五金电镀行业超声波清洗废水处理案例

五金电镀行业超声波清洗废水处理项目

项目背景与废水特点

某珠三角地区大型五金电镀企业，主要从事五金件的镀铬、镀镍、镀锌和镀铜加工。该企业拥有 20 条超声波清洗生产线，用于去除电镀前五金件表面的油污、氧化皮和灰尘，以及电镀后五金件表面残留的电镀液。日均产生超声波清洗废水 300 立方米，废水分为含氰废水、含铬废水、含镍废水和综合废水四类，具有重金属离子种类多、浓度高、毒性大、pH 值波动大的特点。

五金电镀行业超声波清洗废水的特殊性在于，不同清洗工序产生的废水含有不同种类的重金属离子，必须进行分质分流处理。含氰废水中含有剧毒的氰化物，必须单独进行破氰处理；含铬废水中含有六价铬，毒性大，必须单独进行还原处理；含镍废水中含有镍离子，属于第一类污染物，必须单独处理达标后才能排放；综合废水中含有铜、锌、铁等多种重金属离子和有机物。

该企业原有废水处理设施采用混合处理工艺，将所有废水混合后进行混凝沉淀处理，处理效果极差，出水重金属离子经常超标数十倍，多次受到当地环保部门的处罚。同时，原有工艺产生的污泥中含有多种重金属，属于危险废物，处置成本非常高。

原水水质与排放标准

各类废水原水水质指标如下：

含氰废水：pH 值 8-10，氰化物 20-50mg/L，铜 5-15mg/L

含铬废水：pH 值 2-4，六价铬 30-80mg/L，总铬 40-100mg/L

含镍废水：pH 值 4-6，镍 20-60mg/L，CODcr 100-300mg/L

综合废水：pH 值 5-9，CODcr 500-1000mg/L，SS 300-600mg/L，铜 5-20mg/L，锌 10-30mg/L，铁 20-50mg/L，石油类 10-30mg/L，LAS 15-40mg/L

排放标准执行《电镀污染物排放标准》表 2 排放标准：pH 值 6-9，CODcr≤80mg/L，SS≤50mg/L，总氰化物≤0.3mg/L，六价铬≤0.2mg/L，总铬≤1.0mg/L，总镍≤0.5mg/L，总铜≤0.5mg/L，总锌≤1.5mg/L，总铁≤3.0mg/L，石油类≤3mg/L，LAS≤5mg/L。

处理工艺设计与原理

针对该企业废水特点和排放标准要求，采用分质分流处理工艺，将废水分为含氰废水、含铬废水、含镍废水和综合废水四个系统分别进行处理，处理后的废水混合后再进行深度处理。

含氰废水处理系统采用 "两级碱性氯化法破氰 + 混凝沉淀" 工艺。第一级破氰在 pH 值 10-11 的条件下，投加次氯酸钠将氰化物氧化为氰酸盐；第二级破氰在 pH 值 7-8 的条件下，继续投加次氯酸钠将氰酸盐氧化为二氧化碳和氮气。破氰后的废水投加混凝剂和絮凝剂，使重金属离子形成氢氧化物沉淀，通过固液分离去除。

含铬废水处理系统采用 "还原 + 混凝沉淀" 工艺。在 pH 值 2-3 的条件下，投加亚硫酸氢钠将六价铬还原为三价铬，然后投加氢氧化钠调节 pH 值至 8-9，使三价铬形成氢氧化铬沉淀，通过固液分离去除。

含镍废水处理系统采用 "混凝沉淀 + 螯合树脂吸附" 工艺。首先投加氢氧化钠调节 pH 值至 9-10，使大部分镍离子形成氢氧化镍沉淀，通过固液分离去除。然后废水进入螯合树脂吸附塔，利用螯合树脂对镍离子的选择性吸附作用，去除残留的镍离子，确保出水镍离子稳定达标。

综合废水处理系统采用 "调节池 + 混凝气浮池 + 水解酸化池 + 接触氧化池 + 二沉池" 工艺。调节池用于均衡水质水量；混凝气浮池用于去除废水中的悬浮物、油类和部分有机物；水解酸化池提高废水的可生化性；接触氧化池进行好氧生物处理，去除大部分有机物；二沉池实现固液分离。

