热镀锌企业废水处理

引言

热镀锌又称热浸锌，是钢铁制品表面防腐的重要手段，在大型输变电器材、通讯线路、市政照明、家电、汽 车、造 船 等 行 业 中，热镀锌钢铁制品应用广泛。据统计，全世界每年锌产量约有40%用于热镀锌。热镀锌工艺在生产中产生大量酸性废水，具有很强的腐蚀性，直接排放会对管道及地下构筑物造成破坏，进入水体会影响水体的pH值，破坏水体自净能力，严重危害周围环境，为此对酸洗废水进行无害化处理及回收利用显得十分必要和紧迫。热镀锌工艺中的酸性废水主要来自钢铁制品酸洗后的漂洗用水，目的是清洗制品表面的残酸和铁盐。富阳某热镀锌企业通过工艺改造，出水水质大大提高，可为其他热镀锌企业废水处理工艺改造提供借鉴。

1原有废水处理工艺富阳某热镀锌企业年加工热镀锌20000t，生产废水主 要 为 漂 洗 废 水，其中碱洗后漂洗废水量为100m3/a，酸洗后漂洗废水量为1450m3/a，其 中435m3回用于碱洗后漂洗池和酸洗池配制溶液，因此进入废水处理站的废水量为1115m3/a，以工作日为300d/a计，则废水产生量为3．7m3/d。企业现有以“收集—沉淀”为主体工艺的废水处理站，由于处理设施不完善，工艺不合理，处理后的废水难以全面稳定 达 到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的三级 标 准，个别指标也不能满足当地环保要求。废水及出水水质如表1所示。

2废水处理工艺改造

2.1工艺改造酸性废水处理主要是通过中和将废水pH值调至6～9，同时沉淀水中的铁及锌离子，中和剂一般采用生石灰制备后混合，废水中的Fe2+经中和产生的Fe(OH)2溶 解 度 较 高，不 易 沉 淀。Fe3+产 生 的Fe(OH)3正 好 相 反，其 在 较 低pH值 下 即 可 沉 淀。Fe(OH)3的沉降性能和沉渣脱水性能指标均优于Fe(OH)2，故在中和池曝气使得Fe2+全 部 转 化 为Fe3+，与OH－生成较易沉淀的Fe(OH)3，如此不仅提高出水效果，污泥也更易脱水。根据上述设计原则和进、出水水质指标，结合以往同类实际成功的工程经验，经多方案比较，推荐“二级氧化与二级沉淀”处理工艺。工艺流程见图1。

废水经收 集 后，在中和调节池加碱液调节pH值为6．5～8，进行气力搅拌，使中和调节池内废水得以充分的均质、均量，并使部分Fe2+氧化成Fe3+。混匀废水泵入一沉池反应区，在PAC混凝剂与PAM助凝剂的协同作用下进行初级沉淀。沉淀后废水自流入氧化池曝气氧化，使废水中未被去除的Fe2+基本上转化为Fe3+，消除出水返黄现象。曝气氧化后废水泵入二沉 池 反 应 区，加 碱 液 调 节pH值 为9～10，在PAC混凝剂与PAM助凝剂的协同作用下进行二级沉淀。沉淀后出水再自流入回用水池，加酸回调pH值为6～9，其中约30%的清水回用于漂洗工段，其余清水达标接入厂区生活污水管网，最终纳入市政污水管网。沉淀池污泥的产生量为2．5t/a，含水率约为70%，经脱水后作为危险固废委托有资质的危废处理单位进行妥善处置，滤液仍返回处理系统。

2.2工艺特点在调节池内 先 初 级 调 节pH值，并 在 池 内 设 置气力搅拌系统，不但降低了中和调节池大面积的防腐要求，而且克服了一般机械搅拌面积小、供氧量不足等缺点;根据Fe2+的化学性质，控制最佳pH值氧化条件，提高Fe2+氧化成Fe3+的反应速度，以减少Fe(OH)2污泥生成量，提高污泥脱水性能;为 加 速沉淀，投加PAC和PAM可解决Fe(OH)3不易沉淀的问题，从而缩短沉淀时间，减少土建投资［4］;所有沉淀池均选用竖流式结构，不但降低了工程投资，而且克服了斜管沉淀池易堵塞、易老化等缺点;适当考虑操作上的自动化，凡涉及pH值控制处均配置pH自控装置，便于操作，节省投药量。

3主要构筑物及设计参数

3.1组合池1地下砖混结构，由现有池体改造而成，包括中和池、调节池、氧化池、回用水池。中和池有效容积为5．6m3，内设pH值控制器一套，穿孔管曝气系统一组;调节池有效容积为28．7m3，内设耐腐蚀液位计一套，穿孔管曝气系统二组;氧化池有效容积为11．3m3，内设耐腐蚀液位计一套，穿孔管曝气系统一组;回用水池有效容积为11．3m3，内设pH值控制器一套，耐腐蚀液位计一套，穿孔管曝气系统一组。

3.2组合池2地上钢制防腐结构，由现有池体改造而成，基本尺寸为4．0m×2．3m×3．0m，包 括 一 沉 池、二 沉池。其中一 沉 池 为 竖 流 式 结 构，表 面 负 荷 为0．33m3/(m2·h) ，一沉池前设反应池，反应池内设穿孔管曝气系统一组;二沉池为竖流式结构，表面负荷为0．33m3/(m2·h) ，二沉池前设反应池，反应池内设pH控制器一套，穿孔管曝气系统一组。

3.3加药系统PAC加药箱，塑料材质，总容积为0．5m3，配套WB－100型机械搅拌装置;PAM加药箱，塑料材质，总容积为0．5m3，配套WB－100型机械搅拌装置;碱液加药箱，塑料材质，总容积为0．5m3，配套WB－100型机械搅拌装置，配套ADL70投药泵;HCl加药箱，塑料材质，总容积为0．5m3，配套ADL55投药泵。

3.4污泥脱水系统污泥机械脱水利用现有设备:XMYZ20/630－UB型压滤机，滤室总容量为250L;隔膜泵，流量为8．0m3/h，压力为0．6MPa;W－0．67/7空压机，Q=0．67m3/min，P=0．8MPa。3.5规范排放口地下砖混结构，新建，尺寸为1．5m×0．76m×0．8m。

4经济技术指标新工艺在原有基础上进行改造，节省了土建费用，土建费用为0．3万元，设备材料费用为6．11万元，其他费用(含管理、调试、税金等)为1．33万元，工程总造价为7．74万元。运行效果见表3，工程运行费用见表4。运行成本有所增加，废水处理成本提高到3．423元/m3，主要是改造工艺中使用药剂，增加了成本。该 工 艺 改 造 完 成 后，可减少废水直排量334m3/a，处理后削减COD排放量约0．3t，SS约0．06t，环境效益和社会效益显著。因废水处理后回用可减少工业用 水 量334m3/a，按 工 业 水 价 为3．1元/m3计，共折合约1035元，再加上因回用水节省的工业废水处理费用约4268元，因此每年为企业节省成本约5300元。

5结论富阳某热镀锌企业废水处理采用二级氧化+二级沉淀处理 工 艺，出 水 水 质 达 到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的三级标准，总锌达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准，总铁达到《污水排入城市下水道水质标准》最高允许浓度。该工艺改造完成后，减少了废水直排量，实现了主要水污染物排放总量的削减，废水再生回用为企业节省了运行成本，取得了良好的环境效益、社会效益和经济效益。

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