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      電鍍工業園中廢水處理工程的發展現狀及展望


       

            中國表面處理網訊(www.zgbmcl.com): 摘要:根據對國內電鍍工業園的走訪調查,從廢水處理設施的營運模式(間斷運營與連續運營)、工藝選擇(包括化學法、化學法+生物法、化學法+膜處理系統+生物法、樹脂交換+膜處理系統+生物法)、廢水回用比例和園區營運等方面剖析了國內電鍍工業園發展的現狀及存在的問題。建議政府給予電鍍工業園優惠政策、稅收減免、資金和配套服務等支持。電鍍工業園要高標準定位,實現零排放或90%以上的高回用,對有價值的金屬資源要完全回收,無價值的金屬資源要進行無害化處理。
            關鍵詞:電鍍;工業園;廢水處理;環保
            電鍍是制造業的基礎工藝之一。由于電化學加工所特有的技術經濟優勢,不僅很難被完全取代,而且在電子、鋼鐵等領域還不斷有新的突破。改革開放以后,電鍍工業也進入快速發展時期,大批境外廠家進入中國長三角、珠三角、渤海灣等地區。“十二五”期間,電鍍技術的應用熱點將繼續由機械、輕工等行業向電子、鋼鐵行業擴展轉移,由單純防護性裝飾鍍層向功能性鍍層轉移,由相對分散向逐漸整合轉移。
            電鍍企業應該隨著國家制造業的發展而發展。就制造業而言,許多先進的設備和先進的制造方法也同時向中國轉移,因此,為之配套的電鍍行業也要順應現代制造業的發展。
            進入 21 世紀,經濟高速發展對電鍍行業發展提出了更高的要求,在以發展經濟為中心的原則下,環保部門對有關電鍍建設項目不是一概控制,拒之門外,而是區別對待。對一般性電鍍項目嚴格控制,對技術含量高、產品工藝配套的項目則給予規范。根據“集中設點、規范排放、集中治理”的原則,各地政府集中組建電鍍工業園區,實行污染物總量平衡控制[1]。電鍍園區營運模式有設立一個廢水處理站、多個分站的分散控制模式[2]以及僅設立一個廢水處理站的集中控制模式[3]。
            電鍍工業園的出現,并不是完全解除了電鍍行業對環境污染的警報。如果電鍍工業園管理得好,營運模式合理,那將促進電鍍行業的發展,實現污染源集中管理與控制;但是,如果工業園管理不當,工業三廢的處理設施管理與營運不善,那將是集中污染,給環境帶來巨大的風險。
            當前電鍍工業園廢水大部分執行 GB 21900–2008《電鍍污染物排放標準》,實行達標排放,少部分園區實行零排放。處理電鍍廢水的方法有很多,主要有化學法、離子交換法、活性炭法、電解法、蒸發濃縮法、反滲透法、電滲析法等[3]。其中,化學法是目前國內外使用最多、最普遍的。據報道,我國約有41%的電鍍廠采用化學法處理電鍍廢水[4]。
           本文就目前電鍍工業園中廢水處理設施的發展情況,從設施的營運模式、工藝選擇、廢水回用比例、園區營運等方面分別闡述。
           1· 廢水處理設施的營運模式
            據了解,國內工業園廢水處理設施的模式大致分成兩類──連續運行和間斷運行。統計與實地考察發現,珠三角、長三角、內地等的工業園基本都是采用連續運行的模式,即連續進水、連續出水。具有代表的工業園有廣東江門崖門電鍍工業園、惠州龍溪工業園等。
            間斷運行模式設置集水池,收集一池,處理一池,各工序間斷獨立運行。調查顯示,只有江西贛州鈷鉬稀有金屬產業基地的稀土深加工表面精飾集控區采用間斷運行模式。兩種模式對比見表1。

            從表 1 不難看出,間斷營運的優點正好是連續營運的缺點,而間斷營運的缺陷正好是連續營運的優勢。
            2 ·處理工藝的選擇
            2. 1 廢水分類
            2. 1. 1 不徹底分類
            部分工業園區為降低基礎建設投入成本,對電鍍工業園的廢水進行不徹底的分類,部分廢水來源于多個電鍍工序,污染因子復雜,詳細見表2?梢钥闯,表2 中的廢水分類粗糙,部分廢水存在污染因子交叉。按此廢水分類,雖然基礎設施投入成本較低,但運行成本較高,廢水處理難度較大,出水水質較難控制與達標。
                    
