人造金剛石的合成工序是在高溫高壓條件下進(jìn)行電解和酸洗，期間會(huì)產(chǎn)生大量的含鎳、錳酸性廢液，其中鎳是一種可致癌的重金屬。如果不加處理隨意排放，會(huì)對(duì)環(huán)境和人體健康一定的危害。目前含鎳廢水的處理方法有化學(xué)沉淀法、蒸餾法和反滲透、擴(kuò)展陰極電解法、催化氧化法、離子交換法、重金屬捕集法等; 本工程本著投資省、處理效果好、自動(dòng)化程度高、運(yùn)行成本費(fèi)用低基本達(dá)到含鎳廢水達(dá)到排放要求，取得良好的環(huán)境效益益和經(jīng)濟(jì)效益。

1 工程概況 

河南某金剛石生產(chǎn)企業(yè)采用高溫高壓合成工藝生產(chǎn)人造金剛石，年生產(chǎn)能力為4. 8 億克拉人造金剛石。送入車間污水處理站的生產(chǎn)廢水主要來(lái)自酸處理后的清洗水、電解后的清洗水、搖床分離的水、堿處理后的清洗水。混合后的廢水水質(zhì)水量見(jiàn)表1。

2 處理工藝及主要構(gòu)筑物

2. 1 廢水處理工程的工藝流程(圖1)

由生產(chǎn)車間排放的混合廢水經(jīng)初沉池可沉淀原水中的石墨，通過(guò)耐酸泵提升進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)行蓄積; 通過(guò)真空引水器和污水提升泵進(jìn)入一級(jí)中和槽，一級(jí)中和槽出水溢流進(jìn)入混凝反應(yīng)池沉淀后出水進(jìn)入二級(jí)中和槽調(diào)節(jié)pH 值，出水pH 值達(dá)到設(shè)定值后溢流進(jìn)入斜板沉淀池，達(dá)不到設(shè)定值的出水回流至調(diào)節(jié)池，斜板沉淀池出水自流至終端回調(diào)池，終端調(diào)節(jié)池出水pH值達(dá)到設(shè)定值后經(jīng)砂濾池進(jìn)入回用水池。

在整個(gè)系統(tǒng)處理過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一定量的污泥，污泥中不僅還有大量的有毒有害物質(zhì)，還含有部分可回用的重金屬鎳。因此，污泥需要及時(shí)得到處理和處置，本系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥經(jīng)螺桿泵進(jìn)入壓濾機(jī)進(jìn)行處理，濾水回用至調(diào)節(jié)池，泥餅外運(yùn)交由危廢部門進(jìn)行處置。

2. 2 主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)

主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表2。

3 穩(wěn)定運(yùn)行分析

3. 1 一級(jí)中和槽的啟動(dòng)及處理效果

一級(jí)中和槽采用化學(xué)中和法，常用的堿性中和劑為生石灰和熟石灰。由于生石灰和熟石灰中有鈣離子在后續(xù)處理不易去除，影響全自動(dòng)化控制效果。氫氧化鈉溶液具有中和效果好、用量少、易自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，故選擇氫氧化鈉溶液作為一級(jí)中和的藥劑。

在實(shí)際運(yùn)行中可根據(jù)加藥計(jì)量泵和進(jìn)水泵開(kāi)度大小控制投藥量。調(diào)試成功后，出水鎳含量的去除率約為78. 41%。

3. 2 混凝反應(yīng)池的啟動(dòng)及處理效果

混凝反應(yīng)池采用無(wú)機(jī)高分子混凝劑聚氯化鋁(PAC) ，PAC具有混凝效果好、用量少、適宜范圍廣等諸多優(yōu)點(diǎn)，是一種優(yōu)良的凈水劑，故選擇PAC 作為廢水的混凝藥劑。

在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中可通過(guò)計(jì)算機(jī)全程控制加藥計(jì)量泵的投藥量，使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3. 3 二級(jí)中和槽的運(yùn)行效果

二級(jí)中和槽采用聚丙烯酰胺(PAM) 和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH 值，根據(jù)槽內(nèi)水質(zhì)的變化通過(guò)加藥計(jì)量泵自動(dòng)控制加藥量來(lái)控制pH 值的變化。

經(jīng)過(guò)上述單元處理后，整個(gè)系統(tǒng)實(shí)行全部自動(dòng)化控制，從2012 年8 月運(yùn)行至今，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，處理效果穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)運(yùn)行效果見(jiàn)表3。

從實(shí)際運(yùn)行效果來(lái)看，重金屬鎳的去除率達(dá)到了99. 9%，部分出水可回用于提取車間。本工程處理工藝簡(jiǎn)單，無(wú)二次污染，較徹底地實(shí)現(xiàn)了含鎳廢水的達(dá)標(biāo)排放。具體參見(jiàn)http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

4 環(huán)境經(jīng)濟(jì)分析

本工程處理出水水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB25467-2010) 要求。項(xiàng)目實(shí)施后，COD 排放量減少13. 86 t /a，Ni2+的排放量減少58. 03 t /a。

工程總投資152. 73 萬(wàn)元，運(yùn)行費(fèi)用39. 21 萬(wàn)元，其中管理費(fèi)用(包括維修費(fèi)、人工費(fèi)用) 9. 2 萬(wàn)元/年，電力費(fèi)用10. 26 萬(wàn)元/年，藥劑費(fèi)用19. 75 萬(wàn)元/年。單位廢水處理運(yùn)行成本為2. 37 元/t。

5 結(jié)論

采用采用化學(xué)中和+ 化學(xué)沉淀+ 砂濾池的工藝對(duì)人造金剛石含鎳酸性廢水進(jìn)行處理是成功的，對(duì)鎳的去除率達(dá)到99. 9%以上，經(jīng)過(guò)近一年的運(yùn)行管理考察，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，各項(xiàng)指標(biāo)基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求，管理維護(hù)簡(jiǎn)單，且出水可以達(dá)到回用水要求�？傊�該工程在技術(shù)上可行，具有良好的社會(huì)效益和環(huán)境效益，對(duì)人造金剛石行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。