近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電子產(chǎn)業(yè)作為國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)得到迅猛發(fā)展。電子電鍍作為電子制造業(yè)的重要組成部分，其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水含有多種重金屬離子、酸堿物質(zhì)以及其他有害成分，若不經(jīng)處理直接排放，將對(duì)周邊環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞。同時(shí)，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視程度不斷提高，相關(guān)法律法規(guī)不斷完善，電子電鍍企業(yè)面臨的環(huán)保壓力越來(lái)越大。因此，為了保護(hù)水資源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，加強(qiáng)電子電鍍生產(chǎn)車間室內(nèi)廢水處理設(shè)施設(shè)計(jì)與建設(shè)尤為重要。基于上述背景，本研究對(duì)電子電鍍生產(chǎn)車間室內(nèi)廢水處理設(shè)施工藝設(shè)計(jì)展開深入研究與探討，以期提高我國(guó)電子電鍍行業(yè)廢水處理水平，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，為我國(guó)電子產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目旨在為某電子電鍍生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)一套完整的室內(nèi)廢水處理設(shè)施，以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水進(jìn)行有效處理和循環(huán)利用。該車間總建筑面積12074m2,包括生產(chǎn)區(qū)、倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)、辦公區(qū)及輔助設(shè)施區(qū)，每條生產(chǎn)線的平均處理能力為15000件/h。

內(nèi)設(shè)有8條生產(chǎn)線，具體包括2條掛鍍錫線、2條滾鍍錫線、3條垂直電鍍線以及1條水平電鍍線，用于半導(dǎo)體IC封裝和分離器件的純錫表面處理。

室內(nèi)廢水處理設(shè)施工藝設(shè)計(jì)

電子電鍍生產(chǎn)車間室內(nèi)廢水處理設(shè)施工藝流程如圖1所示。文章將詳細(xì)闡述電子電鍍生產(chǎn)車間室內(nèi)廢水處理設(shè)施工藝的具體實(shí)現(xiàn)過程。

圖1 電子電鍍生產(chǎn)車間室內(nèi)廢水處理設(shè)施工藝流程

2.1 廢水分類

廢水分類旨在根據(jù)廢水的來(lái)源、成分及其處理難度進(jìn)行有效區(qū)分，從而設(shè)計(jì)出針對(duì)性強(qiáng)且經(jīng)濟(jì)高效的處理工藝。通過對(duì)電子電鍍生產(chǎn)車間中廢水源的全面分析，明確本項(xiàng)目廢水主要來(lái)源于電鍍槽液、清洗過程中的沖洗水、排放的洗滌劑溶液及工藝設(shè)備清洗廢水。基于此，將廢水細(xì)分為含氰廢水、化學(xué)鎳廢水等六大類。具體詳見表1。

表1 廢水分類

依據(jù)這些廢水的具體特點(diǎn)，設(shè)計(jì)廢水處理工藝，確保最終處理后的廢水符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2 預(yù)處理

在電子電鍍生產(chǎn)車間的室內(nèi)廢水處理工藝設(shè)計(jì)中，預(yù)處理階段目標(biāo)是去除廢水中的大部分懸浮物、油脂和重金屬離子。當(dāng)廢水進(jìn)入處理系統(tǒng)時(shí)，設(shè)置10mm×10mm機(jī)械格柵對(duì)廢水進(jìn)行初步過濾，去除較大的懸浮顆粒和雜質(zhì)。經(jīng)格柵處理后的廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，其主要作用是均衡廢水的水質(zhì)水量。設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)池的容積為廢水總處理量的15%~20%,此次工程廢水處理總量為813.6m3/d,因此應(yīng)設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)池容積為122~163m3。同時(shí)，調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)速為20~30rpm的攪拌裝置，確保廢水均勻混合，防止懸浮物沉積。接著，廢水通過提升泵送入混凝反應(yīng)池，在此過程中投加50~150mg/L聚合氯化鋁混凝劑和1~3mg/L聚丙烯酰胺助凝劑，這些化學(xué)藥劑與廢水中的懸浮物和膠體雜質(zhì)發(fā)生凝聚反應(yīng)，形成較大的絮體。同時(shí)，設(shè)計(jì)混凝反應(yīng)池為快速攪拌區(qū)和緩慢攪拌區(qū)兩級(jí)反應(yīng)池：快速攪拌區(qū)的攪拌強(qiáng)度為300s-1,持續(xù)時(shí)間為1~2min;緩慢攪拌區(qū)的攪拌強(qiáng)度為20~50s-1,持續(xù)時(shí)間為15~20min,以提高混凝效果。

