机器人关节轴承制造涉及精密加工、表面处理(如镀铬、镀镍)及润滑剂使用等环节,其废水成分复杂,主要污染物包括 重金属(铬、镍)、润滑油/切削液、表面活性剂 及 金属碎屑废水处理。其中,铬(Cr⁶⁺、Cr³⁺)和镍(Ni²⁺) 是主要特征污染物(高且需严格管控),而 切削液和润滑油 属于难降解有机污染物(COD 高)。因此,需根据废水特性(重金属浓度、有机物含量、pH 等)设计 “重金属去除 + 有机污染物处理” 的组合工艺,确保出水符合《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)或行业更严标准(如电子工业水污染物排放标准 GB 39731-2020)。以下是针对性解决方案:
一、废水来源与特性分析
1. 主要来源
表面处理废水:关节轴承镀铬(硬铬)、镀镍(装饰镍/功能镍)工序产生的废液(高浓度重金属)及清洗水(低浓度重金属)废水处理。
镀铬废液:Cr⁶⁺ 100~5000 mg/L(酸性废水处理,pH 2~4)、Cr³⁺(少量);
镀镍废液:Ni²⁺ 100~2000 mg/L(弱酸性,pH 3~6),可能含络合剂(如 EDTA)废水处理。
机加工废水:轴承零件(如钢球、保持架)切削、磨削加工中产生的切削液废水(含润滑油、乳化液、金属碎屑),COD 高达 5000~20000 mg/L,pH 8~10(因乳化剂呈碱性)废水处理。
清洗废水:零件清洗过程中携带的表面活性剂、微量重金属及悬浮物,COD 500~2000 mg/L,pH 中性或弱碱性废水处理。
二、处理工艺选择与核心流程
针对关节轴承制造废水的 重金属 + 有机污染物复合污染 特点,需采用 “分质预处理(重金属/有机物)→ 综合处理(深度净化)” 的组合工艺废水处理。以下是典型流程:
1. 分质收集与预处理
(1) 镀铬/镀镍废水(重金属废水)
目标:去除 Cr⁶⁺(还原为 Cr³⁺)和 Ni²⁺(沉淀为 Ni(OH)₂/NiS),确保重金属达标废水处理。
工艺:
含铬/镍废水→ 格栅→ 调节池→ 破络(仅镀镍废水)→ 还原 Cr⁶⁺(仅镀铬废水)→ pH 调节(pH 7~9)→ 混凝(PAC)→ 絮凝(PAM)→ 斜管沉淀→ 重金属污泥(压滤)→ 中间水池废水处理。
关键操作:
镀镍废水:先加 NaClO(pH 2~3)破络(破坏 Ni-EDTA)废水处理,再加 NaOH(pH 9~10.5)沉淀 Ni²⁺;
镀铬废水:先加 H₂SO₄(pH 2~3)酸化,再加 NaHSO₃ 还原 Cr⁶⁺(pH 2~3,反应 30~60 min),最后加 NaOH(pH 7~9)沉淀 Cr³⁺废水处理。
(2) 机加工废水(有机废水)
目标:去除 COD(乳化油、润滑油)和悬浮物(金属碎屑)废水处理。
工艺:
机加工废水→ 格栅→ 隔油池(去除浮油)→ 气浮机(破乳+去除悬浮油)→ 调节池→ 水解酸化池(提升可生化性)→ 生化池(AO 或 MBR)→ 二沉池→ 有机污泥(压滤)→ 中间水池废水处理。
关键操作:
气浮机:投加 PAC/PAM 破乳废水处理,去除 80%~90% 的浮油和悬浮物;
生化处理:采用 AO(厌氧-好氧)或 MBR(膜生物反应器)降解 COD(最终 COD≤50 mg/L)废水处理。
