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珠三角是我國(guó)重要的電鍍加工基地集中帶，電鍍廢水含有鉻、鎳等第一類污染物，具有致畸、致 癌、致突變的特性，嚴(yán)重危害到人體安康和生態(tài)環(huán)境。東莞市某工業(yè)園電鍍廢水主要來(lái)源于金屬的外表處置，消費(fèi)工藝主要觸及酸洗、堿洗、無(wú)氰鍍銅、鍍鎳、鍍鉻等，因而廢水含有大量的Cu2+、Ni2+、總Cr等，由于處置工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備陳舊，廢水中重金屬離子和 COD 濃度未能達(dá)標(biāo)排放。本文針對(duì)原有的電鍍廢水處置工藝，再已有工藝設(shè)備根底上增加了膜生物反響器（MBR）處置工段，改造了廢水處置工藝，使廢水出水到達(dá)廣東省電鍍水污染物排放規(guī)范（DB 44/1597-2015）有關(guān)請(qǐng)求，嚴(yán)守環(huán)境質(zhì)量底線。

1 實(shí)驗(yàn)局部

1.1 廢水水質(zhì)

本項(xiàng)目工業(yè)園電鍍廠于 2007 年成立并運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的電鍍廢水水量為 1200 m3/d，水質(zhì)數(shù)據(jù)如表 1所示。

1.2 工藝改造

該廠原有的電鍍廢水處置工藝是根據(jù)《電鍍污染物排放規(guī)范》（GB 21900－2008）和《廣東省水污染物排放限值》（DB4426－2001）一級(jí)A規(guī)范的較嚴(yán)者設(shè)計(jì)，廢水處置工藝相對(duì)老舊且設(shè)備腐蝕比擬嚴(yán)重，運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，曾經(jīng)不能順應(yīng)廣東省新的電鍍污染物排放規(guī)范《電鍍水污染物排放規(guī)范》（DB44/1597－2015），故需對(duì)原有工藝停止改造。

改造過(guò)程為了控制本錢(qián)，充沛應(yīng)用已有的廢水處置工藝設(shè)備，改造計(jì)劃為在綜合反響池后添加混凝工段，并將砂濾池改造為沉淀池，由于出水水質(zhì)中 COD 偏高，在沉淀池后增加 MBR 處置工段。改造前后電鍍工業(yè)廢水處理工藝流程如圖1所示。

1.3 工藝參數(shù)

經(jīng)過(guò)對(duì)混凝-MBR 等工段停止小試，研討混凝段絮凝劑的投加量、MBR的水力停留時(shí)間及其超濾膜透過(guò)率等影響要素，探究改造工藝相關(guān)參數(shù)和該工藝的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行性。

2 結(jié)果與討論

2.1 改造工藝剖析

依據(jù)電鍍廢水處置廠 6個(gè)月的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，原廢水處置工藝長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的水質(zhì)如 2 表所示。

從 表 2 中能夠看出，原廢水處置工藝中 Cu2+、Ni2+、總Cr、CODcr 均難以達(dá)標(biāo)排放，特別是出水中殘留的Cr6+均勻到達(dá)1.8 mg/L，超標(biāo)較嚴(yán)重。究其緣由為相對(duì)分散且細(xì)小的 Cr（OH）3沉淀顆粒了透過(guò)砂濾池，招致其別離效果不佳。

針對(duì)廢水處置的現(xiàn)狀，在綜合反響池后增加絮凝池，經(jīng)過(guò)投加高分子絮凝劑停止混凝沉淀，廢水中的 Cr（OH）3、Cu（OH）2、Ni（OH）2等經(jīng)過(guò)吸附架橋和沉淀網(wǎng)捕作用，可構(gòu)成較大的絮體，進(jìn)步處置效率。廢水進(jìn)入 MBR 工段后，MBR 池中的活性污泥對(duì)重金屬離子有一定的吸附才能，活性污泥中的微生物對(duì)有機(jī)物有較好的去除效果，且由于 MBR中的超濾膜能攔截殘留的細(xì)小絮體和沉淀物，可進(jìn)一步去除廢水中的重金屬離子和有機(jī)物，從而確保廢水達(dá)標(biāo)排放。

