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，生產(chǎn)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)原有的電鍍廢水處理工藝，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(DB44/1597-2015)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1200m3/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》(GB21900-2008)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)原有工藝實(shí)施改造。

　　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。改造前后電鍍廢水處置工藝流程如圖1所示。

　　1.3 工藝參數(shù)

　　經(jīng)過(guò)對(duì)混凝-MBR等工段實(shí)施小試，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)1.8mg/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，造成其別離效果不佳。

　　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)投加高分子絮凝劑實(shí)施混凝沉淀，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，提升處置效率。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)25mg/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)65mg/L時(shí)，沉淀池出水中Cu2+和Ni2+含量為0.48mg/L和0.42mg/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0.81mg/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實(shí)施沉淀，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2h、4h、6h、8h、10h和12h，測(cè)試結(jié)果如圖3所示。能夠看出，當(dāng)停留時(shí)間為2h，出水中Cu2+濃度為0.48mg/L、Ni2+濃度為0.42mg/L、總Cr濃度0.81mg/L，去除效果有限。當(dāng)停留時(shí)間為6h，出水中Cu2+濃度為0.33mg/L、Ni2+濃度為0.32mg/L、總Cr濃度0.41mg/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0.05μm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0.33mg/L，0.32mg/L和0.41mg/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0.25MPa，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0.255mg/L、Cu2+濃度為0.27mg/L、總Cr濃度為0.328mg/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)造成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，提升廢水處置本錢(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》(DB44/1597-2015)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600kW，耗電量1496.8kWh/d，單位水量耗電指標(biāo)1.248kWh/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)用電鍍工業(yè)廢水處理廠原有工藝，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)原有工藝實(shí)施改造后，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。