镍废液电解 中国环境报电子报
地处西太湖上游的江苏省常州市武进区的发展模式，是太湖流域典型的“苏南模式”。 长期发展的私营经济和传统产业，在促进经济社会持续繁荣的同时，也给当地生态环境带来持续压力。 特别是该地区呈现出典型的产业集群-城市一体化特征。 印染、电镀、化工等重污染企业数量多、规模小、分散。 污染源复杂、污染负荷强度高、水质达标任务重。 严峻的挑战。
作为太湖上游污染治理重点地区，武进当地政府近年来开展了一系列“分散治污”治理行动，重点抓好重污染企业整治和转型升级，提高了污染防治水平。流域水环境质量。 但同时，重点行业、重点企业的一些排放指标仍不稳定，系统诊断、精准治污、定期达标仍缺乏明确、长期的手段和支撑。
为此，“十三五”水利专项“重污染地区（武进）水环境改善技术集成与综合示范”在武进建立了“工业集聚区污染控制及尾水水质改善技术”云南武进区（武南片区）“整合应用”课题，以“精准、长远、系统、科学”的治理思路，突出源头减排、资源回收再利用、污水高标准排放，形成了形成企业节水回用、园区工业回用、流域安全消费三级循环机制，提出从产业集群到城市区域的区域水污染综合治理和综合治理技术和方案。 通过对工业集聚区工业企业污染排放总量考核、重污染企业远程监控系统、主要污染物深度去除及资源化技术与整合、污水收集管网优化与厂网联动等，污水处理厂达标排放、尾水安全消纳等关键技术的研发和应用及项目的实施，有效促进了区域印染、电镀污染物排放逐年减少及其他企业。 污水处理厂运行水平逐年提高，稳定达标，促进了武进区供水状况的改善。 环境质量和入太湖河流水质显着改善，也为区域可持续发展开辟了广阔空间。
1.开展区域污染物总量评价和总量控制策略研究，为精准污染控制奠定基础、提供工具、明确策略。
与传统仅从技术角度治理水污染的思路不同，解决产业集群水污染问题，需要从管理角度量化区域水污染特征，明确污染排放源，找出水污染的主要问题，进而提出区域整体水污染精准系统控制策略。 基于此，项目从以下三个方面开展了工业集聚区污染物总量控制评价方法和控制策略研究。
（一）污染源排放调查及采样分析
项目对常州经济开发区307家重点企业、4家污水处理厂、居民小区、农业面源等不同污染源的主要污染物COD、氨氮、总磷进行了污水排放调查和抽样分析开发区，典型的产业集群。
（2）构建基于灰水足迹的工业集聚区污染物总量评估模型
项目利用灰水足迹法将不同污染物的污染水平转化为同一量纲的优势，构建了基于灰水足迹的工业集聚区污染物总量评估模型，实现了水质控制不同类型污染物、不同监测断面的标准。 ，不同排放浓度的一体化综合管控。 该模型覆盖多种排放源，包括未接管企业、接管企业、污水处理厂、城镇居民生活、农村居民生活、农业面源污染等。
（三）识别特征污染物，制定关键控制措施
项目将构建的灰水足迹模型应用于常州经济技术开发区主要水环境污染物总量评估，识别出特征污染物为氨氮和总磷，未涉足企业为主要污染源。 确定了重点监管行业和企业。 根据灰水足迹评估结果，项目提出了调控核心企业排放、强化企业接管率、污水处理厂回用、污水处理厂提标改造、河道疏浚等优化措施，并预测了灰水足迹的影响。加强企业接管率，对水污染治理总量的贡献率约为61%。 最后，课题将灰水足迹与水环境承载力相结合，确定了经济开发区主要水体和重点排放源（污水处理厂、企业）的环境承载力，提出污染排放控制阈值和水环境承载力。重点污染源控制策略。
2.突破印染、电镀等重点行业资源回用和污染物深度去除技术，实现高值资源回收、污染源减少和排水安全，助力废水处理产生正效益。
电镀、印染是当地传统产业，也是污染大、负荷重的行业。 经过多年整治，结构不断调整，污染状况逐步改善。 但为了应对日益提高的污染排放控制要求，行业达标仍面临技术难度高、经济成本高的共同挑战。 为此，项目从资源回收、促进再利用、污染物深度去除等方面入手，实现了多项关键技术突破和集成应用，从源头上显着提高了关键污染物深度去除和资源化利用水平。结合武进区“263”专项行动，调整产业结构，关停部分重污染企业，印染电镀行业集中污水处理厂达到稳定达标排放，电镀等行业综合污染负荷降低50%以上。
