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1、宝钢电 镀锌废水治理 杨 甩 宝翎般计研宪陇 它 、概述 含锌废水治理，在现代工业环保领域还属难瓜之一。其所以 难，Z n + 十 具有显著的两 性。Z n ( O H ) s 是典型的两性化合物。 在酸性介质中， Z n + + 呈金属性，以Z n 盐形态存在:当 !，卜于上.上不.r.，走要rr.叮.冬，几件.石居.，.健!1.r.1卜护r卜卜r.卜Lrr.孟r卞!苦!11争LLesIT卜 伟协 P H A渐if高时，析出 Z n ( O H ) : 沉淀， P H 上升至一定程度 P H l l 后，生成溶解性的 Z n ( O H ) a - 和 Z n田) . 一。这就给治理工艺和工
2、程带来了困难和麻烦。从而导致除锌率降低。工业 废水中的许多!金属离子可以生成氢载化物沉淀 而被去除。这些氢氧化物的溶度积一般 都很小， Z n ( O H ) : 的 溶度积只有 1 . 2 X 1 0 - .因 此用沉淀 法去除废水中的 Z n + 十是完全可 能的。Z n ( O C沉淀物的析出 取决于废水中的 Z n + + 和 O H 一的离子浓度，即取决于溶液的 P H 值。据文献介绍。随着 P H 值的 提离。 Z n ( O H ) 7 开始沉淀 的 P H 值为 6 . 5 . 沉淀完全时是 8 . 5 。因此，在治理工艺上，为了提高脱锌串，必须严格控制溶液的 P H 值在适宜
3、的范围 内。 国内机电化工行业对含锌废水的治理大多采用中和一沉淀法，这种传统的流程占 地 比 较多，生产弓度低， 控制水平不商，经济性较差。国外先进的治理工艺有强碱性离子交 换法和有机化学苹取法。 不过操作 复杂，投资费用很大，外商索价商于过滩法投资的 2 倍以 上. 往往使厂家感到难以 承受. 国 外还有 人探索离子 筛和 利用 热泵技 术分离方法， 但距离工 业应用尚 有一段距离。 2 , 冷轧 厂电 挂含 锌废水问 皿 冷轧厂废水处理站 (C K 2 5 机组) 分为三个处理系统: ， 注:.加本项工作的有范俊、肖 朝文、张们鸣、 旅睛、X呀演、郭金玉等。 -3 2- 眺 ; 补:瞅澎
4、组 ，一 ( 1 ) 、 含油 废水处理 系统 ( 2 ) 、 含路 废水处理 系统 3 ) , 酸碱废水处理系统 在酸碱废水处理过程中， 原设计没有考虑除锌，仅采取简单的均和中和处理，规 定 田值达到 6 一9 即可。 冷轧投产以来，不时地出现排水 Z n + 十 超标 ( 标准为5 m g / L ).造成月墩排污费 2 0 3 0 万元。 造成这个问 题的原因 何在? 电 彼锌机组共有九个电 镀植，总生产能力为 2 0 万t / a 钱锌钢板，为了 提高产品 质f. 防止表面 黑变， ，在生产中以大f投加 S r c o , 的办法除 P b + + 。 从而增加了电 镀液的 悬浮物 含
5、f，使过滩反冲洗的频度增加，导致大f的 Z n + + 随废水排出。 这是第一个原因。第 二， 在生产中 加强了 溶锌 槽的除渣工作， 原为一天排渣一次。 提高到一天三次， 排出的 废水中 Z n + + 含f高达 8 . 8 g / L .绝对f虽然不多，但浓度很高。第三，电 被后的冲洗液 电导值为 1 0 0 0 u s / c m ，生产中改为 3 0 0 a s / c m ，这就是说，冲洗水f增加了三倍以上。 第四，因设各腐蚀造成事故排放增多。正是由 于这样一些原因，含锌废水不但浓度增高， 而且致f也增多了.设 计资料载明， 上 述水f为 1 4 0 m 0 / h ， 据冷轧厂确认