2.2 混凝劑投加量對(duì)出水水質(zhì)的影響

投加石灰調(diào)整混凝池液pH至8~9，然后固定投加聚合氯化鋁（PAC）25 mg/L，改動(dòng)聚丙烯酰胺（PAM）投加量，研討其對(duì)重金屬離子的去除影響，肯定混凝劑最佳投加量，結(jié)果如圖 2所示。

能夠看出，當(dāng)PAM投加量達(dá)65 mg/L時(shí)，沉淀池出水中Cu2+ 和Ni2+含量為0.48 mg/L和0.42 mg/L，已能滿足廣東省中央規(guī)范《電鍍水污染物排放規(guī)范》（DB44/1597－2015）中有關(guān)的濃度排放限值，而總 Cr 濃度為0.81 mg/L，還不能達(dá)標(biāo)排放。主要緣由是高分子混凝劑PAC和PAM對(duì)Cu2+和Ni2+構(gòu)成的絮體狀沉淀物具備吸附架橋作用從而可較好的在沉淀池中停止沉淀，因而對(duì)鎳離子和銅離子有較好的去除效果?？?/span>Cr構(gòu)成的絮狀沉淀物既分散又細(xì)小，參加絮凝劑后，起到了一定的去除效果，但出水中總 Cr依然超標(biāo)，主要由以難以沉降的細(xì)小Cr絮體沉淀物惹起，因而需在混凝工段后增加 MBR工藝，繼續(xù)處置該污染物。

2.3 MBR水力停留時(shí)間對(duì)出水水質(zhì)的影響

MBR 工藝本質(zhì)上是活性污泥法與膜技術(shù)分離的一種廢水處置技術(shù)，既發(fā)揮活性污泥的吸附和降解功用，又應(yīng)用了膜技術(shù)的別離才能?；钚晕勰嗵幹弥亟饘?gòu)U水機(jī)理較復(fù)雜，通常以為活性污泥對(duì)重金屬的作用包括沉淀、吸附和胞內(nèi)吸附等?；钚晕勰嗟膶?duì)重金屬離子的吸附效果與水力停留時(shí)間關(guān)系親密，停留時(shí)間越長(zhǎng)，活性污泥對(duì)重金屬離子的吸附效果越好。經(jīng)過(guò)調(diào)整廢水進(jìn)水流量，改動(dòng)廢水在 MBR 中的停留時(shí)間，經(jīng)過(guò)測(cè)定上清液中重金屬離子濃度，研討廢水在 MBR工段的最佳停留時(shí)間。設(shè)定廢水停留時(shí)間分別為 2 h、4 h、6 h、8 h、10 h 和12 h，測(cè)試結(jié)果如圖3所示。

能夠看出，當(dāng)停留時(shí)間為 2 h，出水中 Cu2+濃度為 0.48 mg/L、Ni2+濃度為0.42 mg/L、總 Cr濃度 0.81 mg/L，去除效果有限。當(dāng)停留時(shí)間為6 h，出水中Cu2+濃度為0.33 mg/L、Ni2+濃度為 0.32 mg/L、總 Cr濃度 0.41 mg/L，出水中各項(xiàng)重金屬離子濃度均契合 DB44/1597－2015 中的有關(guān)限值。進(jìn)一步延長(zhǎng)停留時(shí)間，去除效果增加遲緩，但對(duì) MBR的建立范圍請(qǐng)求更高，會(huì)增加投資本錢(qián)，影響經(jīng)濟(jì)性。

2.4 MBR超濾膜透過(guò)率對(duì)出水水質(zhì)的影響

MBR 中 0.05 μm 厚度的超濾膜能較好的攔截經(jīng)混凝沉淀后的懸浮絮狀顆粒物。電鍍廢水經(jīng)綜合反響、混凝沉淀后，廢水中Ni2+、Cu2+、總Cr等污染物的含量分別為 0.33 mg/L，0.32 mg/L 和 0.41 mg/L。