（一）印染行业资源回收及污水深度处理
针对印染行业水、废水消耗量大、水资源利用率低、丝光淡碱废水高质量回用困难等问题，该项目重点突破印染行业碱回收关键点。丝光淡碱废水与印染厂废水分离回用。 技术方面，江苏欧宝纺织染整有限公司在武进区纺织印染园区开展工程示范，显着降低了碳、氮、磷污染负荷，显着提高了水资源利用率。
1、针对印染丝光淡碱废水碱回收问题，集成开发了“混凝气浮-抗碱膜分离-蒸发浓缩”工艺。 采用混凝、气浮去除悬浮物，耐碱膜进一步去除色度和有机物，经蒸发浓缩得到高纯度、高浓度碱液，可重复用于丝光生产过程。
印染淡碱废水通常采用酸中和，不仅浪费碱、处理成本高，而且由于中和后的盐度较高，给后续的生物处理增加了难度。 针对这一问题，该项目突破了高浓度碱和低能耗高浓度浓碱液下高效除杂净化的技术瓶颈，建立了轻碱废水水处理工艺。 丝光轻碱废水中95%以上的悬浮物被去除，浓缩液碱浓度可达250~300g/L，得到高纯度、高浓度的碱，可重复使用在丝光生产过程中。 碱回收率大于90%。
2、为实现印染废水低成本、优质、稳定回用，集成开发了“铁盐混凝沉淀—水解酸化—磁性填料好氧生物强化净化—双膜法”工艺实现厂内废水的深度净化和净化。 高品质废水回用。
印染废水含有难降解的有机物、胶体多、色度高。 膜再生过程中，容易造成膜污染严重、产水量迅速下降。 针对上述问题，该项目开发了磁改性填料和二元复合催化剂，集成铁盐混凝和双膜工艺，突破了有机物深度生物净化的技术瓶颈，建立了高质量的稳定运行。印染废水再生回用。 获得可在生产中重复使用的高纯水的过程。 处理后，处理后的印染废水COD负荷降低较2016年排放水质基准提高40%，氮磷负荷降低30%，处理成本由2.6元/次降低吨至1.8元/吨，废水利用率显着提高。
上述两项技术应用于江苏欧宝纺织染整有限公司印染废水资源化示范项目，丝光淡碱废水处理能力30吨/日，废水回用处理能力2000吨/天。
3、针对典型印染行业污水处理厂稳定、高标准排放的要求，提出生物吸附-生化强化-自养反硝化-活化焦吸附一体化工艺流程，去除难降解COD和高关注特性污染物。
针对武进区印染行业废水集中处理设施运行困难和达标改造的实际需要，项目开展了印染废水达标排放一体化技术示范。 通过200吨/日试点项目连续运行100天，获得关键运行参数。 出水COD浓度低于30mg/L，氨氮浓度低于0.5mg/L，硝态氮浓度低于3mg/L。 L、总磷小于0.2mg/L。 各项指标均优于A类标准和《太湖地区城镇污水处理厂和重点工业行业主要水污染物排放限值》（DB32/1072-2018）标准。 在高效排放的同时，活性焦强化生物技术比传统活性焦吸附技术可降低60%以上的成本。 与传统添加碳源消除硝态氮的方法（以5mg/L计）相比，硫自养技术成本降低50%以上。
（2）电镀企业及电镀废水厂资源化利用
1、针对镀镍工艺漂洗废水，集成臭氧催化氧化+膜分离在线回收技术，实现电镀企业在线重金属资源化利用和废水微量排放。
针对硫酸盐镀镍漂洗废水处理成本高、重金属资源浪费等问题，项目开发了硫酸盐镀镍漂洗废水及重金属资源回收微排放技术。 该技术采用膜浓缩技术拦截浓缩污染物，在硫酸盐镀镍废水及重金属回用的基础上，采用臭氧催化氧化技术去除镀液中的积累物质，从而稳定了生产线的源头。 减少废水排放，实现水和硫酸镍的资源循环利用。 通过膜分离组合工艺和镀槽除杂工艺，将电镀漂洗废水中的重金属、添加剂等污染物从水中分离出来。 淡水作为漂洗水循环使用，浓水进一步浓缩作为电镀槽补充水。 使用它可以大大提高重金属、添加剂、水等生产原料的利用率，减少污染物排放。
2、针对化学镍等络合废槽液含盐量高、重金属含量高、有机物浓度高、络合稳定等特点，以及传统处理工艺运行成本高等缺点针对处理效果差的问题，开发了一种高效的协同电解方法来破坏络合重金属。 资源循环利用技术。
