实用技术丨电镀废水处理及资源回用技术

　　导 语
 

　　生态环境保护实用技术和示范工程是我会面向所有环保企事业单位的免费年度技术推广服务，从1991年至今我们已累计推广先进技术和工程4100多项。为便于相关方使用《2021年重点生态环境保护实用技术和示范工程名录》(详见关于发布《2021年重点生态环境保护实用技术和示范工程名录》的公告)，我会编制了入选技术和工程的简介，将陆续在我会官微和公布。简介内容均由入选项目的申报单位提供。
 

　　2021-33
 

　　技术名称
 

　　陕西福天宝——电镀废水处理及资源回用技术
 

　　申报单位
 

　　陕西福天宝环保科技有限公司
 

　　推荐单位
 

　　陕西省环境保护产业协会
 

　　适用范围
 

　　SCR系统属于水污染防治领域，适用于电镀废水处理与回收再利用，综合处理电镀废水，同时对盐分浓缩结晶、重金属等资源进行回收利用。
 

　　主要技术内容
 

　　一、技术简介
 

　　基本原理
 

　　综合运用各种物理化学分离技术包括电除盐技术、膜技术及蒸发技术来实现盐分浓缩结晶、有价金属回收利用及中水回用的目的，简称Separation Concentration Recycle(SCR工艺)。本方法包含固液分离系统、电除盐系统、反渗透系统、MVR蒸发系统。
 

　　电镀废水零排放及资源再生回用的工艺系统(SCR)将含氰、含铬、含镍、酸铜的电镀废水经过预处理后，与企业的综合废水一起进入综合收集池，主要包括预处理、高级氧化、超滤、电除盐、反渗透、MVR 蒸发以及污泥干燥等工艺。SCR三联柱离子交换技术保障有价金属离子的有效富集，电积技术实现金属离子的分类单质化，SCR电渗析膜分离和浓缩技术可高效分离重金属和浓缩盐分，同时能高效去除COD、氨氮和其他有害物质，使得水体中重金属的去除更加容易彻底。
 

　　工艺路线
 

　　(1)首先将电镀产线的废水按照环保要求以及资源回收的原则分为综合废水、含氰废水、含镍废水、酸铜废水和含铬废水。将酸铜废水和含镍废水中铜(Cu)、镍(Ni)等有价金属通过离子交换和金属电积等湿法冶金工艺提炼出来；含铬废水、含氰废水经充分地去除一类污染物的预处理后与综合废水一并进行酸度调节，沉淀金属离子，然后经过固液分离，污泥送干燥后委外处理或进一步回收金属；
 

　　(2)该方法得到的溶液进一步经过电除盐设备处理得到电除盐浓水和电除盐淡水，其中重金属离子和盐分都集中在电除盐浓水中；
 

　　(3)该方法得到的电除盐淡水再经过反渗透系统得到RO产水 (淡水)和RO浓水，RO淡水送回生产线使用，RO浓水返回电除盐进水，盐分最终进入电除盐浓缩浓水中；
 

　　(4)该方法得到的电除盐浓水经过调节酸度值，沉淀富集的重金属离子，得到上清液和污泥，污泥送干燥后委外处理或进一步回收金属；
 

　　(5)该溶液送MVR蒸发系统进行蒸发，得到蒸发水和结晶盐，该蒸发水返回到反渗透系统进行处理，该结晶盐可作为工业原材料出售。
 

　　最终本工艺将各分离和浓缩系统有机耦合在一起，通过控制各个系统的出水和进水要求，实现了电镀废水中重金属的富集和分离、水和盐的品质控制，并保证了该过程产水回用和盐的资源化使用。
 

