面排风风速不小于0.2m/s,碱雾槽的液面排风风速不小于0.3m/s。
(7)手动酸洗应设专门操作间,废气应采取半密闭罩形式收集,尽可能减少酸性废气的无组织逸散,确保废气收集效率。
(8)手动镀槽废气应采取半密闭罩形式收集。
(9)有条件的自动线设置辅助密闭间,集中收集车间逸散型废气,并注意主风管设置方式和空间25次/h的换气次数。 4.2.3 废气处理技术
(1)总体要求
①废气处理设施应严格按照规范进行设计,合理确定吸收设备参数。 ②设计的吸收系统宜考虑pH自控,尽可能做到吸收条件稳定,并确保系统的联锁控制。
③废气吸收产生的废水严格按照分类收集,纳入污水站集中分类处理; ④其他如有机废气、粉尘等应单独处理。 (2)中和法治理酸性、碱性废气技术
喷淋塔中和法是根据酸碱中和的原理,将酸性、碱性废气在喷淋塔中分别与碱性、酸性材料中和。喷淋塔由塔体、液箱、喷雾系统、填料、气液分离器等构成,废气由进风口进入塔体,通过填料层和喷雾装置使废气被吸收液净化,净化后气体再经气液分离器,由通风机排至大气。
该技术对各种酸性、碱性废气均具有高效率吸收净化的特点。
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该技术适用于前处理、酸洗、钝化、出光等工序产生的碱性、酸性气体的净化。
(3)凝聚回收法治理铬酸废气技术
喷淋塔凝聚回收法是利用滤网过滤、阻挡废气中的铬酸微粒。铬酸废气通过滤网时,微粒受多层塑料网板的阻挡而凝聚成液体,顺着网板壁流入下导槽,通过导管流入回收容器内。
经冷却、碰撞、聚合、吸附等一系列分子布朗运动后,凝成液滴并达到气液分离被回收。残余废气经循环喷淋化学处理达到排放要求后,经排气筒排放。
该技术铬酸废气回收率约95%,具有自动化程度高、铬回收率高的特点。 该技术适用于处理镀铬、镀黑铬、铬酸阳极化、电抛光等工序产生的铬酸废气
(4)吸收氧化法治理氰化物废气技术
喷淋塔吸收氧化法是用15%氢氧化钠和次氯酸钠溶液或硫酸亚铁溶液,在碱性状态下吸收、氧化氰化物废气,处理后生成氨、二氧化碳和水。
该技术氰化物净化率90%~96%,具有技术成熟、操作简便、氰化物去除率高的特点。
该技术适用于处理氰化预镀铜、碱性氰化物镀金、氰化物镀银、仿金电镀等含氰电镀生产线产生的氰化物废气。
(5)袋式除尘技术
袋式除尘技术是利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行净化。 该技术除尘效率高,适用范围广,可同时去除烟气中的颗粒物。 该技术适用于抛/磨光系统的粉尘治理。 (6) 高效湿式除尘技术
高效湿式除尘技术是指粉尘颗粒通过与水雾强力碰撞、凝聚成大颗粒后被除掉,或通过惯性和离心力作用被捕获。
该技术运行成本低,适用于抛/磨光系统的粉尘治理。
4.3固废污染防治技术
4.3.1危险废物的暂存及处置要求
(1)根据“减量化、资源化、无害化”的原则,对固废进行分类收集、规范
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处置。危险化学品包装物、废液(电镀液、退镀液)、废渣(阳极泥、过滤残渣、滤芯等)、废水处理污泥等应按照危险废物进行管理。
(2)危险废物贮存场所应遵循《危险废物贮存污染控制标准》的要求,须设雨棚、围墙或围堰,地面须作硬化防渗处理,设置能够将废水、废液纳入污水处理设施的废水导排管道或渠道。贮存场所外要设置危险废物警示标志,危险废物容器和包装物上要设置危险废物标签。
(3)危险废物应当委托具有相应危险废物经营资质的单位利用处置,严格执行危险废物转移计划审批和转移联单制度。
(4)废水处理污泥宜按照废水分质处理产生的污泥如含镍污泥、含铜污泥、含铬污泥、综合污泥等分别设置污泥浓缩池及污泥脱水设备,以利于污泥的资源回收与综合利用。
(5)废水处理污泥经污泥浓缩池浓缩后,可采用板框压滤机脱水,宜采用高压隔膜压滤机脱水,将污泥含水率降低至60%以下,实现污泥减量。浓缩池上清液和压滤液应返回按照废水分类收集的要求返回相应的废水调节池重新处理。 4.3.2废水处理污泥综合利用与处置技术
(1)水泥固化技术