四个系统处理后的废水混合后进入 "石英砂过滤 + 活性炭吸附" 深度处理系统，进一步去除残留的有机物和重金属离子，确保出水各项指标稳定达标。

主要处理单元说明

含氰废水处理系统设计处理能力 10 立方米 / 小时，第一级破氰反应池有效容积 20 立方米，水力停留时间 2 小时，次氯酸钠投加量按 CN⁻:Cl₂=1:3 计算；第二级破氰反应池有效容积 15 立方米，水力停留时间 1.5 小时，次氯酸钠投加量按 CN⁻:Cl₂=1:4 计算。沉淀池采用斜管沉淀池，表面负荷 2 立方米 / 平方米・小时，水力停留时间 1.5 小时。

含铬废水处理系统设计处理能力 15 立方米 / 小时，还原反应池有效容积 30 立方米，水力停留时间 2 小时，亚硫酸氢钠投加量按 Cr⁶⁺:NaHSO₃=1:4 计算。沉淀池采用斜管沉淀池，表面负荷 2 立方米 / 平方米・小时，水力停留时间 1.5 小时。

含镍废水处理系统设计处理能力 20 立方米 / 小时，混凝沉淀池有效容积 40 立方米，水力停留时间 2 小时。螯合树脂吸附塔采用直径 1.5 米、高度 3.5 米的玻璃钢塔，内装 1.5 立方米氨基膦酸型螯合树脂，树脂工作交换容量 20g/L，吸附流速 10BV/h，再生周期 7 天。

综合废水处理系统设计处理能力 30 立方米 / 小时，调节池有效容积 750 立方米，水力停留时间 2.5 小时；混凝气浮池采用平流式溶气气浮，处理能力 30 立方米 / 小时；水解酸化池有效容积 600 立方米，水力停留时间 2 小时；接触氧化池有效容积 1200 立方米，水力停留时间 4 小时；二沉池采用辐流式沉淀池，直径 10 米，有效水深 3 米，表面负荷 1 立方米 / 平方米・小时。

深度处理系统包括石英砂过滤罐和活性炭吸附罐，石英砂过滤罐直径 2.8 米，滤层高度 1.2 米，滤速 5 米 / 小时；活性炭吸附罐直径 2.8 米，滤层高度 1.5 米，空床接触时间 30 分钟。

运行效果与成本分析

该项目于 2023 年 6 月建成投产，经过三个月的调试运行，各项出水指标均稳定达到排放标准要求。实际运行数据显示：出水总氰化物稳定在 0.1mg/L 以下，平均去除率达到 99.8%；六价铬稳定在 0.05mg/L 以下，平均去除率达到 99.9%；总铬稳定在 0.3mg/L 以下，平均去除率达到 99.7%；总镍稳定在 0.1mg/L 以下，平均去除率达到 99.8%；其他重金属离子和有机物指标也均稳定达标。

运行成本主要包括电费、药剂费、人工费、树脂更换费用和污泥处置费。电费约为 1.8 元 / 立方米废水，主要消耗在曝气系统、水泵和搅拌系统。药剂费约为 3.5 元 / 立方米废水，主要包括次氯酸钠、亚硫酸氢钠、氢氧化钠、PAC、PAM 和酸碱调节剂。人工费约为 0.3 元 / 立方米废水，按 4 名操作人员计算。树脂更换费用约为 0.4 元 / 立方米废水，螯合树脂使用寿命按 3 年计算。污泥处置费约为 1.5 元 / 立方米废水，污泥产生量约为 1.2 吨 / 天，危险废物处置费按 2500 元 / 吨计算。综合运行成本约为 7.5 元 / 立方米废水。

项目亮点与经验总结

该项目的亮点在于采用了分质分流处理工艺，针对不同种类的废水采用不同的处理方法，大大提高了处理效果，降低了运行成本。特别是含镍废水处理系统采用了螯合树脂吸附技术，能够确保出水镍离子稳定达标，同时还可以回收镍资源，具有一定的经济效益。

经验总结：五金电镀行业超声波清洗废水必须进行分质分流处理，严禁混合处理，否则会增加处理难度和运行成本。破氰反应和还原反应的 pH 值和药剂投加量是影响处理效果的关键因素，必须严格控制。螯合树脂吸附技术是处理低浓度重金属废水的有效方法，但树脂容易受到有机物和其他重金属离子的污染，应定期进行再生和清洗。此外，应加强对污泥的管理，分类收集和处置不同种类的污泥，降低污泥处置成本。