氰化镀银电镀废水综合处理平台设计

氰化镀银电镀废水综合处理平台设计

孙丽君1，闫涛1，马景富2

（1.烟台职业学院，山东烟台264670；2.沈阳理工大学，辽宁沈阳110159）

摘要：为实现氰化镀银废水的高效、安全和可靠处理，通过研究氰化镀银废水处理流程，优化设计了一种适于中小企业运营管理的自动化电镀废水处理系统，并研制与之配套的远程处理终端和上位机软件。结果表明，所开发的氰化镀银废水处理系统具有操作简单、破氰彻底和经济效益可观等优点，银回收效率不低于94.4%，总氰化物排放满足国家相关标准的限值规定。

关键词：氰化镀银废水；自动化；远程处理终端；上位机

中图分类号：X781.1文献标识码：A

Design of Cyanide Silver Electroplating Wastewater

Synthesizing Treatment Platform

SUN Lijun1，YAN Tao1，MA Jingfu2

（1.Yantai Vocational College，Yantai264670，China；2.Shenyang Ligong University，

Shenyang110159，China）

Abstract：In order to realize efficient，safe and reliable treatment of cyanide silver electroplating waste⁃water，a automated wastewater treatment system for the operation and management of SMEs was opti⁃mized by studying on wastewater treatment process，and the terminal RTU and PC software have been developed.Results show that the developed cyanide silver electroplating wastewater treatment system has the advantages of simple operation，complete destruction of cyanide and considerable economic ben⁃efits，and the silver recovery efficiency is not less than94.4%，the total cyanide emission can meet the requirements of the relevant national standards.

Keywords：cyanide silver electroplating wastewater；automation；remote terminal unit；master comput⁃er

引言

氰化电镀废水的毒性较强，其直接排放会严重危害人畜健康和生态环境，减少氰化物镀液使用或改用无氰电镀工艺替代是促使电镀行业绿色转型升级的关键。鉴于氰化电镀的技术和成本优势，现阶段若想完全取代氰化电镀存在较大的难度［1］，因而非常有必要关注含氰电镀废水的处理工作。

氰化废水处理技术相对成熟，通常采用化学氧化（氯碱法、过氧化氢法等）、电解氧化、物理化学和生化组合等方式实现含氰废水的高效、安全和可靠处理［2-3］，并确保车间排放口监测的总氰化物质量浓度低于0.3mg/L。然而，电镀废水中氰化物浓度监控大多依靠抽样形式的手工测试［4-5］，难以实现

doi：10.3969/j.issn.1001⁃3849.2018.11.007

收稿日期：2018-06-19修回日期：2018-07-21

基金项目：国家自然科学基金项目（61263024）；专业群建设实践研究（2015211）

对破氰工艺的全时段、全天候实时采样控制，更难以保证含氰废水处理后的稳定达标排放。

为此，通过研究某单位高压开关设备的氰化镀银废水处理流程，提出了一种适于中小企业运营的自动化废水处理系统。该系统在精简指令集先进控制器（advanced RISC machine，ARM）硬件平台

S3C2440A上植入32位嵌入式操作系统（windows embedded compact，WinCE），研制实时监控、间歇反馈的氰化镀银废水远程处理终端（remote terminal unit，RTU）和上位机软件，并为其设计银回收、破氰和废水达标排放等在线监控功能。

1氰化镀银废水处理流程

烟台某电镀厂采用氰化镀银工艺处理高压开关设备触点，通过氰化物预镀打底增强基体与镀层间的结合力，使触点镀层结晶细致、结构紧密。镀件清洗和废旧镀液中含有贵重金属银离子和大量有毒氰化物，需要通过集液、浓缩、旋流电解等流程实现破氰和银回收，如图1，并使银氰废水处理后达到GB21900-2008《电镀污染物排放标准》的要求，即总银限值≤0.3mg/L，总氰化物（以CN-计）限值≤0.3

考虑企业运营成本和氰化镀银废水处理要求，旋流电解槽配置废水电导率传感器、浓缩池和中间池配置氰根离子传感器，利用实时监控、间歇反馈的远程处理终端RTU来实现电镀废水处理流程的自动化控制。

其基本原理为：电解过程中，阴极析出银，废水电导率下降，而电导率传感器在线采样电解槽银氰废水的电导率，并经远程处理终端RTU实时处理，若实测电导率达到临界值，按浓缩池监测和已电解氧化处理的氰根离子浓度控制投入定量的氯化钠溶液，终端RTU调节电解槽电压和电流密度，以确保破氰彻底；终端RTU实时处理中间池监测的氰根离子浓度，若实测氰根离子浓度低于0.3mg/L，则达到排标要求，反之，控制#2泵进行二次破氰处理；远程终端RTU在废水处理现场实时监控银回收、破氰和废水达标排放等过程，必要的废水处理流程管理或设备异常由实时反馈远程监测终端RTU的运行状态，而正常运行采用间歇反馈监测，从而降低终端RTU控制器的功耗。

2氰化镀银废水远程处理终端设计2.1终端RTU总体架构

氰化镀银废水远程处理终端RTU放置于具有IP65外壳防护的户外型控制箱内，控制箱安置于电镀废水处理现场，通过ZigBee无线通信与上位机在线交互数据，实现对银回收、破氰和废水达标排放等工艺的全时段、

全天候实时采样控制。电镀废水处理终端RTU在ARM920T内核芯片S3C2440A上开发，硬件系统包括主控单元、通信接口、信号采集、ZigBee通信、可编程通用端口（input/output，I/O）等部分，其总体架构如图2所示。

主控单元负责氰化镀银废水处理流程的自动控制，利用通用串行总线（universal serial bus，USB）接口外接传感器在线监测电解槽银氰废水的电导率、中间池氰离子浓度，通过可编程的I/O反馈控制泵机组、搅拌电机的运行状态，以实现氰化镀银废水的高效、安全和可靠处理。

主控单元以S3C2440A芯片为核心，外部配置电源、晶振、时钟、复位和JTAG调试接口以构建废水处理终端RTU的基本平台。存储模块主要负责WinCE操作系统、氰化镀银废水自动处理程序和数据的存储、读、写等基本操作，其中Nor Flash存储废水自动处理程序和WinCE操作系统；NAND Flash 存储电解槽银氰废水电导率、中间池氰离子浓度等中间数据；SDRAM支持废水处理程序在WinCE操

图1氰化镀银废水处理流程

图2远程处理终端总体架构