水泥固化技术是利用新型干法水泥回转窑焚烧有毒有害工业污泥,使电镀污泥中存在的重金属金属元素固化在熟料矿物中。电镀污泥经过高温煅烧处理后可以用作水泥的原材料,对水泥制品质量无不良影响,也不会构成对环境和人体的威胁。
该技术适用于化学法处理电镀废水产生的处理污泥。 (2)烧制建筑用砖
电镀废水处理污泥混合废渣经高温烧制,将氢氧化物脱水为氧化物,氧化物与黏土中的氧化硅、氧化钙等产生玻璃相反应,就生成不溶于水的稳定化合物,在解毒的同时,也能使砖的强度有所增加。
该技术适用于化学法处理电镀废水产生的处理污泥。 (3)熔炼技术
熔炼技术是将经烘干处理的电镀废水处理污泥和铁矿石、铜矿石、石灰石等辅助材料装入炉内,以煤炭、焦炭为燃料和还原物质进行还原反应,炼出所需重
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金属。
该技术适用于化学法处理电镀废水产生的处理污泥。 (4)氨水浸出技术
氨水浸出技术是指用氨水从电镀废水处理污泥中浸出铜和镍,再用氢氧化物沉淀法、溶剂萃取法或碳酸盐沉淀法将铜和镍分离。
该技术对铜和镍的浸出选择性好,浸出效率高,铜离子和镍离子在氨水中极易生成铜氨和镍氨络合离子,溶解于浸出液中,氨浸出液如只有含铜的铜氨溶液,可直接用作生产氢氧化铜或硫酸铜的原料。
该技术适用于处理处置含铜、镍等贵金属废水处理污泥。 (5)硫酸(硫酸铁)浸出技术
硫酸(硫酸铁)浸出技术是指用硫酸或硫酸铁从电镀废水处理污泥中浸出铜和镍,再用溶剂萃取法或碳酸盐沉淀法将铜和镍分离。浸出的铜和镍以硫酸盐的形式存在,该方法反应时间较短,效率较高。但该技术置换效率低,且对铬等其他金属未能有效回收,有一定的局限性。
该技术过程较简单,且废水可循环使用,基本无二次污染;但硫酸具有较强的腐蚀性,对反应容器防腐要求较高;同时,浸出时温度达到80~100℃时,会产生蒸汽和酸性气体;溶剂萃取法的操作过程和设备较复杂,成本较高。
该技术适用于处理含铜、镍等重金属废水处理污泥。
4.4污染防治新技术
4.4.1生物降解脱脂技术
生物降解脱脂技术是利用微生物的生长特性,净化工件表面上的油污,使油污降解为二氧化碳和水。该技术可替代传统皂化等脱脂方法。其优点是适应范围(pH4~9)广,脱脂温度低,节约能源;使用寿命长,节约资源;脱脂液不含磷,减少了对环境的污染。
该技术必须由一个生物降解装置和脱脂槽连接组成一个循环系统,分离死菌,补充营养,保持微生物的浓度和活性,以满足生产的要求。
该技术适用于镀件单一的新建大型电镀企业。 4.4.2无氰碱性镀技术
无氰碱性镀技术是在碱性(pH 8.8~9.5)及室温(15.5℃~24℃)条件下,
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采用特殊添加剂,直接在黄铜、铜、化学镍等工件表面镀银的工艺。该技术无需预镀银,镀层与工件的结合力优于氰化物镀银,镀件的颜色洁白、美观。镀液中银的补给来自银阳极,镀液稳定,阳极溶解效率高,具有镀层致密、光滑、结晶细致、极低空隙、焊接性能强等特点。
该技术适用于黄铜、铜、化学镍等工件直接镀银工艺。 4.4.3吸附交换法回收废酸液技术
吸附交换法回收废酸液技术是利用离子交换树脂(或纤维)的阻滞特性,将废液中的酸吸附,其他金属盐顺利通过,然后利用纯水解析树脂回收酸。第一步除去废酸液中的悬浮固体物,第二步对废酸液净化处理。
该材料有优异的亲酸性,当它与酸接触时,酸被吸附截留。酸液中的其他物质,如金属离子,则流出系统。当离子交换柱酸饱和后,再用水洗掉离子交换柱吸附的酸,成为再生酸液。
该技术适用于废酸液的回收利用。 4.4.4 电化学废水处理技术
电化学法是指借助外加高频脉冲电源产生电化学反应,把电能转化为化学能,经单一电化学设备即可对废水中的有机或无机物进行氧化还原反应,进而凝聚、浮除,将污染物从水体中分离,可有效地去除电镀综合废水中的Cr6+、Zn2+、Ni2+、Cu2+、油、磷酸盐、COD 等各种有害污染物。该方法采用高频脉冲的电解方式,突破了传统的低电压、大电流的电解模式,主要通过电氧化还原、电凝聚、电气浮等来达到去除水中污染物的效果。
该技术可有效去除废水的COD、重金属等,并可有效破络合物,产泥量少;但大水量及高浓度废水时电耗和电极金属的消耗量较大。
