铜酸洗废水_液_处理及铜质回收工程应用_赵济强

铜酸洗废水(液)处理及铜质回收工程应用赵济强(南京市环境科学学会,江苏南京210024)顾小明林西华(台州盛世环境工程有限公司,浙江玉环317604)摘要以某金属表面处理有限公司为例,介绍铜酸洗表面处理行业生产废水处理与中水回用零排放工艺。经过多年的运行及实践证明,该工艺技术先进、操作性强,实现了废水零排放,且回收的铜质品位高,具有很大的社会效益、环境效益和经济效益,是一种非常实用的废水处理与中水回用技术。关键词铜酸洗零排放铜质回收铜制品在生产过程中,将产生大量有毒有害重金属离子废水,不仅严重污染,破坏水域、土壤等生态环境,而且极大地浪费了废水(液)中宝贵的铜金属资源。1工艺设计1.1酸洗工艺与水质特征铜制品首先在三酸的混合酸中浸洗,利用HNO3的强氧化性,破坏铜件表面氧化皮,然后将铜件产品清洗后投入到含Cr6+的钝化液中,使其产生光亮装饰保护层的铜制品,而产生的废水主要含有Cu2+、Cr6+、Zn2+、Pb2+等有毒重金属离子的强酸漂洗水。1.2设计思路及工艺选择鉴于该类废水呈强酸性、腐蚀性大、高浓度重金属一类污染物六价铬等,常规处理为化学法,一般能达到国家一级排放标准,如果回用于铜酸洗前处理用水,酸洗过后的铜件色彩不一,对产品有直接影响。再者,该企业新建前提,不允许废水排放,政府审批控制污染非常严格。因此,对废水的深度处理是工艺设计的关键。在经过几年的研究和大量试验的基础上,从小试、中试成功后,应用到实际生产,并解决了废水(液)处理零排放最关键的运行成本问题。如果运行费用过高,企业负担重,又没有经济效益,零排放也就难以实现。针对该类废水特点与环保要求,其工艺设计为化学法-反渗透-蒸发三级深度处理。1.3废水(液)处理及中水回用零排放工艺废水处理工艺流程见图1。图1废水处理工艺流程1.4处理单元功能及工艺说明工艺流程主要分为四大部分:(1)化学法处理;(2)膜法反渗透处理;(3)废水的蒸发浓缩结晶;(4)铜质回收。1.4.1化学法处理酸漂洗水经反应器将Cr6+还原成Cr3+,加碱调整pH,通过沉淀池泥水分离,上清液经过滤器至中间池,处理后的水清晰透明,经环境监测站2d(4次d)采样化验分析见表1。表1废水监测结果mgL(pH值除外)项目pHCr6+Cu2+COD漂洗废水范围0.60～1.87126.19～314.63124.44～239.88117.85～184.72均值1.26239.88186.53143.37中间池出水范围7.15～8.320～0.060.03～0.2017.78～75.62均值0.0130.0949.86排放标准6～9≤0.50≤0.50≤1001.4.2膜法反渗透处理由表1可以看出,经化学法处理后,出水达到了较67环境工程2008年6月第26卷第3期DOI:10.13205/j.hjgc.2008.03.002好的水质,再进入反渗透系统处理,经过膜法深度处理后的产水电导率由5500～7500μscm,下降到150～400μscm,去除率达94.55%～97.27%,符合《城市污水再生利用工业用水水质》要求,产水率达75%,回用于工艺用水,剩余25%高浓度废水进入蒸发浓缩器。1.4.3浓水蒸发浓缩结晶为降低蒸发浓缩结晶的处理成本,将上述剩余的25%浓水通过高效蒸发浓缩器进行蒸发,产生的蒸馏水回用于生产,蒸发结晶产生的盐份,进行无害化处置。1.4.4铜质及污泥回收利用铜酸洗废液中含有大量的铜离子(经测定浓度为30～40gL),通过铜质提取装置,回收溶液中的铜离子,具有可观的经济效益。提取后的废水汇集至漂洗废水集水池,进入化学法处理,产生污泥中的含铜量较高,将此污泥卖给专业的回收厂家,既解决了污泥固废处理,无二次污染问题,又使污泥变废为宝,产生较好的经济及环境效益。2技术经济指标技术经济指标见表2。表2铜酸洗废水(液)处理经济效益分析元m3项目药剂电耗膜等更换浓液处理人工费铜质回收中水回用污泥销售合计运行费用7.952.653.7329.212.3445.88经济收益35.081.8011.0747.95盈(+)亏(-)额+2.073结论(1)该工艺经济收益与运行费用相抵,略有盈利,实现了废水处理真正意义上的零排放。(2)该工艺设备操作维护简便,运行稳定,自动化程度高。(3)该工艺解决了一直困扰铜酸洗行业中废水零排放问题,本项目建设完成后,大大削减污染物排放总量,节约自来水需用量,将有利于企业与区域经济建设的可持续发展。(4)本项目的实施,将在周边地区起到水资源循环利用,尤其在玉环缺水严重的区域,(缺水紧张季节,水费上涨≥12元m3),起到很好的示范作用,具有很大的社会、环境和经济效益。(5)本项目的实施在治理废水和中水回用的同时,能有效地利用了废水、废液中的宝贵的铜资源,变废为宝,实现了废水(液)资源化