(3) 清洗废水(低浓度混合废水)
目标:去除微量重金属和 COD废水处理。
工艺:
清洗废水→ 格栅→ 调节池→ 混凝(PAC+PAM)→ 斜管沉淀→ 中间水池废水处理。
2. 综合处理(深度净化)
将上述预处理后的废水(重金属废水、有机废水、清洗废水)混合进入 综合处理单元,进一步去除残余污染物,确保出水达标废水处理。
推荐组合
排放标准严格(如电子工业标准):
综合废水→ 活性炭吸附塔(去除残余重金属和 COD)→ 保安过滤器(5μm)→ RO 膜(回用或进一步脱盐)→ 达标排放废水处理。
排放标准一般(如综合排放标准):
综合废水→ 混凝(PAC+PAM)→ 斜管沉淀→ 砂滤→ 活性炭吸附→ 达标排放废水处理。
三、污泥处理与资源回收
1. 污泥来源
重金属污泥:镀铬/镀镍废水沉淀产生的含 Cr(OH)₃、Ni(OH)₂ 污泥(危险废物,HW17)废水处理。
有机污泥:机加工废水气浮/生化产生的含油污泥(危险废物,HW08)废水处理。
2. 处理流程
含重金属/有机污泥→ 浓缩池(厢式压滤机或板框压滤机)→ 脱水(含水率≤60%)→ 稳定化(石灰固化或硫化钠处理)→ 安全处置(危废填埋场)或资源回收(如铬泥酸浸提铬)废水处理。
3. 资源回收
铬泥回收:用硫酸(H₂SO₄)溶解 Cr(OH)₃,生成 Cr₂(SO₄)₃ 溶液,回用于镀铬槽液(降低原料成本)废水处理。
镍泥回收:用盐酸(HCl)溶解 Ni(OH)₂,生成 NiCl₂ 溶液,回用于镀镍槽液废水处理。
四、工艺优化与运行管理要点
分质预处理的重要性:
重金属废水和有机废水需分开预处理(避免重金属抑制生化菌,或乳化油干扰重金属沉淀)废水处理。
pH 精准控制:
镀铬废水还原阶段 pH 2~3(H₂SO₄ 调节);
镀镍废水沉淀阶段 pH 9~10.5(NaOH 调节);
采用 pH 计+自动加药系统废水处理。
生化系统维护:
AO 或 MBR 系统需控制 DO(2~4 mg/L)、污泥龄(15~20 天),定期补充碳源(如乙酸钠)提升可生化性废水处理。
膜系统管理(若用 RO/NF):
定期清洗膜组件(防止重金属/有机物污染),控制进水 SDI<3(预处理需高效除油/悬浮物)废水处理。
应急处理:
若 Cr⁶⁺ 或 Ni²⁺ 突发超标废水处理,立即投加过量还原剂(NaHSO₃)或破络剂(NaClO),并延长沉淀时间;
若 COD 突发超标,切换至应急活性炭吸附塔废水处理。
五、典型工艺流程示例
关节轴承制造综合废水处理流程:
分质收集:镀铬废水、镀镍废水、机加工废水、清洗废水分别进入各自调节池废水处理。
预处理:
镀铬废水→ pH 调节(H₂SO₄)→ 还原(NaHSO₃)→ pH 调节(NaOH)→ 混凝(PAC)→ 沉淀→ 中间水池;
镀镍废水→ pH 调节(H₂SO₄)→ 破络(NaClO)→ pH 调节(NaOH)→ 混凝(PAC)→ 沉淀→ 中间水池;
机加工废水→ 隔油→ 气浮→ 调节池→ 水解酸化→ AO 生化→ 二沉池→ 中间水池;
清洗废水→ 格栅→ 调节池→ 混凝(PAC)→ 沉淀→ 中间水池废水处理。
综合处理:
各中间水池废水混合→ 混凝(PAC+PAM)→ 斜管沉淀→ 砂滤→ 活性炭吸附→ RO 膜(可选)→ 达标排放/回用废水处理。