该技术适用于低浓度重金属废水、综合废水的深度处理。
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4.5全过程最佳可行技术组合方案
袋式除尘技术 高效湿式除尘技术 电镀前处理工序 W (包括抛磨光、化学脱脂、酸洗、电解脱脂、弱腐蚀) G 电镀工序 无氰镀锌技术 无氰无甲醛酸性镀铜技术 羟基亚乙基二磷酸镀铜技术 三价铬电镀技术 纳米合金复合电镀技术 W 多级连续逆流清洗技术 G 间歇逆流清洗技术 喷射水洗技术 逆流清洗—离子交换技术 逆流清洗—反渗透技术 逆流清洗—电解回收技术 槽边化学反应技术 镀铬废液净化回收技术 溶剂萃取—电解还原法回收 废蚀刻液技术 中和法治理酸气技术 凝聚回收法治理铬酸雾技术 吸收氧化法治理氰化物废气技术 碱性氯化法处理技术 化学还原法处理技术 化学沉淀法处理技术 离子交换法处理技术 化学法+膜分离法处理技术 高级氧化法处理技术 A/O生物处理技术 A2/O生物处理技术 好氧/膜生物处理技术 缺氧/膜生物处理技术 厌氧-缺氧/膜生物处理技术 反渗透膜深度处理技术 S 水泥固化技术 烧制建筑用砖 熔炼法技术 氨水浸出法技术 硫酸浸出法技术 图 例 W—电镀废水 G—电镀废气 S—电镀污泥 —污染预防最佳技术 —污染治理最佳技术 G 电镀后处理工艺 W (包括出光、钝化、漂白) 图4.5-1 电镀行业污染防治最佳可行技术组合 45
5内部环保管理 5.1 生产现场管理
(1)生产线或车间安装用水(包含自来水、纯水、回用水)计量装置,污水处理及废气处理设施安装电表。
(2)生产现场环境清洁、整洁、管理有序,危险品有明显标识,生产过程中无跑冒漏现象。
(3)车间内实施干湿区分离,湿区地面敷设网格板,湿镀件作业在湿区进行,湿区废水/液单独收集。
(4)生产车间地面采取防渗、防漏和防腐措施,厂区道路经过硬化处理。 (5)厂区实行雨污分流,有雨水管网及污水管网图纸,并报环保部门备案,设置初期雨水收集池,有效容积满足初期雨量要求。
(6)车间及厂区污水收集和排放系统等各类污水管线设置清晰,按照不同种类废水涂色及标识。
5.2环保管理组织体系
(1)电镀企业(园区)必须按照要求建立完善的环保组织体系、健全的环保规章制度和规范的环保台帐系统(包括污染治理设施运行和危险废物管理等台帐)。
(2)设置专门的内部环保机构,应配备专职、专业人员负责日常环保管理,建立企业领导、环境管理部门、车间负责人和专职环保员组成的企业环境管理责任体系。
(3)企业环保人员应经过县级以上环保局组织的环保岗位业务培训并持证上岗。
5.3内部环境监测
电镀企业和园区应具备开展排放污染物的自行监测能力,配置监测实验室和所需的人员、仪器设备,并通过当地环境监测站的监测质量考核;制定重金属(特征污染因子)自行监测方案,电镀园区应每日对园区排放的废水等污染物状况进行监测,每月向当地环保部门报送自测报告。
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5.4环保台账
(1)相关档案齐全,每日的废水、废气处理设施运行、加药、电耗及维修记录、污染物监测台帐规范完备。
(2)建立工业危险废物管理台账,如实记录危险废物贮存、利用处置相关情况;制定危险废物管理计划并报县级以上环保部门备案;进行危险废物申报登记,如实申报危险废物种类、产生量、流向、贮存、处置等有关资料。
(3)危险废物应当委托具有相应危险废物经营资质的单位利用处置,严格执行危险废物转移计划审批和转移联单制度。
5.5环境应急管理
(1)电镀企业(园区)应设置应急事故水池,应急事故水池的容积应能容纳12h~24h的废水量,并做好防渗漏处理,确保环境安全。
(2)电镀企业(园区)应按要求编制环境风险应急预案并进行备案,预案具备可操作性,并及时更新完善,按照预案要求配备相应的应急物资与设备,定期进行环境事故应急演练。
(3)危险化学品使用、贮存等,应符合《化学危险物品安全管理条例》等安全生产法律法规和标准要求,危险化学品应实行专库储存,库房、生产作业场所必须符合安全生产条件,并具有防台风、洪水、火灾等自然灾害功能。