采用聚酰胺材質(zhì)的簾式中控纖維超濾膜組件，控制壓力為 0.25 MPa，調(diào)整出水流量使濾液透過(guò)率分別為 0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9，探究最佳的透過(guò)

率。不同透過(guò)率下的金屬離子濃度如圖 4 所示。

能夠看出，濾液透過(guò)率越低則出水水質(zhì)越好，當(dāng)透過(guò)率為 0.7時(shí)，Ni2+、Cu2+、總 Cr等污染物依然有一個(gè)較好的去除效果 ，出水中 Ni2+濃度為 0.255 mg/L、Cu2+濃度為 0.27mg/L、總 Cr 濃度為 0.328 mg/L，由于濃度積常數(shù)的緣由，出水中有游離態(tài)的 Ni2+、Cu2+存在。

超濾膜對(duì)細(xì)小的重金屬沉淀顆粒物有較好的攔截作用 ，對(duì) Ni2+ 、Cu2+去除率分別為 20.31% 和19.09%，總 Cr 也有 20% 的去除率。當(dāng)透過(guò)率為 0.8 和0.9時(shí)，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看其出水水質(zhì)依然較好，但過(guò)高的透過(guò)率會(huì)招致UF膜呈現(xiàn)嚴(yán)重的濃差極化現(xiàn)象，加快膜的老化，加快超濾膜的改換速率，進(jìn)步廢水處置本錢(qián)。

3 結(jié)果比照

本項(xiàng)目屬于珠三角現(xiàn)有項(xiàng)目，自 2012 年 9 月 1日前環(huán)境影響評(píng)價(jià)文件取得批準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)對(duì)工藝改造及其對(duì)混凝工段和水力停留時(shí)間的研討，使其出水水質(zhì)到達(dá)廣東省中央規(guī)范《電鍍水污染物排放規(guī)范》（DB 44/1597－2015）中污染物的排放限值。詳細(xì)出水水質(zhì)如表 3 所示。

從表 3 可看出，該改造工藝的出水水質(zhì)能較好滿足廢水排放規(guī)范請(qǐng)求，工藝技術(shù)可行。

4 經(jīng)濟(jì)效益剖析

該改造工藝運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用主要包括電費(fèi)、試劑費(fèi)、超濾膜改換費(fèi)用、膜清洗費(fèi)用等，按單位體積廢水處置本錢(qián)計(jì)算其經(jīng)濟(jì)性。其中，系統(tǒng)總裝機(jī)功率600 kW，耗電量 1496.8 kWh/d，單位水量耗電指標(biāo)1.248 kWh/m3，電費(fèi)單價(jià) 0.8 元/kWh，則電費(fèi)本錢(qián)0.9984 元/m3。項(xiàng)目人工定員 8 人，人員月工資為3600元，則人員工資本錢(qián) 0.8元/m3。試劑耗費(fèi)包括石灰、PAM、PAC、NaClO 等，相應(yīng)費(fèi)用合計(jì) 686.06元/d，試劑費(fèi)本錢(qián) 0.57 元/m3。依據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)，超濾膜的改換及清洗費(fèi)用按 0.21元/m3計(jì)。則可計(jì)算電鍍廢水處置運(yùn)轉(zhuǎn)本錢(qián) 2.58 元/m3。同時(shí)思索儉省了砂濾池運(yùn)轉(zhuǎn)和維護(hù)本錢(qián)0.2 元/t，則改造工藝運(yùn)轉(zhuǎn)總本錢(qián)增加 2.38 元/t，該工藝經(jīng)改造后經(jīng)濟(jì)、技術(shù)可行。

5 結(jié)論

（1）充沛應(yīng)用電鍍廢水處置廠原有工藝，采用混凝沉淀－MBR工藝替代沙濾工段，改造后出水滿足廣東省中央規(guī)范《電鍍水污染物排放規(guī)范》（DB44/1597－2015）中污染物的排放限值，改造工藝從技術(shù)角度可行。 （2）對(duì)原有工藝停止改造后，廢水處置的運(yùn)營(yíng)本錢(qián)為 2.58 元/t，相較于原工藝增加 2.38 元/t，技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性較好。