电镀工业园区的运营环境管理及电镀废水的

随着工业技术发展,电镀产品的使用量越来越大,随之产生的电镀废水也越来越多。电镀废水产量大,浓度高,成分复杂,内含大量游离金属和多种络合物,结构稳定,生物降解性差,直接排放会对生态环境和人类健康造成极其严重的不良影响。传统的电镀废水处理方法包括化学沉淀法、吸附法、离子交换法、膜分离法等,近年来国内外又兴起生物法、高级氧化技术。本文根据对典型电镀工业园区内电镀废水的水质特点和达标排放标准,比较传统的处理方法和近年来国内外新兴的几种处理技术,从经济成本、方法实用性、处理条件、处理效果等多方面分析优劣,为电镀废水处理领域的学者和技术人员提供参考。

电镀是现代工业体系不可缺少的部分。但电镀行业产生废水、废气、废渣等污染问题,尤其是排放含重金属的电镀废水对生态环境和人体健康具有很大的威胁。电镀企业管理水平较低、经济效益不佳、治污效果较差,也一度成为制约电镀行业发展的突出问题。在此背景下,电镀行业开始向园区产业化、产业集群化发展转变。

一、电镀工业园区建设、运营及环境管理的主要模式

按照投资和运营管理的主体划分,目前我国电镀工业园区建设、运营及环境管理模式主要分为政府主导模式及市场化运营模式两大类。其中:政府主导模式分为完全政府主导模式及政府主导下的第三方环境治理模式;市场化运营模式按照投资主体的不同可分为电镀企业投资建设模式和社会第三方投资建设运营模式。

二、电镀工业园区建设、运营及环境管理中存在的主要问题及原因

1.投资回收期长,入驻企业管理难度大

电镀工业园区在国内起步较晚,园区建设基础比较薄弱,在竞争中的优势还未完全体现,建设运营投资回收期长,盈利困难。一些运营相对健康良好的园区,部分已建设运营达10年之久,但至今尚未实现盈利,或仅个别园区刚刚开始盈利。

2.环境治理要求缺乏成熟的技术支撑

调研中发现,不同地区的电镀工业园区执行的污染物排放标准并不统一,环保治理投入和采用的技术手段千差万别,导致不同园区在污染治理方面投入的成本有较大差异。电镀工业园区基本都配套了中水回用或废水深度处理回用设施,但很多没有正常运行。对于国家鼓励的有价资源回收、清洁生产等技术,很多尚处于研究和试点阶段,导致相关工作推进较慢。在与园区的座谈中,不少园区提出国家对于出台的相关标准缺乏成熟的技术方案做支撑,导致不少园区在治污的道路上走了较多弯路,给园区正常运行带来了较大压力。

3.污染物在线监测系统有待完善

重金属企业所排污水应收集到工业园区的污水处理厂统一处理,污染源自动监控设施应安装在重金属污染物排放的车间或生产设施的废水排放口。同时,为加强对重金属污染物排放的监管,对于工业园区污水处理厂接纳废水中含有重金属的,应设有处理重金属污染物的工段或设施并分类收集、分质处理,并且对该工段或设施的污水排放口进行自动监控。目前所有园区的污水处理排放口均安装了在线监测仪器,并与政府生态环境部门联网。但对于企业车间的排放口,则主要以摄像头监控、流量监测为主,配套在线监测尚未全面覆盖。另外,电镀工业园区的废气监测仍以区域尺度的大气监测为主,不利及时识别环境风险。

三、电镀工业园区建设、运营及环境管理的对策与建议

结合调研中发现的电镀工业园区建设、运营及环境管理中存在的问题和先进经验,对推动我国电镀工业园区健康发展和规范化管理提出以下对策和建议。

1.鼓励电镀工业园区采用市场化运作模式,政府加强监管职能

调研发现,市场化模式已经成为当下电镀工业园区建设、管理和运营的主要模式。特别是社会第三方资本投资建设并一体化运营的电镀工业园区,从运营的效果评估来看,不仅管理水平最高,而且更加高效,在配套和管理创新等方面具有明显的前瞻性。建议进一步鼓励市场化电镀工业园区模式,政府逐步从直接投资建设中退出,推进电镀工业园区全面转向“政府引导、市场化运营”模式。同时,政府作为监管方,应加强监管职能。建议借鉴广东崖门新财富环保电镀产业园的模式,由政府调动环保、经信、工商等部门各派负责人设立管理委员会办公室,在园区常驻办公,实时对园区及入驻企业进行有效监管。