(4)硫酸、液碱等贮罐周围建有围堰,围堰高度满足应急要求,配酸碱、存酸碱所在地应防渗、防腐。
(5)电镀企业及园区应设置应急水池,其有效容积应容纳12h以上的废水量;在发生火灾等突发环境事件时,应能将事故废水/液自流导入应急水池。
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6环境监管
(1)电镀园区应设立专门的环保机构,统一负责园区环保工作。 (2)电镀企业及园区的污水排放口、雨水排放口均纳入常规监测范围,对电镀园区还应将地下水纳入监测范围。
(3)所有电镀企业、园区必须建成标准化、规范化排污口,安装废水在线监控设施,并与环保部门联网。
(4)各地环保部门要加强企业环保信息管理,建立完善包括检查、监测结果在内的企业“一厂一档”档案系统。要及时发布电镀企业环境违法行为查处信息,接受群众监督。
(5)所在地县(市、区)环保部门应开展电镀企业及园区的排污口、雨水排放口及周边环境的监督性监测;所在地县(市、区)要组织国土资源、环保、农业等部门对关停、搬迁电镀企业原厂区开展土地重金属残留的监测和评估,落实超标土壤的修复和限用措施。所在地县(市、区)国土资源部门应做好电镀企业及园区地下水特征污染因子的环境监测工作;所在地县(市、区)农业部门应做好电镀企业及园区周边农作物的监测工作,对作物重金属超标的农田采取相应措施。
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7指南应用中的注意事项
(1)建立健全各项数据记录和生产管理制度。
(2)加强操作运行管理,建立并执行岗位操作规程,制定应急预案,定期对员工进行技术培训和应急演练。
(3)合理使用设备,加强设备的维护和维修管理,保证设备正常运转。 (4)按要求设置污染源标志,重视污染物的检测和计量管理工作,定期进行全厂物料平衡测试。
(5)采用高效变频开关电源,节省能源。
(6)严格物料管理,减少化学品流失和泄漏,减少废物排放。 (7)加强镀液管理,保证电镀质量,减少污染物产生、降低成本。 (8)加强槽液循环过滤。
(9)镀件出槽时,在镀槽上空停留片刻(一般10~15 秒),在不影响镀层质量的前题下,让挂具和工件上的带出液尽可能滴回电镀槽。
(10)电镀清洗用水通常采用流动水洗,在水槽进水口安装可的流量计,或者清洗水自动控制给水,避免浪费,节约用水。
(11)在槽体间安装档板,使镀液或清洗水流回槽内,保持地面清洁。 (12)水洗槽导入空气搅拌,提高水洗效率。
(13)贯彻“节流与开源并重、节流优先、治污为本”的用水原则,全面推广“分质用水、串级用水、循环用水、一水多用、废水回用”的节水技术,提高水的重复利用率。
(14)化学或电化学抛光中,如废水中含铬,单独预处理后再进入综合废水处理系统。
(15)改进挂具和镀件的吊挂方式,减少带出液量,降低清洗水的浓度。 (16)生产线上增设镀液回收槽、滴液器等回收装置,回收电镀液。 (17)工件出镀槽时,增加空气吹脱设施,减少镀液带出量。
(18)定期检查喷淋塔的塔体,液箱,喷雾系统、填料,气液分离器等完好性,及时更换填料。
(19)抽风设备风量调试平衡后,采用全自动控制,使各抽风点处于合理风量范围。
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(20)对于电镀产生的疑似危险废物,应按照相关标准做危险废物鉴别。 (21)电镀废水处理污泥金属含量达到冶炼原料要求时,优先进行资源化综合利用。
(22)采用低噪声设备或采用隔声、减震措施,控制噪声源强。
(23)对于各类风机、空压机、水泵等噪声源,采用消声器等方式降低噪声。 (24)持续开展清洁生产,导入健康安全环境管理体系;按照清洁生产的理念,设计园区的电镀生产线;园区内企业持续开展清洁生产。
(25)使用高频开关电源、可控硅电源、脉冲电源,不准高耗能电源入驻。 (26)根据相关、标准规定,明确园区、企业污染治理责任,保证污染物达标排放。
(27)进入电镀废水收集池、污水池时,必须根据水池内的污染物及可能的有毒气体种类充分做好安全防护措施,防止中毒。
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