經(jīng)過混凝處理的廢水進(jìn)入斜管沉淀池，該池的傾角為60°、長(zhǎng)度為1~2m,能加速絮體沉降。經(jīng)沉淀處理后的廢水可能仍含有殘留的油脂和細(xì)小懸浮物，進(jìn)一步采用氣浮分離技術(shù)凈化水質(zhì)，其利用氣浮裝置將微小氣泡附著在懸浮物和油脂顆粒上，促使它們上浮到水面形成浮渣層。氣浮裝置的氣泡發(fā)生器采用溶氣釋放器，設(shè)計(jì)氣泡直徑為20~50μm,氣水比控制在20:1～40:1,以提高氣浮效率。為進(jìn)一步增強(qiáng)氣浮效果，控制廢水中的溶解氧在5~8mg/L,設(shè)定氣浮裝置的表面負(fù)荷為3~5m3(m2·h)。

2.3 AO-MBR生化池

2.3.1厭氧處理

預(yù)處理階段之后采用AO-MBR生化池工藝進(jìn)行廢水處理。在室內(nèi)AO-MBR生化系統(tǒng)中，厭氧處理是關(guān)鍵步驟之一，其主要任務(wù)是去除廢水中難以降解的高分子有機(jī)物和溶解性有機(jī)物。為此，選用UASB-1000型號(hào)的上流式厭氧污泥床反應(yīng)器進(jìn)行室內(nèi)廢水處理，該反應(yīng)器總?cè)莘e為1000m3。具體實(shí)施時(shí)，設(shè)定處理水量為500m3/d、HRT(水力停留時(shí)間)為2天，SRT(污泥停留時(shí)間)為18天，足以讓厭氧微生物充分分解有機(jī)物。為保持厭氧微生物的活性，反應(yīng)器內(nèi)配備加熱裝置以將溫度精確控制在(35±2)℃,并定期通過自動(dòng)化pH調(diào)節(jié)系統(tǒng)將室內(nèi)廢水的pH值控制在6.8~7.2,確保厭氧環(huán)境處于最佳狀態(tài)。為避免反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生浮渣影響室內(nèi)處理效果，在反應(yīng)器頂部安裝三相分離器實(shí)現(xiàn)氣體、液體和固體的分離。此外，在反應(yīng)器底部設(shè)置污泥沉積區(qū)以定期排放過量污泥，維持反應(yīng)器內(nèi)的微生物濃度和反應(yīng)效率。

2.3.2好氧處理

好氧處理階段確保廢水中的有機(jī)物以及氮磷等污染物得到有效去除。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)好氧池容積為1500m3,處理能力為500m3/d,水力停留時(shí)間為3天。為了保證溶解氧濃度精確控制在2~4mg/L,從而維持好氧微生物活性并促進(jìn)有機(jī)物氧化，池內(nèi)配置了2臺(tái)功率為7.5kW的SBJ-7.5型表面曝氣機(jī)。這一過程可任意有效降低廢水中的化學(xué)需氧量至300~500mg/L,同時(shí)將總氮濃度降至50mg/L以下，總磷濃度降至2mg/L以下，去除率分別達(dá)到70%~80%、60%~70%和80%以上。為進(jìn)一步提高氮的去除效率，好氧池內(nèi)特別設(shè)置缺氧區(qū)，通過反硝化作用將硝態(tài)氮還原為氮?dú)猓瑴p少總氮濃度。通過對(duì)進(jìn)水流量和反應(yīng)器內(nèi)溶解氧的精準(zhǔn)調(diào)控，實(shí)現(xiàn)氮的有效去除，從而顯著提升廢水處理的整體效果。最終，確保經(jīng)過好氧處理的廢水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，為后續(xù)膜過濾分離工序提供高質(zhì)量的進(jìn)水。