          2. 1. 2 徹底分類
            根據廢水中的污染因子,按照污染因子、電鍍工藝的工段進行徹底分類,廢水分類細、種類多,具體如表3 所示。按表3 徹底分類后,各類廢水的污染因子單一,處理難度低,處理后的水質非常容易控制,但是處理設施的投資成本高,處理設施繁多。
                     
            2. 2 工藝選擇
            各個工業園由于廢水處理程度、建設規模等不同以及入園企業類型的差異,廢水處理工藝各有不同。
            2. 2. 1 不完全處理工藝
            園區定位為達標排放或部分回用,考慮建設成本與營運成本的因素,采取不完全處理工藝,大致有4 類。
            2. 2. 1. 1 化學法
            (1) 含鋅廢水─含鋅廢水集水池─還原反應池─沉淀池─中和池。
            (2) 含鎳廢水─含鎳廢水集水池─還原反應池─沉淀池─中和池。
            (3) 含銅廢水─含銅廢水集水池─還原反應池─沉淀池─中和池。
            (4) 綜合廢水─廢水集水池─破絡反應池─絮凝池─沉淀池─中和池。
            (5) 含鉻廢水─含鉻廢水集水池─還原反應池─混合廢水調節池。
            (6) 含氰含堿廢水─含氰含堿廢水集水池─一級氧化反應池─二級氧化反應池─混合廢水調節池。
            (7) 混合廢水調節池─混合反應池─沉淀池─中和池─達標排放。
            2. 2. 1. 2 化學法 + 生物法
            (1) 含鋅廢水─含鋅廢水集水池─還原反應池─沉淀池─中和池。
            (2) 含鎳廢水─含鎳廢水集水池─還原反應池─沉淀池─中和池。
            (3) 含銅廢水─含銅廢水集水池─還原反應池─沉淀池─中和池。
            (4) 綜合廢水─廢水集水池─破絡反應池─絮凝池─沉淀池─生化池。
            (5) 含鉻廢水─含鉻廢水集水池─還原反應池─混合廢水調節池。
            (6) 含氰含堿廢水─含氰含堿廢水集水池─一級氧化反應池─二級氧化反應池─混合廢水調節池。
            (7) 混合廢水調節池─混合反應池─沉淀池─生化池─中和池─達標排放。
            2. 2. 1. 3 化學法 + 膜處理系統 + 生物法
            (1) 含鋅廢水─含鋅廢水集水池─還原反應池─沉淀池─膜處理系統(濃鹽水流入混合廢水調節池)─回用。
            (2) 含鎳廢水─含鎳廢水集水池─還原反應池─沉淀池─膜處理系統(濃鹽水流入混合廢水調節池)─回用。
            (3) 含銅廢水─含銅廢水集水池─還原反應池─沉淀池─膜處理系統(濃鹽水流入混合廢水調節池)─回用。
            (4) 綜合廢水─廢水集水池─破絡反應池─絮凝池─沉淀池─生化池。
            (5) 含鉻廢水─含鉻廢水集水池─還原反應池─混合廢水調節池。
            (6) 含氰含堿廢水─含氰含堿廢水集水池─一級氧化反應池─二級氧化反應池─混合廢水調節池。
            (7) 混合廢水調節池─混合反應池─沉淀池─生化池─中和池─達標排放。
            2. 2. 1. 4 樹脂交換 + 膜處理系統 + 生物法
            (1) 含鎳廢水─含鎳廢水集水池─調節池─樹脂交換─膜處理系統(濃鹽水流入混合廢水調節池)─回用。
            (2) 含銅廢水─含銅廢水集水池─調節池─樹脂交換─膜處理系統(濃鹽水流入混合廢水調節池)─回用。
            (3) 綜合廢水─廢水集水池─破絡反應池─絮凝池─沉淀池─生化池。
