摘要：針(zhen)對(dui)某工業園(yuan)區電鍍(du)廢(fei)水(shui)處理(li)后(hou)水(shui)質未(wei)能達標，調整原電鍍(du)廢(fei)水(shui)處理(li)工藝，增(zeng)加膜生物反應器(qi)（MBR）處理(li)工段，并(bing)探(tan)索各工段的(de)最佳運(yun)行參數。結果表明，當混凝池中聚(ju)合氯化鋁（PAC）和(he)聚(ju)丙烯酰胺（PAM）投加量分別(bie)為25mg/L、65mg/L、MBR工段水(shui)力(li)停留時間為6h、超(chao)濾（UF）膜運(yun)行壓力(li)0.25MPa、濾液(ye)透過率為0.7時，出水(shui)中Ni2+、Cu2+、總Cr的(de)濃度(du)分別(bie)為0.255mg/L、0.267mg/L、0.328mg/L，水(shui)質符合標準要求(qiu)。綜合計算，處理(li)工藝改造后(hou)運(yun)行成本增(zeng)加2.38元/t，因此該工藝技術(shu)具有(you)較(jiao)好(hao)的(de)推廣應用價值。  

關鍵詞：電鍍廢水；工藝改造；混凝；MBR  

珠三角是我(wo)國(guo)重(zhong)要(yao)(yao)的(de)(de)(de)電鍍加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)基(ji)地集中(zhong)帶，電鍍廢(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)含(han)(han)有(you)(you)鉻(ge)、鎳(nie)等第(di)一(yi)類污(wu)染物(wu)，具有(you)(you)致畸、致癌、致突(tu)變的(de)(de)(de)特性(xing)，嚴(yan)重(zhong)危(wei)害到(dao)人體健康和生(sheng)態環境(jing)。東莞市某(mou)工(gong)(gong)(gong)業園電鍍廢(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)主要(yao)(yao)來源(yuan)于金屬(shu)的(de)(de)(de)表面處(chu)理(li)，生(sheng)產工(gong)(gong)(gong)藝(yi)主要(yao)(yao)涉及酸洗(xi)、堿洗(xi)、無氰(qing)鍍銅、鍍鎳(nie)、鍍鉻(ge)等，因此(ci)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)含(han)(han)有(you)(you)大(da)量的(de)(de)(de)Cu2+、Ni2+、總Cr等，由于處(chu)理(li)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)簡(jian)單、設(she)備陳舊(jiu)，廢(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)重(zhong)金屬(shu)離子和COD濃度未能達標(biao)排放。本文針對原有(you)(you)的(de)(de)(de)電鍍廢(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)，再(zai)已有(you)(you)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)設(she)備基(ji)礎上增加(jia)(jia)了(le)膜生(sheng)物(wu)反應器(qi)（MBR）處(chu)理(li)工(gong)(gong)(gong)段(duan)，改(gai)造了(le)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)，使(shi)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)出水(shui)(shui)(shui)達到(dao)廣東省電鍍水(shui)(shui)(shui)污(wu)染物(wu)排放標(biao)準（DB44/1597-2015）有(you)(you)關要(yao)(yao)求，嚴(yan)守環境(jing)質量底線。  

1實驗部分  

1.1廢水水質  

本項目工業園電(dian)鍍廠于2007年成立并運行，產生(sheng)的電(dian)鍍廢水(shui)水(shui)量為1200m3/d，水(shui)質數據如(ru)表1所示。  

1.2工藝改造  

該廠原有的(de)電(dian)(dian)鍍廢(fei)水(shui)處(chu)(chu)理工藝(yi)是依據(ju)《電(dian)(dian)鍍污(wu)染(ran)物排放(fang)(fang)標準》（GB21900－2008）和(he)《廣(guang)東(dong)省水(shui)污(wu)染(ran)物排放(fang)(fang)限值》（DB4426－2001）一級A標準的(de)較(jiao)嚴者(zhe)設計，廢(fei)水(shui)處(chu)(chu)理工藝(yi)相對老(lao)舊且(qie)設備腐蝕比較(jiao)嚴重(zhong)，運行不穩定，已經不能(neng)適應廣(guang)東(dong)省新的(de)電(dian)(dian)鍍污(wu)染(ran)物排放(fang)(fang)標準《電(dian)(dian)鍍水(shui)污(wu)染(ran)物排放(fang)(fang)標準》（DB44/1597－2015），故需對原有工藝(yi)進行改(gai)造。  