6、废水f已 达 2 0 0 ./h 。 根据1 9 9 4 年1 - 1 2 月的生产记录。当年艘锌板的实际产f为 1 5 . 6 3 万t / a ,消耗锌锭 1 1 0 4 . 4 t / a . 按产品的 规 格数f及被 层的 厚 度计 算， 锌的 利用率 仅为 3 5 %。 这就是说， 约 有 2 / 3 的锌随废水外排而流失，造成了资派浪费和环境污染，有悖于清洁生产的墓本原 则。 3 、治理工程 ( 1 ) 方案选择 -3 3 - 一 一 . 飞f二气甲丁尸r门reseeesee一一 1 ) 首选中和一 过滤流程 如上所述，含锌废水治理， 在国内 有中和一沉淀法。这种方法对宝钥现场条件
7、不适 用。中 和一 沉淀 法须 用地 S W ， 现场可供使用的 地面仅 6 0 0 矿 。中 和一 过油法占 地只 描 弓 加 e ，可以实施。 裹1过泣 法 与 沉 淀 法 比较 中用 卜过涟中和一沉淀 占地 面 积较 小大 药 剂不 盆要擂 耍 独 多少 自动化 水平较高 一 般 生 产 强 度! 高较低 分离效果好较差 2 ) 采用消石灰作为中 和剂 中 和剂的功用是中 和游离 酸和除 锌. 根据化学反 应式， 中 和1 克分子 H 2 S O 4 或生成1 克分子 W O W, ，须要1 克分子 C a ( O H ) : 或2 克分子 N a O H 。如以 C a ( O H )
8、 :的用f为1 I则 N a O H 的用f是1 . 0 8 .按照工业级熟石灰的 C a ( O H ) : 含f为 9 0 % 计，A W O H ) : 折合熟石 灰1 . 1 1 吨，相当于浓度3 0 %的烧碱3 . 6 吨。工业消石灰和 3 0 %烧碱的市价 ( 含运抽费)分 别为8 4 0 元/ t 和5 2 9 . 7 元八，中 和同t的 游离酸或去除同 f的锌，用烧碱作中 和剂的费用是 工业石灰费用的2 . 0 5 倍。 采用工业石灰作为中和剂要求配套石灰乳制备系统， 且存在系统结垢堵塞问 题。 在 实施中 应予以考虑。 ( 2 ) 模拟试脸与 沉降速度侧定 中和一过泌法的单元
9、技术是成熟的，但作为大型工业的整体系统，尚不多见。况且 设计选用的过滤装1是当前比较先进的徽孔膜过泌器。为了镇重起见，在初步设计的同 -3 4 - I 八 扎 一17 I 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 .瓜f怪r亡.东王LrIL1ff.宁tlt.rL奋f早L卜.卜.价.叹kL卜眨叮胜.，.L卜r卜眨卜tR匕r哄.咬r.肠件.rU件1压里民孟爪.是记抢爪仁.，旅压tlfr健.百1睡r.吸.，.E.岭甘，.，.r毛通.r叭1 时， 进行了两项必要的试验，主要目 的在于脸证在冷轧含锌废水条件下 Z n ( O H ) I 沉淀 析出 的最佳P H 范围，并绘制P H -
10、 Z n + + 曲 线可以用以指导投产前的调试。同时。 通过试脸，摸 索和确定某些设计参数，如反应时间，揽拌方式等。 1 )模拟试验 采用工程相似比为1 : 6 0 ， 模拟工况条件，以 冷轧厂含锌废水配制各种浓度的工作溶 液.用工业消石灰作为中和剂，搅拌动力为压缩空气。 通过试验，得到 P H 值与废水中 Z n + + 的关系。 衰2摘拟试验结果 P H6 . 07 . 58 . 08 . 59 . 01 0 . 01 1 . 0 废水中【 Z n l 4 1 5 . 65 7 . 85 . 10 . 6 70 . 2 60 . 1 20 . 7 5 5 0 0 400300200 1