2.3.3膜過濾分離

經(jīng)過厭氧和好氧處理的廢水隨即進(jìn)入膜過濾分離階段，這一階段利用膜分離技術(shù)進(jìn)一步凈化水質(zhì)。本項(xiàng)目共安裝25組型號(hào)為ZW-500型的膜組件，每組膜組件的處理能力為20m3/d,以確保足夠的處理量。膜孔徑為0.1μm,這種精細(xì)的孔徑能夠有效截留廢水中的活性污泥和懸浮固體，同時(shí)允許處理后的清水通過，達(dá)到高效的固液分離效果。在實(shí)際操作中，設(shè)定膜過濾過程的運(yùn)行壓力為0.02-0.05MPa。經(jīng)過膜分離處理后，廢水中的化學(xué)需氧量可進(jìn)一步降低至50mg/L以下，滿足再利用需求。為預(yù)防膜污染和維護(hù)膜的長(zhǎng)期性能，系統(tǒng)配備自動(dòng)反沖洗和化學(xué)清洗功能。每2h采用空氣和水交替的方式執(zhí)行一次反沖洗，每次持續(xù)3~5min,有效清除膜表面積聚的污垢，避免膜孔堵塞;每30天使用0.5%的次氯酸鈉溶液進(jìn)行一次化學(xué)清洗，清洗周期為6h,徹底去除膜孔內(nèi)部的頑固污染物和生物膜，恢復(fù)膜的通透性。通過上述技術(shù)措施，處理后的廢水水質(zhì)穩(wěn)定且達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)，符合回用要求。

2.4 排放水處理

為確保排放水達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，采用一套綜合處理工藝——“芬頓氧化+化學(xué)沉淀+二沉池+砂濾+鎳離子吸附”。這套工藝流程通過層層遞進(jìn)的方式逐步去除廢水中的各類污染物。芬頓氧化法作為處理工藝的第一步，利用鐵鹽和過氧化氫生成的羥基自由基對(duì)廢水中的有機(jī)污染物進(jìn)行降解。這一反應(yīng)需在25~35℃的溫度下進(jìn)行，并將pH值控制在3.0~4.5范圍內(nèi);過氧化氫的添加量為廢水中有機(jī)物濃度的0.5~1.0倍，而亞鐵離子則按有機(jī)物濃度的0.2~0.5倍投放。經(jīng)過芬頓氧化處理的廢水還需要進(jìn)一步去除其中的懸浮物和重金屬離子，這一步驟采用的是化學(xué)沉淀法。在此過程中，使用石灰和氫氧化鈉作為沉淀劑，其中石灰的添加量為重金屬濃度的1.5~2.0倍，而氫氧化鈉則用來(lái)調(diào)節(jié)pH值至5.5~7.0。此階段的反應(yīng)時(shí)間為30~45min,有效去除廢水中的重金屬離子如鎳、銅等，并生成沉淀物，通過沉淀池進(jìn)行分離處理。

完成化學(xué)沉淀后，廢水流入二沉池進(jìn)行固液分離。二沉池的設(shè)計(jì)考慮沉淀時(shí)間(2~4h)、池體底面積(根據(jù)流量設(shè)計(jì)為水量的1.5~2.0倍),以及污泥濃度(3000~6000mg/L),確保固體顆粒物得到有效去除。沉淀后的上清液隨后進(jìn)入砂濾階段，使用粒徑為0.5~1.0mm的石英砂作為過濾介質(zhì)，濾速設(shè)定為3~5m/h,濾床厚度為0.8~1.0m。砂濾通過物理攔截作用去除廢水中殘留的細(xì)小顆粒和沉淀物，進(jìn)一步提高處理水質(zhì)的清澈度。在砂濾之后，廢水進(jìn)入鎳離子吸附階段，通過活性炭和改性沸石去除廢水中殘余的鎳離子，這一階段中活性炭的投加量為0.5~1.0g/L,接觸時(shí)間設(shè)置為2~4h,同時(shí)將pH值維持在6.0~7.5。該階段通過物理和化學(xué)吸附作用將鎳離子從廢水中去除，確保最終排放水質(zhì)符合環(huán)保要求。

結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，本設(shè)計(jì)不僅能夠顯著減少有害物質(zhì)排放，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，還能通過回收利用水資源為企業(yè)創(chuàng)造額外的經(jīng)濟(jì)效益，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益的雙贏局面。展望未來(lái)，隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格和技術(shù)的不斷進(jìn)步，電子電鍍行業(yè)將面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。期待著更多先進(jìn)的廢水處理技術(shù)和管理理念被引入到實(shí)際生產(chǎn)中，以促進(jìn)整個(gè)行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型。同時(shí)，希望本研究成果能為同類項(xiàng)目的實(shí)施提供參考和借鑒，推動(dòng)電子電鍍行業(yè)向著更清潔、更高效的生產(chǎn)方式邁進(jìn)。

文章來(lái)源：百度學(xué)術(shù)

作者：徐福林（江西紅板科技股份有限公司）