改造(zao)(zao)過程為了控(kong)制(zhi)成本，充(chong)分(fen)利(li)用(yong)已有的廢(fei)水(shui)處(chu)理(li)工藝設備(bei)，改造(zao)(zao)方案(an)為在綜合反(fan)應池后添加混(hun)凝工段，并(bing)將砂(sha)濾池改造(zao)(zao)為沉(chen)淀(dian)池，由于出(chu)水(shui)水(shui)質(zhi)中COD偏(pian)高(gao)，在沉(chen)淀(dian)池后增加MBR處(chu)理(li)工段。改造(zao)(zao)前后電鍍廢(fei)水(shui)處(chu)理(li)工藝流程如圖(tu)1所示。  

1.3工藝參數  

通(tong)過對(dui)混凝-MBR等(deng)工段(duan)進(jin)行(xing)(xing)小試，研究混凝段(duan)絮凝劑(ji)的(de)投(tou)加量、MBR的(de)水力停留(liu)時間及其(qi)超(chao)濾(lv)膜透過率等(deng)影響因素，探索改造工藝(yi)相關參數和該工藝(yi)的(de)技(ji)術、經(jing)濟可行(xing)(xing)性。  

2結果與討論  

2.1改造工藝分析  

根據(ju)電鍍廢水處理廠6個月(yue)的運營數據(ju)，原廢水處理工藝長(chang)期(qi)穩定運行的水質如2表所示。  

從(cong)表2中可(ke)以(yi)看出，原廢水處理工藝(yi)中Cu2+、Ni2+、總Cr、CODcr均難以(yi)達標排(pai)放，尤其(qi)是出水中殘留的Cr6+平均達到(dao)1.8mg/L，超標較(jiao)嚴(yan)重。究(jiu)其(qi)原因為相對分散且細小的Cr（OH）3沉淀顆(ke)粒了(le)透過砂濾池，導(dao)致其(qi)分離效(xiao)果不佳。  

針對廢水處理的(de)(de)(de)現狀，在綜合反應(ying)池后增加絮凝池，通過投加高分子(zi)絮凝劑(ji)進行(xing)混凝沉淀，廢水中(zhong)的(de)(de)(de)Cr（OH）3、Cu（OH）2、Ni（OH）2等通過吸(xi)附(fu)架橋和沉淀網捕作用，可形(xing)成較大(da)的(de)(de)(de)絮體(ti)(ti)，提(ti)高處理效率。廢水進入MBR工段后，MBR池中(zhong)的(de)(de)(de)活性污泥(ni)(ni)對重(zhong)金屬(shu)離子(zi)有(you)一定的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)能(neng)力，活性污泥(ni)(ni)中(zhong)的(de)(de)(de)微(wei)生物對有(you)機物有(you)較好的(de)(de)(de)去除(chu)效果(guo)，且由于MBR中(zhong)的(de)(de)(de)超濾(lv)膜能(neng)攔(lan)截殘留的(de)(de)(de)細(xi)小絮體(ti)(ti)和沉淀物，可進一步(bu)去除(chu)廢水中(zhong)的(de)(de)(de)重(zhong)金屬(shu)離子(zi)和有(you)機物，從而確保廢水達標(biao)排(pai)放。  

2.2混凝劑投加量對出水水質的影響  

投加(jia)(jia)石灰調整混(hun)(hun)凝池液pH至8~9，然后固定投加(jia)(jia)聚合氯化鋁（PAC）25mg/L，改(gai)變聚丙烯(xi)酰(xian)胺（PAM）投加(jia)(jia)量，研(yan)究(jiu)其對重金屬離(li)子的去除影響，確定混(hun)(hun)凝劑最佳(jia)投加(jia)(jia)量，結果(guo)如圖2所(suo)示。  

