摘要：采用活性炭+螯合树脂塔组合工艺作为处理化学镀镍废水，总镍的去除率达到99.7%以上，出水达到《电镀污染物排放标准》（GB 21900-2008）。
关键词：螯合树脂塔；化学镀镍废水
1 前言
随着化学镀镍工艺的不断发展，为了提高镀层质量和提升镀液的稳定性，在化学镀液中加入大量的络合剂、稳定剂和光亮剂等有机物，从而产生了大量的有机污染物，这些有机物和镍形成稳定的络合镍，如果采用普通的化学絮凝沉降工艺，难以去除这些有机物和络合镍。本文以电产科宝（浙江）有限公司的表面处理工艺产生的含镍废水为例，在既设化学絮凝沉降工艺的基础上，废水深度处理采用活性炭塔吸附和螯合树脂塔组合工艺，主要用于去除废水中的有机物和络合镍，废水工艺调试完成后，总镍和CODCr的去除率分别达到99.7%和58.3%。
2 工程设计
2.1 设计进出水水质
本项目进水水质：PH=2.1，CODCr≤120mg/L，总镍≤33.1mg/L；出水要求：PH=6~9，CODCr≤50mg/L，总镍≤0.1mg/L，最终处理水的污染物达到《电镀污染物排放标准》（GB 21900-2008）。
2.2 工艺流程
深度处理工艺在原有的砂滤塔后段增加一个活性炭吸附塔，经活性炭塔吸附去除废水中的有机物，活性碳塔的出水流入至螯合树脂塔，螯合树脂塔设置两台，树脂塔可以单塔通水，亦可串联通水，深度处理工艺流程图见图1。
2.3 主要设备和工艺参数
2.3.1活性炭吸附塔
活性炭吸附塔为碳钢衬胶材质的立式圆筒，用于去除砂过滤塔出水中的有机质，以防止有机物污染螯合树脂。活性炭塔设置一台，活性炭塔进水流量为15m3/h，设计通水容速：6m3/（m3.h），活性炭充填量：2.5m3，活性炭充填高度：1m，确定活性炭的尺寸：直径1800m×高度3175mm。
2.3.2螯合树脂吸附塔
螯合树脂吸附塔为碳钢衬胶材质的立式圆筒，螯合树脂塔设置一用一备，螯合树脂塔进水流量为15m3/h，设计单塔通水容速：20m3/（m3.h），单塔的螯合树脂充填量：0.75m3/塔，确定螯合树脂塔的尺寸：直径1000mm×高度3375mm。本项目选用的是漂莱特大孔型螯合树脂（型号：S-930），螯合树脂是具有活性离子交换基团的有机聚合物并带有固定的负电荷，和带正电荷的络合镍有相对亲和力。当含镍废水经活性炭吸附后出水至螯合树脂塔，螯合树脂和络合镍进行吸附交换，络合镍取代树脂官能团上的钠离子，形成稳定的螯合物，从而达到去除络合镍。
3 系统调试及运行说明
3.1 系统调试
设备安装完成，清水运转检查正常。系统调试前，先对活性炭塔进行多次反洗，反洗线速按25m/h，确定反洗流量为64m3/h，用烧杯在反洗出水管路取样口接水确认水体清澈，同时确认无细碎的活性炭粉末。分别对两个螯合树脂塔进行反洗和倍量药注再生，树脂反洗的目的是将一些表面破损的树脂经反洗带出塔体，因为破损的树脂会使吸附交换能力降低并且会进一步增加树脂的压差，可能会导致排水滤帽的破损；新的树脂出厂前都是H型，倍量药注再生的目的是为使树脂更彻底地转变成Na型，这样会加大螯合树脂对络合镍的吸附量。本次增设的活性塔和螯合树脂塔的通水工程和再生工程均是通过PLC控制，螯合树脂塔的进水管路上加装5%硫酸药品供给管路、管道式PH电极和管道混合器，5%硫酸供给泵为电磁计量泵，接收PH计的脉冲输出信号，确保螯合树脂塔的进水PH值设定范围：4~6，根据五洲富士化水工程有限公司的多年工程经验和漂莱特厂家的树脂技术资料说明：S-930型的螯合树脂在吸附重金属时，进水的PH值在4~6范围内，螯合树脂吸附效果最好，去除络合镍效果最佳。当进水的PH值在4以下，螯合能力会很弱，当进水的PH呈碱性，部分镍和氢氧根离子形成胶状沉淀物而不能被螯合树脂吸附交换，进入树脂塔后堵塞树脂孔隙，会逐渐降低树脂的交换能力，同时会造成进入树脂塔内的进水发送偏流，增加压力降，从而会导致络合镍去除不彻底，影响最终出水效果。
3.2 系统运行说明
经过近一星期的电气连动检查及系统调试，连续七天取样送至上海谱尼测试公司检测分析，送检水样的总镍平均含量在0.05mg/L以下，CODCr的平均含量在35mg/L以下，调试结果符合工艺设计要求，处理水的污染物达到排放标准。本次设计螯合树脂塔的通水时间为15天，当控制柜上的外部时间继电器（设置两个）积算时间到达后，一塔自动再生，另一台自动转为单塔通水并且其对应的外部时间继电器开始积算时间。树脂塔的通水和再生为自动控制，每一步的工程状态下，对应管路的气动阀处于开启状态，同时再生水泵运转，再生状态下每一步工程确认正常。该塔再生完成后，树脂塔的自动阀门切换，两个塔再次串联通水。
4 结论
本组合工艺处理化学镀镍废水的运行结果达到设计要求，对总镍和CODCr的去除率较高，总镍的去除率为99.7%，CODCr去除率为55.3%，处理水的污染物排放达到《电镀污染物排放标准》（GB 21900-2008）。
但系统持续运行时间过久，下述问题需要引起重视及对应处理：
（1）前段化学絮凝沉降吸附工艺处理要确认砂滤塔的吸附悬浮物效果，如去除悬浮物效果差的话，一些胶体状悬浮物可能会透过砂滤塔和活性炭塔，会造成塔内滤材板结，通水压差过大，会造成塔内排水滤帽破损，甚至是塔体损坏，这些胶体状悬浮物如进入到螯合树脂塔内，会堵塞树脂层间间隙，导致树脂的板结，影响螯合树脂对络合镍的去除率。
（2）活性炭塔内的活性塔需要定期更换，以防止有机物透过进入至螯合树脂塔，有机物会造成树脂结块，污染树脂并引起树脂中毒，从而严重影响树脂的吸附交换能力。
（3）螯合树脂塔的通水流量务必按设计值来设定，如通水流量过大，会加大通水流速，增大了水流阻力，会使得树脂破损率变大。
参考文献：
[1] 高廷耀.水污染控制工程[M].北京：高等教育出版社，1999.
[2] 刘红星，魏成江，王军营，胡移风.影响螯合树脂塔运行的因素[J].氯碱工业，2015，51（1）：8-9，34.
[3] 罗凡，董滨，毕研斌，谢加才.螯合树脂吸附金属阳离子的应用及其研究进展[J].水处理技术，2011，37（1）：23-27.
作者简介：
蒋群（1980.11），男，硕士，工程师。本人从事污水处理及中水回用的设计、施工和调试工作。E-mail：jq@wfkk.com.cn。
论文作者:蒋群
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签：树脂论文; 活性炭论文; 有机物论文; 工艺论文; 通水论文; 络合论文; 废水论文; 《基层建设》2018年第5期论文;