　　技术应用数量
 

　　技术应用数量为1项。
 

　　应用效果
 

　　SCR工艺基于物料平衡及资源回收的设计理念，区别于以减排为目的的传统工艺技术。在传统工艺无法达到稳定达标排放及资源回收的情况下，SCR工艺可以做到：
 

　　(1)经资源化处理，污泥量减少50%；
 

　　(2)完全做到变废为宝，将废泥无害化处理变成新型材料；
 

　　(3)通过分离及蒸发系统将浓液变成工业盐，成为原材料；
 

　　(4)降低药剂使用，减少环境负担，将水100%回用至电镀生产线，不产生二次污染。
 

　　玉环福天宝沙门水厂运用SCR工艺以日处理3000 m3处理电镀废水为例：
 

　　(1)每年节约淡水资源100万m3；
 

　　(2)每年回收有价金属资源160吨，不但为我国缓解战略资源短缺矛盾做了贡献，而且避免了环境的重金属污染；
 

　　(3)每年产出工业副产盐8000吨，可以减少约3.1万亩的土壤轻度盐碱化(土壤深度30 cm)。电镀污泥排放减量约50%，减少了二氧化碳总排放量(焚烧填埋处理)，同时还减少了污泥焚烧产生的二氧化硫、氮氧化物等大气污染物。
 

　　技术特点
 

　　(1)相对于传统工艺，SCR系统出水水质稳定，满足《电镀污染物排放标准》(GB 21900—2008)表3标准；传统工艺由于技术本身的局限性，在水质不断变化的情况下，系统兼容性不够，系统负荷的变化造成出水水质无法稳定达标；
 

　　(2)SCR系统通过大量在线传感器来实现系统的自动运行，在水质波动的情况下，可自适应调整相应运行参数，减轻人员工作强度，避免人为失误。同时后台自动记录水质及运行参数，初步实现数据采集和分类，为下一步实现大数据分析及AI智能打下基础，进一步优化系统运行；
 

　　(3)采用三联柱离子交换技术，保障有价金属离子的有效富集。通过领先的电积技术，实现金属离子的分类单质化，最大限度实现有价金属的回收，且没有二次或次生污染。相较于传统工艺通过化学沉淀形成金属氢氧化物进行固液分离的方法，无需加药，提高了回收率，且污泥量大为减少；
 

　　(4)SCR工艺很好地利用了高级氧化的作用，高效去除COD的同时，还兼有去除氨氮和其他有害物质，使得水体中重金属的去除更加容易和彻底；
 

　　(5)SCR工艺的电渗析膜分离和浓缩技术，更节能高效地分离重金属和浓缩盐分，相比于采用多级反渗透的传统方法更加节能高效，运行寿命更长；
 

　　(6)SCR工艺采用电渗析淡水作为反渗透系统的进水，确保了反渗透膜组件的使用寿命；
 

　　(7)SCR工艺的反渗透产水，水质优于《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅳ类水质标准，可根据车间生产要求100%回用，实现水系的闭路循环，真正做到水体零排放；
 