11、0 0 图1 废水中锌离子浓度随P H 变化曲线 由 此可见，在酸性溶液中P H = 6 . Z n + + 是高的.随着P H 升高. Z n 十 十 大幅度下降， 当P H A时， Z n + + 已降到了排放标准，P H 进一步提高到8 . 5 以上时， Z n + + 已是相当低 了，表明Z n ( O H ) : 沉淀析出完全。 然而当 P H 1 1 以 后， Z n + 十 呈上升趋势，锌离子与溶液中 -3 5 - 一 一 一 一 一 下 f 下 了 二 育 飞 劝 一 一1-.- - 1百月t!1一.十!.rlrl十1!-卜1之11，月几，截r刁;1男尸卫1才1咬rrrl.卜护
12、卜展卜七片.告.暇宜，t，.王1宁.f! -砚 毛rttl卜少rti.r，tl胜，.1 的径基生成可沼性络合物。含锌康水采用中和法处理，P H 宜控制在8 . 5 -9 ， 排水的锌和P H 均可达标。 通过试脸， 还确定了中和反应所裕的停留时间只须5 分钟， 属于瞬间完成的快速反 应。 试脸还证明，度水中的铁离子在投加中和荆的过程中，当P H 6 时，已全部沉淀析 出。因此，除锌的同时也除去了铁。 2 ) . 过滩效果 徽孔腆过滩器的分离效果是优越的，在试脸条件下，过泌前后废水的S S 值分别为 1 . 9 3 g / L 和1 0 m g / L ， 过涟效率达到9 9 . 5 %. 表明
13、 Z n ( O H ) : 的过 撼性能良 好. 用徽孔膜过滩器 处理中和反应液是合适的。 3 ) . 沉降性能 中 和反应以 后， 用沉降柱进行静态沉降洲定。结果表明。 Z n ( O H ) : 的沉降性能良 好， 沉降速度随 Z n 十 + 7 的增加而减小。 沉降时间3 0 口 i n ， 上清液中锌含f低于5 m g / L . ( 3 ) 工程实践 1 ) 设计参数 废水处理f 2 0 0 m / h 含 锌浓 度8 0 0 m g / L P H 1 -2 作e 5 0 m g / L S O e 2 3 0 0 0 m 岁L 游离 酸4 5 0 m g 几 中和反应 P H
14、8 . 5 -9 . 0 3 蓄霆 丁 顶刃 盯 瓦 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一一一一一 一 石灰乳浓度 1 0 % C a ( O H ) 2 过地清液Z n + + 浓度低于5 . ， 飞 补.，1，卜卜刀t曰百ILL侣赓至倒二肠脂袱璧王行行盯11!舒!1一.t.t11胜111于r1.tr卜几，卜阵胜r.砰.1军.，tFL.If 即要求除锌效率达9 9 %以 上 2 ) 锌平衡校核 锌锭 ( t / a )- - - 0 匹丝 1 1 0 4 . 4， 一丁一 废水 7 1 7 . 9 板材 3 8 6 . 571 0 . 7 图2锌平衡图 根据上列设计参数计算的 锌f为1 1 2 0 t / a ， 与实际 情况出 入 较大， 误差达3 5 . 9 %. 显 然， 所提供的 参数值偏高. 实铡的 废水流f只有1 2 0 - 1 5 0 m 0/ h . 最大1 7 0 m 0 / h ， 而锌浓度不 超过6 0 0 m g 几， 如此计算结果与实际 生产 情况差 本相符 3 ) 工艺流程 根据以上分析，设计采用中和一一过滩法。以工业熟石灰为中和剂，采用戈尔徽孔 膜过泣器作为液固分离装i t . 工业消石灰的成份如下 ( %) W O W, 9 4 . 6