2.鼓励推广电镀工业园区建设及服务新模式

电镀工业园区在建设、运营及环境管理上涌现出了一系列前瞻创新模式,如公共仓储、公共物流、地下管廊等,在物料配送、危险化学品管理、风险控制等方面探索和践行了一条高精尖的路子,代表了更加现代化的电镀工业园区,对园区升级改造及后续新建项目具有显著的借鉴意义。建议政府及行业组织通过实地考察论证,制定《电镀工业园区建设条件》,将标准化厂房、标准化管廊、全流程在线监测系统、检测中心、公共物流、公共仓储、物料集集中配送中心、固废处理处置中心等先进模式和经验推广为电镀工业园区建设的标准配置,引导新建电镀工业园区的发展方向。同时,加强宣传和交流,筛选典型案例,设立相应的补助资金,支持打造样板工程。

3.进一步加强电镀工业园区水环境管理的技术支撑

一方面,加大相关科研项目及专项资金对淘汰工艺及原辅料的替代技术、清洁生产技术、电镀污染物全面达标技术、重金属资源回收及循环利用技术、危险废物和有毒有害化学品安全处理技术的研发支持力度;在每年的环保先进技术和成熟技术名录制定过程中,征集成熟案例,总结稳定达标的先进技术和适用技术,有针对性地引导技术发展方向。

4.强化全方位环境监管,加快落实污染物在线监测

加快落实污染物在线监测,严格按照国家相关法律及标准的规定在相应排放口安装在线监测系统;建议政府部门提出明确的时间要求,并对在线监测设施进行验收和定期检查;园区对企业在线监测实施的运行维护情况进行检查,并不定期按照一定频率对企业进行采样抽查。

5.加强培训、宣传和引导,提高相关人员的管理水平

利用每年环保标准定期培训的机会和环境影响评价培训班的机会,向电镀管理、环评编制和审批、监察执法等重点人员进行培训和宣贯,加强对重点园区、重点企业管理层和环保技术管理人员的培训。对获得电镀工业园区运营资质的运营单位,加强对技术管理人员的培训。制定电镀标准和电镀环境管理的宣传书籍,不断提高电镀工业园区及入驻企业的环保意识和知识水平。

四、电镀工业园区电镀废水处理工艺

1.超滤膜技术

所谓超滤膜技术,具体是指在溶液本身压力影响下,依靠滤膜的筛分穿透性质,让水内低分子溶质渗透滤膜,高分子则被滤膜保留,进而完成污水处理的一种物理处理技术。其不但能过滤掉水中的漂浮颗粒物、垃圾杂物,而且还能有效处理其中的微生物、细菌和病毒等物质。比如镍、锌、铜等这些金属元素的电镀,均是有害元素,威胁着自然界中万物的健康。另外,电镀生产形成的废水离子无法被微生物吸收,进而难以去除。在处理此种电镀废水时可搭配使用但渗透技术与超滤膜技术,这样才能把水体中的污染物与不良物质剔除干净,避免对环境造成损害。即使这两大技术可以有效解决此种废水中的污染物,但却治标不治本,依然不能根除,仅能处理86%的总有机碳量。

2.MBR技术

膜生物反应器是一种将膜分离技术与污水生物处理工艺有机结合的新型高效污水处理工艺。MBR在城市污水和工业废水的处理和回用方面被视为“最佳实用技术”。

MBR系统可使微生物完全截留在生物反应器内,实现反应器水力停留时间和污泥龄的完全分离,对有机物、氨氮去除效率高,出水可直接回用。经过改造后的废水处理设施具有工艺模块化,自动程度化高,操作简便的特点。MBR系统正常运行后,有机物、氨氮去除效果显著,对部分重金属还具有吸附效果,能够保证出水水质稳定达标。因此,膜生物反应器能够作为电镀废水处理的技术选择。

