技术解析丨电镀废水稳定达标排放的影响因素及对策

日期: 2024-06-03 12:08:13|浏览: 70|编号: 71404

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技术解析丨电镀废水稳定达标排放的影响因素及对策

电镀生产过程中,需要大量的水对镀件进行清洗,因此会产生大量的废水,电镀废水处理是电镀企业环保工作的重要内容,2008年环境保护部发布的《电镀污染物排放标准》(-2008)规定了20项废​​水污染物指标的排放限值要求(其中总铬、六价铬、总镍、总镉、总银、总铅、总汞等7项指标需要在车间或生产设施废水排放口进行监测,总铜、总锌、总铁、总铝、pH、悬浮物、化学需氧量、氨氮、总氮、总磷、石油类、氟化物、总氰化物等13项指标需要在总排放口进行监测)。

2017年1月1日起施行的《最高人民法院、最高人民检察院关于办理环境污染刑事案件应用法律若干问题的解释》(法释[2016]29号)进一步加大了对破坏生态环境行为的司法打击力度,规定“排放、倾倒、处置含铅、汞、镉、铬、砷、铊、锑等污染物超过国家或者地方污染物排放标准3倍以上的”、“排放、倾倒、处置含镍、铜、锌、银、钒、锰、钴等污染物超过国家或者地方污染物排放标准10倍以上的”、“排放、倾倒、处置放射性废物、含传染性病原体废物、有毒物质,两年内受过两次以上行政处罚的”,违反国家规定,又实施上述行为”等情形,应当认定为“严重污染环境”。

这些情况都与电镀企业污染物的生产、排放息息相关,电镀企业污染物排放是否达标尤为重要。近年来,笔者走访了大量的电镀企业、园区及环保管理部门,对该行业污染物排放达标情况有了更深入的了解。本文针对电镀企业易超标的污染物因素进行分析,探究影响稳定达标的因素,并提出相应的对策建议,旨在为电镀企业达标排放及环保管理提供参考。

电镀废水中可能超标排放的污染物

通过与电镀企业、地方环保部门的沟通以及文献调研,电镀企业容易超标的污染物主要有总镍、总铜、总锌、总铬、化学需氧量、氨氮、总磷、总氰化物等指标。

1.1典型市县电镀超标企业监测

根据我国东部某县调查得到的当地电镀企业废水排放达标情况分析(见表1),电镀企业超标因素主要集中在总铜、总锌、总铬、总镍方面。

表1 东部某县10家电镀企业废水达标情况

1.2 超标排放处罚案例

近年来电镀企业超标排放事件涉及的超标因素包括氨氮、化学需氧量、总锌、总铜等指标(见表2),这些事件均涉及有污染治理设施企业的超标排放,并非直接排放废水或进行简单处理的违法电镀企业排放。

表2 近年来电镀企业污染物超标排放典型事件

影响污染物稳定达标排放的主要因素

电镀生产中易超标的污染物按其理化性质可分为金属和非金属两大类。总铜、总锌、总铬、总镍属于金属污染物指标,化学需氧量、氨氮、总磷、总氰化物等属于非金属污染物指标。同一类别的污染物,其理化性质相近,超标原因也相近。另外,各类污染物达标的稳定性,不仅与自身特性有关,还受到一些外界因素(如技术因素、管理因素)的影响。

2.1 影响金属污染物稳定达标的因素

电镀生产要用到大量的原辅材料,除了与镀种相对应的金属盐外,还使用大量的无机和有机材料,包括无机配体和有机配体,常见的无机配体有氰化物、焦磷酸盐、多磷酸盐、氨水等;有机配体主要有有机酸、有机膦和胺等,这些配体会与金属离子形成溶解配合物。

用普通化学沉淀法处理含有溶解络合物的电镀废水效果有限,需要先用氧化、酸水解等方法除去络合剂,使金属离子游离在溶液中,然后再加入化学沉淀剂进行沉淀。有些电镀企业或园区仍采用单一的化学沉淀法处理电镀废水,没有去掉络合剂的络合破环步骤,或者有络合破环步骤但络合破环不彻底。这些因素会造成溶解络合物中存在镍、铜、锌等金属离子,用化学沉淀法很难去除,导致出水量过大。另外,氢氧化锌、氢氧化铬(三)等属于两性氢氧化物,如果pH值调节不当(过高或过低),都会造成沉淀不完全,影响去除效果。

2.2 影响非金属污染物稳定达标的因素

电镀前处理、电镀工艺及电镀后处理过程中都会产生有机污染物,这些有机污染物在废水中的含量通常为

体现在化学需氧量上。电镀废水中有机污染物种类繁多,很多污染物难以降解,可生化性差。常规单一的AO(厌氧/好氧)法、A2O(厌氧/缺氧/好氧)等方法处理效果有限。同时,电镀废水中存在的还原性无机化合物会产生“假化学需氧量”,导致化学需氧量升高。

电镀生产辅助材料中用到大量的硝酸,因此电镀废水中硝酸盐含量一般较高。高硝酸盐含量的存在会抑制好氧池中氨氮的硝化反应,如果有机碳源不足,微生物就不能进行硝化,导致氨氮去除效果不佳。另外,在电镀废水处理中经常使用聚丙烯酰胺(PAM)作为絮凝剂,但PAM在絮凝过程中会释放出一些无机铵盐,这也会导致电镀废水中氨氮的升高。