该技术的创新点在于开发了脉冲电解分解和电还原技术，可同时降解化学镍废液中的络合剂并回收镍合金，并利用金属氧化物复合阳极对化学镍废液中的镍离子进行解络合。废液。 状态下，利用复合阴极电还原回收镍离子，提高材料的选择性透过和扩散，有效缓解电催化体系明显的浓差极化问题。 利用该技术建立的工程示范减少了废水中污泥的产生量。 与以往的废水预处理+回用技术相比，可节省废水处理成本，并可回用重金属。
上述两项技术应用于常州宏庄电镀有限公司。在废水处理过程中，该公司长期面临设备陈旧老化、一级污染物分离困难、废槽液减量处理成本高等问题。 、废水和重金属在线资源比例低。 针对这一现状，项目建设了硫酸盐镀镍或镀铜废水及重金属在线回用微排技术示范工程，处理规模为50吨/日，重金属资源化复杂镍废罐液，处理规模12吨/天。 化学品回收利用示范工程。 建成后硫酸盐镀镍或镀铜丝漂洗水回收率大于90%，铜或镍回收率提高到90%； 复杂镍废浴液重金属资源回收示范项目中，重金属回收率也达到90%。 典型重金属铜、镍可去除95%以上，废水处理达到稳定标准。 从经济效益来看，50吨/天的运营规模，运行成本约为2000元/天，节省五水硫酸镍900元/天，污水处理费7500元/天，收入可达6000元/天。
3、针对电镀废水中高值重金属镍、铜回收困难、废水处理成本高等问题，在我国开展基于吸附-电沉积技术的电镀废水处理工程示范。电镀废水处理厂。
电镀废水通常采用加碱沉淀的方式处理，但处理成本高，污泥量大，特别是高值重金属难以回收利用。 针对这些问题，该项目将树脂吸附与电化学沉积技术融为一体，突破树脂高效再生获得高浓度含镍铜离子再生液、高效电化学沉积获得高纯镍的技术瓶颈和铜板，形成回收树脂吸附-电沉积镍、铜的关键技术，形成了原水除杂-二级阳离子交换树脂-一级螯合树脂-再生液除杂-电沉积回收镍、铜的工艺流程。 回收镍、铜的树脂吸附-电沉积技术，使含镍、铜废水的处理转化为正效益，而传统碱沉处理的直接成本在30元/吨以上。
树脂吸附-电沉积技术应用于武进洛阳第二电镀有限公司电镀废水回用示范工程，建成处理能力100吨/日的含镍铜废水回用装置。 它是第一个采用该技术的国家。 该技术是处理实际含镍、铜电镀废水的重金属资源回收项目。 项目示范运行结果表明，该技术使电镀废水中重金属镍、铜的回收率达到85%以上。 处理后的废水稳定达标。 电沉积得到的镍板纯度大于99%，铜板纯度大于93%。 这是经济的。 好处是显着的。 当含镍、含铜废水中镍、铜含量在200~800 mg/L范围内时，处理一吨含镍、含铜废水总收入为5.6元~34.9元，分别为0.6元~14.4元。
3、形成工业集聚区污水处理从源头排放监测、收集过程控制、污水深度处理到尾水安全消纳的综合管理治理技术体系，覆盖“企业排放口-管网-泵站-污水处理”工厂”全过程管理和控制系统。
“企业出水口-管网-泵站-污水处理厂”是工业集聚区水污染物排放控制的四个主闸门。 只有各个闸门得到有效控制，整体系统得到优化，才能共同发挥污染物的有效性。 减排，确保流域水环境安全。 针对武南工业集聚区水源复杂、工业废水比例高、水质波动大的特点，该项目将工业集聚区污水综合处理从源头排放监测、收集过程管控、污水深度处理，确保尾水安全消纳。 管理治理技术体系有效形成了覆盖“企业出水口-管网-泵站-污水处理厂”的全流程管控体系。
相关项目示范位于常州经济开发区横林污水处理厂。 该工厂为 40 多家公司提供服务。 进水中工业废水占40%以上。 难处理污染物较多，给污水处理厂带来了一定的问题。 影响还造成污水处理厂出水总氮偏高、COD严重超标等问题。 为此，项目示范采用基于特征风险因素就地管控的污染源远程监测技术，结合污水分级调蓄、优化收集管网、协同处置等措施。厂网运行，确保污水处理厂进水水质、水量稳定。 ，避免撞击损坏。 对于污水处理厂的生物处理单元，项目示范采用基于功能菌强化和新型填料强化的高标准排放技术，实现有机物和氨氮的生物强化去除效果，使污水处理厂的出水水质得到改善。区域综合污水处理厂可稳定达到A级。 提供技术支持，确保断面水质达标，处理成本增幅也控制在15%以内。