            (4) 含鉻廢水─含鉻廢水集水池─還原反應池─混合廢水調節池。
            (5) 含氰含堿廢水─含氰含堿廢水集水池─一級氧化反應池─二級氧化反應池─混合廢水調節池。
            (6) 混合廢水調節池─混合反應池─沉淀池─生化池─中和池─達標排放。
            2. 2. 2 完全處理工藝
            園區廢水實行完全處理工藝,即零排放或電鍍金屬廢水完全零排放的工藝。采取的工藝路線是:金屬廢水處理采用“化學法 + 膜處理系統 + 蒸發系統”的工藝,非金屬廢水處理工藝采用“生物法 + 膜處理系統 + 蒸發系統”的工藝。
            采用上述工藝的典型園區是贛州稀土深加工表面精飾產業集控區,廢水被分成11 類,各類廢水先經過化學沉淀處理后,再經過UF(超濾)、三級反滲透工藝,反滲透的產水作為回用水,濃水用蒸發設備蒸發來制備結晶鹽,蒸發設備為低溫低壓MVC(機械蒸汽壓縮)蒸發器;前處理及含有有機物、不含重金屬的廢水直接經過A2/O(厭氧–缺氧–好氧)工藝,隨后經過紫外線殺菌消毒,再過UF、三級反滲透設備脫鹽,產水回用對應的電鍍生產線,濃水用蒸發設備進行蒸發,最終實現完全處理。
            3· 廢水回用比例
            電鍍工業園的回用比例執行標準因地域不同而存在差異,廣東的電鍍工業園一般執行國標60%的回用率,部分小電鍍工業園可能回用率更高,也有回用率達不到60%的底線的。在內地一些工業園區,回用率低于或接近60%。最高的標準是零排放,完全回用。據調查,國內電鍍園區執行零排放的有江西贛州稀土深加工表面精飾產業集控區一期5 000 t 電鍍廢水工程(已營運)、廣東揭陽中德金屬集團有限公司旗下的一期5 000 t 電鍍廢水工程(在建)、陜西西安航空表面處理園一期5 000 t 電鍍廢水工程(在建)。
            4 ·園區營運情況
            根據對國內電鍍工業園的實地走訪調查,電鍍工業園營運、運行的總體情況均不佳,具體情況如下:
            (1) 建設標準高,定位高,電鍍企業入園門檻高,目前園區入園率不足30%。
            (2) 按照達標排放標準建設與營運,電鍍企業入園率高,連續開發了一期、二期工程,但因廢水處理工程定位較低,工藝技術落后,按照設定目標營運難以持續達標,未通過環保驗收。
            (3) 園區選址不合適,建成后幾乎零入駐率。
            (4) 總體來說,園區經營都處于虧損狀態。
            5· 結論與展望
            電鍍工業園模式的出現,在電鍍行業的發展史上具有劃時代意義,然而任何事物,特別是新事物都是一把雙刃劍,既有好的一面也有壞的一面。對于把分散的電鍍車間集中匯合到電鍍工業園的模式,如果園區定位合適,環保部門監管到位,那對電鍍行業的發展、環境保護都有利;但如果建設企業管理不善或定位不合適,環保部門監管不到位,那將潛伏著巨大的風險,相當于把分散的污染源進行集中,形成一個巨大的污染源,給環境帶來不可修復的毀壞。但是總的來說,電鍍工業園的出現還是適應了社會、電鍍行業的發展。對未來電鍍工業園的發展,通過與同行探討提出如下建議:
            (1) 為促進電鍍工業園的健康發展,政府機構應該給予各方面的支持,包括政策、稅收減免、資金、配套服務等,使得工業園能夠生存下來。
            (2) 電鍍工業園要高標準定位,實行零排放或90%以上的高回用,有價值的金屬資源要完全回收,無價值的金屬資源需要進行無害化處理。
            (3) 廢水處理工藝應該采取傳統工藝與先進工藝相結合,間斷運行與連續運行相結合的混合方式設計。
            (4) 為提高廢水的利用率,降低營運成本,采取分質分類回用、多種回用水標準和點對點的回用方式

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