可以看(kan)出，當PAM投加(jia)量達65mg/L時(shi)，沉(chen)淀(dian)(dian)池(chi)出水(shui)中Cu2+和(he)(he)(he)(he)Ni2+含量為0.48mg/L和(he)(he)(he)(he)0.42mg/L，已能滿足(zu)廣東省地方標準《電鍍水(shui)污染物排放標準》（DB44/1597－2015）中有關的(de)濃度排放限值，而總(zong)Cr濃度為0.81mg/L，還不能達標排放。主要(yao)原因(yin)是(shi)高分(fen)子(zi)混(hun)凝(ning)劑PAC和(he)(he)(he)(he)PAM對(dui)Cu2+和(he)(he)(he)(he)Ni2+形(xing)成的(de)絮體狀沉(chen)淀(dian)(dian)物具備吸附架橋作(zuo)用從而可較好(hao)的(de)在沉(chen)淀(dian)(dian)池(chi)中進(jin)行沉(chen)淀(dian)(dian)，因(yin)此對(dui)鎳離子(zi)和(he)(he)(he)(he)銅(tong)離子(zi)有較好(hao)的(de)去除效(xiao)果(guo)。總(zong)Cr形(xing)成的(de)絮狀沉(chen)淀(dian)(dian)物既分(fen)散又細小(xiao)，加(jia)入絮凝(ning)劑后，起到(dao)了一定的(de)去除效(xiao)果(guo)，但出水(shui)中總(zong)Cr仍然超標，主要(yao)由以難(nan)以沉(chen)降的(de)細小(xiao)Cr絮體沉(chen)淀(dian)(dian)物引起，因(yin)此需在混(hun)凝(ning)工段后增(zeng)加(jia)MBR工藝，繼續處理該污染物。  

2.3MBR水力停留時間對出水水質的影響  

MBR工藝實質(zhi)上是活性(xing)(xing)(xing)污(wu)泥(ni)(ni)法與膜技(ji)術結合(he)的(de)(de)(de)一(yi)種廢水(shui)處理技(ji)術，既發揮活性(xing)(xing)(xing)污(wu)泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)吸附和降解功能，又利(li)用(yong)了膜技(ji)術的(de)(de)(de)分離能力(li)。活性(xing)(xing)(xing)污(wu)泥(ni)(ni)處理重金(jin)屬(shu)(shu)廢水(shui)機(ji)理較復雜，通常認為(wei)活性(xing)(xing)(xing)污(wu)泥(ni)(ni)對重金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)作用(yong)包括(kuo)沉(chen)淀、吸附和胞內吸附等。活性(xing)(xing)(xing)污(wu)泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)對重金(jin)屬(shu)(shu)離子的(de)(de)(de)吸附效(xiao)果(guo)與水(shui)力(li)停留(liu)時(shi)間(jian)關(guan)系密(mi)切，停留(liu)時(shi)間(jian)越長，活性(xing)(xing)(xing)污(wu)泥(ni)(ni)對重金(jin)屬(shu)(shu)離子的(de)(de)(de)吸附效(xiao)果(guo)越好。通過(guo)調整(zheng)廢水(shui)進水(shui)流(liu)量(liang)，改(gai)變廢水(shui)在(zai)MBR中(zhong)的(de)(de)(de)停留(liu)時(shi)間(jian)，通過(guo)測定上清液中(zhong)重金(jin)屬(shu)(shu)離子濃度，研究廢水(shui)在(zai)MBR工段的(de)(de)(de)最(zui)佳停留(liu)時(shi)間(jian)。設定廢水(shui)停留(liu)時(shi)間(jian)分別為(wei)2h、4h、6h、8h、10h和12h，測試結果(guo)如(ru)圖3所示。  