　　(8)SCR采用的MVR蒸发，相比于传统的单效和多效蒸发更加节能且自动化程度高；
 

　　(9)采用微波干燥技术，相比传统的火法降低污泥水分，更高效节能地去除污泥水分，且不产生二次污染；实现污泥减量化，从而降低了污泥委外处置成本；
 

　　(10)PLC全厂控制系统，实现了远程观察和控制的同时相比同规模的传统法污水处理厂大幅度地节省了相应人力成本；
 

　　(11)最重要的一点：SCR系统所产副产盐，纯度高、杂质少、含水率低，可以用于印染、切削、融雪等众多领域。

　　二、典型应用案例
 

　　案例名称
 

　　浙江玉环福天宝沙门滨港工业城电镀废水零排放项目。
 

　　案例简介
 

　　本项目位于浙江台州玉环市沙门滨港工业城电镀中心，2018年福天宝作为招商引资项目落户玉环，在沙门滨港工业城电镀中心购买土地建设玉环福天宝沙门滨港工业城电镀废水零排放污水处理厂，服务于玉环沙门滨港工业城电镀中心六家电镀企业，得到当地政府及各级职能部门的大力支持与帮扶，运用我公司自主研发的SCR(Separation Concentration Recycle)电镀废水零排放及资源再生回用工艺技术，解决了电镀废水中有机污染物、重金属和盐分对水体的破坏，将废水变废为宝。电镀废水以管网形式接入厂内，现已投运，运行良好平稳，将处理完的水全部回用至电镀企业生产线，完全符合生产需要。此项目为高起点设计，采用最先进的工艺，现代自动化运行，是一具有功能性、示范性的污水处理中心。此中心日处理水量约为3000 m3。项目占地面积6721 m2，建筑面积13573 m2，其中办公面积2904 m2，主厂房面积10669 m2，投资1.39亿人民币，同时将成立现代化中心实验室，为周边企业服务。
 

　　达到的标准或性能要求

　　业主单位
 

　　玉环福天宝环保科技有限公司。
 

　　投运时间
 

　　2020年11月19日正式进企业电镀废水。
 

　　工艺流程

　　1、首先将电镀产线的废水按照环保要求以及资源回收的原则分为综合废水、含氰废水、含镍废水、酸铜废水和含铬废水。将酸铜废水和含镍废水中铜(Cu)、镍(Ni)等有价金属通过离子交换和金属电积等湿法冶金工艺提炼出来；含铬废水、含氰废水经过充分去除一类污染物的预处理后与综合废水一并进行酸度调节、沉淀金属离子，然后经过固液分离，污泥送干燥后委外处理或进一步回收金属；
 

　　2、该方法得到的溶液进一步经过电除盐设备处理得到电除盐浓水和电除盐淡水，其中重金属离子和盐分都集中在电除盐浓水中；
 

　　3、该方法得到的电除盐淡水再经过反渗透系统得到RO产水(淡水)和RO浓水，RO淡水送回生产线使用，RO浓水返回电除盐进水，盐分最终进入电除盐浓缩浓水中；
 

　　4、该方法得到的电除盐浓水经过调节酸度值，沉淀富集的重金属离子，得到上清液和污泥，污泥送干燥后委外处理或进一步回收金属；
 

　　5、该溶液送MVR蒸发系统进行蒸发，得到蒸发水和结晶盐，该蒸发水返回到反渗透系统进行处理，该结晶盐可作为工业原材料出售。
 

　　最终本工艺将各分离和浓缩系统有机耦合在一起，通过控制各个系统的出水和进水要求，实现了电镀废水中重金属的富集和分离、水和盐的品质控制，并保证了该过程产水回用和盐的资源化使用。
 

　　运行情况
 

　　从2020年11月19日进水开始，系统每天处理企业进废水1400 m³(企业受疫情等情况影响，排水量比设计水量小)，其中包括综合废水、含铬废水、含镍废水、酸铜废水、含镍废水等。经过公司的SCR处理工艺之后，得到的RO产水水质稳定达标回用到企业生产车间，具体水质指标见附件。水处理过程的废气处理设施运行稳定正常，排气筒出气的检测结果显示，外排气体达标。SCR工艺得到的工业副产盐，送检第三方检测，经过专家论证鉴定不属于危险废物，可以直接用于印染、机械加工等行业，具体检查结果和专家评审结果见附件。

　　欢迎生态环保企事业单位积极参与生态环境保护实用技术和示范工程推广工作，相关要求详见我会“实用技术示范工程”栏目。如您对历年入选《重点生态环境保护实用技术和示范工程名录》《环境技术进步奖》、生态环境部《国家先进污染防治技术目录》等更多先进技术成果感兴趣，可在我会首页查询中心“先进技术案例”栏目查询。
 

　　实用技术指在一定时期内，同国家生态环境保护需求和经济发展水平相适应的先进适用生态环境保护技术，包括污染防治、碳减排、生态环境修复、资源综合利用、环境监测及智慧化环境监控管理等领域的技术、装备和材料。
 

　　示范工程指采用先进生态环境保护技术、装备、材料或创新服务模式，具有示范推广意义的工程，包括污染防治工程、生态修复工程、资源综合利用工程、碳减排及生态环境综合治理工程。
 

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