废水中的氰化物易与金属离子形成络合氰化物,如果络合物不彻底打破,氰化物很可能超标。电镀助剂中使用次磷酸钠,次磷酸盐很难通过常规化学沉淀方法直接去除,需要将其氧化为正磷酸盐后,才容易进行化学沉淀。电镀企业往往没有设置氧化型含磷废水处理环节,次磷酸盐得不到有效去除,因此出水总磷很可能超标。

还值得注意的是,目前环保监管部门和企业主均认为电镀生产的特征污染物是重金属污染物,注重治理电镀废水中的重金属污染物,而放松对非金属污染物的控制。废水监测往往存在选择性,企业自检和环保部门监督监测均以监测重金属污染物为主,而非金属污染物的监测频次远低于金属污染物。自我管理和外部监督的放松影响了非金属污染物达标的稳定性。

2.3 影响达标稳定性的外部因素

2.3.1 技术因素

2.3.1.1 生产过程的清洁度

近年来,国家及有关省份大力推进电镀清洁生产工艺技术改造,企业原辅材料的“绿色”程度、工艺技术的清洁程度、废水资源化回收利用开展情况成为决定电镀废水排放是否达标和影响达标稳定性的重要因素。手工生产线槽液携带量大,槽液跑、冒、滴、漏现象严重(特别是老企业),有价金属在线回收没有做好,都影响废水达标的稳定性。

2.3.1.2污染控制环节自动化控制水平

自动化控制水平越高,标准越稳定。有些企业生产过程中,药剂投加量由操作人员根据经验确定,为手动或半自动化操作,具有一定的盲目性和滞后性,难以使处理效果与过程控制挂钩。

2.3.1.3污染控制技术的针对性

电镀废水种类繁多,可分为不同的废水类型进行收集和处理。废水处理有物理法、化学法和生物法,每种方法又有多种处理技术。不同的废水水质,处理技术可能有所不同。很多企业在选择处理技术时,并不是很有针对性,因此很难保证出水达标。

2.3.2 管理因素

2.3.2.1管理制度完善程度

污染治理设施的顺利运行离不开健全完善的管理体系,设备管理、工艺管理、水质分析、人员培训与考核都是运行管理体系的组成部分,不容忽视。

2.3.2.2 运营人员的专业素养

电镀企业废水处理专业性强,需要专业的技术人员、专业的设备运行管理人员、专业的水质分析检测人员。但事实上,部分电镀企业操作人员专业技能较低,难以保证废水污染治理设施正常有效运行。部分操作人员甚至缺乏最基本的环保意识和知识,容易出现将应作为危废外运的废槽液排入电镀废水处理设施等违规操作。

2.3.2.3 监测有效性

环境监测是判断达标效果、整改达标的重要依据,不少企业主要依赖地方各级环境监测站的外部监测,自行监测的企业不多,监测指标不全,企业在对治理状况和效果不了解的情况下进行生产,难以保证废水排放稳定达标。

关于实现稳定排放达标的建议

3.1加强废水处理的精细化设计和管理

有条件的电镀企业或园区应当对废水实行分类收集、分质处理,一般来说,可以按以下类别收集:

(1)需要预处理,不能与其他废水混合的废水,包括含氰废水、含铬废水;(2)有回收价值的废水,如含镍废水、含金废水、含银废水;(3)预处理废水;(4)混合废水,或者综合废水;(5)清洗水。分流、收集后,根据不同废水的水质特点和要执行的排放标准,选择合适的工艺技术。《电镀废水处理工程技术规范》(-2010)、《电镀污染防治最佳可用技术导则(试行)》(HJ-BAT-11)、《电镀废水处理设计规范》(-2011)等规范、导则可借鉴。另外,车间排水要规范,有电镀车间的企业,非电镀车间的废水不得混入电镀废水处理系统。

3.2 淘汰落后工艺和设备

根据《产业结构调整指导目录》(2011年本,2013年修订)和《电镀行业规范条件》,应淘汰的落后工艺、设备和产品包括:含氰沉锌、氰化物电镀工艺(氰化钾镀金和氰化钾镀金、银、铜基合金、镀铜前底漆工艺暂缓淘汰)、铬酐浓度大于150g/L的钝化液对镀层进行钝化的工艺、生产过程中产生并排放含汞蒸气或废水的工艺或产品、民品生产过程中使用并排放含镉废水的工艺和产品(船舶、弹性件除外)、电子、微电子生产过程中使用并排放含铅废水的工艺和产品(国家专项项目除外)、仅有一个普通清洗槽而无喷淋、镀液回收等措施、罐体为砖混结构。

3.3 实施清洁生产改造

依法实施强制性清洁生产审核,推动实施中、高收费计划,逐步提高清洁生产水平,参照《电镀行业清洁生产评价指标体系》达到清洁生产一级(清洁生产国际领先水平)或二级(清洁生产国内先进水平)。提高机械化、自动化程度。单一品种、连续生产的电镀企业自动生产线、半自动生产线应达到70%以上。安装水计量装置,将水洗槽改为二级或三级逆流水洗槽,配备喷淋或喷淋清洗等节水装置,安装槽边水回收装置。推广使用低铬、三价铬钝化等有毒原辅材料替代工艺。

3.4 提高环境管理水平

完善企业环保制度,配备相应专业技能的环保技术人员,加强业务培训与交流。按照实施的排放标准,定期进行全指标监测,加强企业自身排放达标管控。采用污水集中处理的电镀园区,应加强上游水质管控,确保上游水体水质在园区集中污水处理设施可接受范围内。另外,可通过成立业主委员会、出台园区管理办法等方式规范园区管理,采取加强监管、处罚力度等措施,提高企业管理水平,防止混排、违法排污、超标排放。

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