（1）基于特征风险因素就地控制的污染源远程监测技术是避免污水处理厂遭受冲击、确保稳定达标的有效手段。
该技术是在对本地区污水排放企业进行长期研究和评估的基础上，在识别典型行业废水易测量的特征风险因素的基础上，在企业管理和排放处建设在线监测和泵阀设备。网点形成就地管控体系。 ，通过无线远程数据传输，实现对重点企业污染源的远程监控。
该技术对横林污水处理厂服务区的54个关键节点进行在线监测，包括工业超排口、泵站、雨水进水口、污水处理厂出口、重点河道等，实现超标在线预警。 ——重点企业放电事件。 ，并通过远程控制管道排放泵和阀门系统及时处理超排放事件，减少工业废水对综合污水处理厂的影响，降低运行成本和管网维护成本。
同时，针对硬件设备的难点和实际需求，项目重点开发了易测指标的一体化智能在线监测设备、低值实时连续监测设备等重要指标。 COD、浊度、污染源智能远程在线监测终端； 通过一体化智能监控终端、溢流排水流量控制站和信息管理云平台，形成了基于特征风险因素就地管控的污染源远程监控技术。
（2）基于污水收集系统优化和厂网联动管控的智能污水调度系统
受排水管网收集的工业排水影响，污水处理厂开展厂网联动管控运行是确保水环境安全的重要措施。 项目基于ICM管网水力模型，建立了横林污水处理厂上游污水收集管网的系统仿真模型。 该模型涉及管网50公里、检查井1181口、泵站7座、调节储罐9座。 采用模拟研究方法评估污水管网输送能力以及高比例工业管道排水对污水系统的影响，提出污水溢流风险降低策略以及污水泵站和管网调度运行策略调节和储存设施。 等，为管网在线监测站的布设提供最优解决方案。
（3）基于“纳米晶吸附+生物强化+生态强化”的污水处理厂高标准排放技术一体化
为解决常州工业集群工业废水比例较高、水质波动大、处理效果不稳定、出水排放限值高等问题，该项目采用基于功能菌强化和高通量的生物处理单元。 -新型填料增强的达标排放技术，实现生物强化去除有机物和氨氮，确保污水处理厂出水长期稳定达标。
针对工业废水比例高、出水标准严格的情况，为了进一步降低出水超标风险，该项目在常规处理工艺后，构建了生态浮床耦合微生物燃料电池、复合填料生态净化区和生态透水坝。 立体生态净化系统，为残留污染物深度降解、出水达标搭建二级屏障。
四、实施成效显着，为典型工业集聚区水环境管理提供了可复制、可推广的实践框架。
为响应《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标的建议》，明确提出“注重新污染物处理》，该主题以现有标准为基础。 在开展常规污染物监测评价污染治理效果的同时，深入研究全氟烷基物质和多氟烷基物质（PFAS）、药品和个人护理品（PPCPs）等新型污染物的去除。 研制了一体化被动采样装置，构建了排水群体毒性测试方法，并引入基于高分辨率质谱的非目标筛查方法，对项目示范的进出水和受纳水体进行系统监测。 研究结果表明，工业废水和生活废水处理达标后，排水中生物毒性和高度关注的新污染物仍存在一定风险。 通过生物强化、物理化学强化、生态强化，提高微量有毒有害污染物的去除效率，可进一步提高排水安全。
项目实施后，武进区印染、电镀等行业污染负荷减少50%以上，劣Ⅴ类地表水水质彻底消除，入湖污染负荷明显减少减少，流域生态功能明显改善。 这是“十三五”期间水质的全面改善。 为达标、满足“十水措施”考核要求提供重要技术支撑，也为“十四五”期间当地水环境管理提供参考。 项目总结技术研发和工程实践成果，形成了“系统诊断、综合施策、精准治污、精细管理”的“产业集群-城市一体化区域水污染治理与综合整治技术及方案” 》为典型产业集聚区水环境管理提供了可复制、可推广的实用框架。
太湖之美，在于人居和谐与自然交融。 随着该受试者的关键技术的整合以及工程演示结果的深入转化和促进，工业水污染的技术问题过去曾经在台湾湖盆地造成过去的困扰，预计将连续优化和解决。 诗意的美丽也将在拐角处。
此版本由：“污染控制和尾部水质改善技术在工业聚集区域的整合和应用”研究小组