3.采用清洁生产技术

对于引入电镀集中区内的企业,应强制要求其采用清洁生产技术,具体可从材料及工艺替代、生产过程与操作优化两方面考虑。原材料方面尽量选择低毒原料替代原有的氰化物、六价铬等高毒原料;在生产过程中设置自动生产线、多级逆流清洗,并对重金属实现在线回收,从源头减少电镀废水产生量和产生浓度。例如,含铬废水在线回收可采用“活性炭过滤+除铬阳离子+两级除铬阴离子处理系统”,离子交换系统由活性炭交换柱、阳离子交换柱和阴离子交换柱组成。含铬清洗水由耐腐蚀泵输送进入活性炭交换柱,除去悬浮颗粒及其他有机类杂质;然后进入阳离子交换柱,去除废水中的重金属离子及其他阳离子,纯化出水水质。通过采用重金属废水在线回收工艺等清洁生产技术,减少电镀废水中重金属的含量及废水排放量,可减轻废水末端处理压力。

4.含氰废水处理

采用氯氧相结合或者氯系处理以及臭氧等处理方法来对含氰废水进行处理。含氰化物的废水处理步骤由两部分组成:首先使氰化物发生氧化反应从而生成氰酸盐,从而使废水的毒性降低。其次是将氰酸盐进行充分的氧化,则会分解为氮气和二氧化碳。次氯酸钠和二氧化氯容易发生化学反应,而生成液氯,还能够氧化剂,是一种氯系处理含氰废水。在过滤氰化物的过程中,也可以使用氧化还原原理,使部分水中的S2-,SO32-,NO3-等阴离子可以被除去。

5.含磷废水处理方法

化学除磷是通过化学方法将废水中的溶解性含磷物质转变成不溶性含磷物质,从液相转移到固相。常用的方法是投加无机金属盐药剂如铁盐、铝盐或钙盐,与可溶性磷酸盐反应生成磷酸铁、磷酸铝、磷酸钙等溶度积小的化合物。这些细小的不溶性固体物经过投加混凝剂、絮凝剂后聚集成较大的不溶性固体物沉淀下来,经浓缩压滤,达到固液分离,磷进入到污泥中。随着科技的不断进步,出现了一些新型除磷剂,特别是处理非正磷酸盐的除磷剂,有的废水处理药剂公司研发出了次亚磷去除剂,原理是通过架桥的方式,网捕、吸附废水中的次亚磷并进行沉淀,将磷除去,磷仍以次亚磷的形式存在污泥中。

生物除磷,反硝化除磷菌DPB能在缺氧(无分子氧有硝酸盐)环境下摄磷,反硝化除磷细菌DPB利用硝酸盐为电子受体,产生生物摄磷作用。在生物摄磷的同时,硝酸盐被还原为氮气,这使得摄磷和反硝化脱氮这两个不同的生物过程能够利用同一类细菌、在同一个环境中完成。另外,还有人工湿地除磷。它是在一般人工湿地系统的基础上,人为控制、优化系统,利用湿地的基质、水生植物和微生物之间的相互作用,通过一系列物理、化学以及生物作用,达到以除磷为主要目标的废水除磷技术。其优点是:效率高、投资少、能耗低、操作简单、设置灵活、维护和运行费用低廉。但该方法占地面积大。

五、电镀工业园区废水处理的发展前景

综上所述,电镀废水的处理技术种类非常多,但是因为电镀行业的管理水平和生产工艺存在各种各样的问题,使得废水的处理质量也存在很大的不同,仅仅依靠一种废水处理方法很难达到废水的处理标准。需要根据污水监测结果,必须综合多种处理技术对污水进行处理,以达到最显著的处理效果。同时为了促进电镀废水工艺的发展,必须加强对处理过程的监督和管理,同时改革电镀技术。建设电镀工业园区、实施产业集群发展,既是当前电镀行业发展的必然趋势,也是地方政府对电镀行业强化环境管理的方向。电镀工业园区项目不可盲目上马,必须充分调研和论证,选择合适的模式。高标准建设、高要求准入、规范化管理,才能实现电镀行业集中治理、集群发展的初衷。




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