可以(yi)看出(chu)，當停(ting)留(liu)(liu)時(shi)間(jian)(jian)為(wei)(wei)(wei)2h，出(chu)水中Cu2+濃(nong)度(du)(du)(du)為(wei)(wei)(wei)0.48mg/L、Ni2+濃(nong)度(du)(du)(du)為(wei)(wei)(wei)0.42mg/L、總Cr濃(nong)度(du)(du)(du)0.81mg/L，去除(chu)效(xiao)果有限。當停(ting)留(liu)(liu)時(shi)間(jian)(jian)為(wei)(wei)(wei)6h，出(chu)水中Cu2+濃(nong)度(du)(du)(du)為(wei)(wei)(wei)0.33mg/L、Ni2+濃(nong)度(du)(du)(du)為(wei)(wei)(wei)0.32mg/L、總Cr濃(nong)度(du)(du)(du)0.41mg/L，出(chu)水中各項重(zhong)金屬(shu)離子(zi)濃(nong)度(du)(du)(du)均符(fu)合DB44/1597－2015中的有關(guan)限值。進一步延(yan)長停(ting)留(liu)(liu)時(shi)間(jian)(jian)，去除(chu)效(xiao)果增(zeng)加緩慢，但對MBR的建設規模要求更高，會增(zeng)加投資成本，影響經濟性(xing)。  

2.4MBR超濾膜透過率對出水水質的影響  

MBR中(zhong)0.05µm厚度(du)的超濾膜能較好的攔(lan)截經(jing)混凝沉(chen)淀(dian)后的懸浮絮狀顆粒物。電(dian)鍍廢(fei)水經(jing)綜合反(fan)應、混凝沉(chen)淀(dian)后，廢(fei)水中(zhong)Ni2+、Cu2+、總Cr等污染(ran)物的含量分(fen)別為0.33mg/L，0.32mg/L和0.41mg/L。  

采用聚酰(xian)胺材質的(de)簾式中(zhong)控纖維超濾膜組件，控制壓力為(wei)0.25MPa，調(diao)整出(chu)水流量(liang)使濾液(ye)透過(guo)率分別為(wei)0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9，探索最佳的(de)透過(guo)  

率(lv)。不同透過率(lv)下的金(jin)屬離子濃度如圖4所示。  

可以看出，濾液透過(guo)率(lv)越低則出水(shui)水(shui)質(zhi)越好(hao)，當透過(guo)率(lv)為(wei)0.7時(shi)，Ni2+、Cu2+、總Cr等污染物仍(reng)然有(you)一(yi)個較好(hao)的(de)去除效果，出水(shui)中Ni2+濃(nong)(nong)度(du)(du)為(wei)0.255mg/L、Cu2+濃(nong)(nong)度(du)(du)為(wei)0.27mg/L、總Cr濃(nong)(nong)度(du)(du)為(wei)0.328mg/L，由(you)于(yu)濃(nong)(nong)度(du)(du)積常數(shu)的(de)原(yuan)因，出水(shui)中有(you)游離(li)態的(de)Ni2+、Cu2+存(cun)在(zai)。  

超(chao)濾膜對(dui)細小的(de)(de)重(zhong)金屬沉淀(dian)顆粒物有較(jiao)好(hao)的(de)(de)攔截作用，對(dui)Ni2+、Cu2+去(qu)(qu)除(chu)率(lv)分別為20.31%和(he)19.09%，總(zong)Cr也(ye)有20%的(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)率(lv)。當透(tou)過率(lv)為0.8和(he)0.9時(shi)，從(cong)實驗結果來(lai)看其出水(shui)水(shui)質仍然較(jiao)好(hao)，但過高(gao)的(de)(de)透(tou)過率(lv)會導致UF膜出現(xian)嚴(yan)重(zhong)的(de)(de)濃差(cha)極化現(xian)象，加快膜的(de)(de)老化，加快超(chao)濾膜的(de)(de)更換速率(lv)，提(ti)高(gao)廢水(shui)處理成(cheng)本(ben)。  

3結果對比  

本項目屬于珠三角(jiao)現有項目，自(zi)2012年9月1日前(qian)環(huan)境影響評價文件獲得批準(zhun)(zhun)。通(tong)過對(dui)工藝改(gai)造(zao)及其對(dui)混凝工段和水(shui)(shui)力停留時(shi)間(jian)的研究，使(shi)其出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質達到廣東省地(di)方標(biao)準(zhun)(zhun)《電鍍水(shui)(shui)污染(ran)物排(pai)放標(biao)準(zhun)(zhun)》（DB44/1597－2015）中污染(ran)物的排(pai)放限值。具體(ti)出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質如表3所示。  

從表3可看(kan)出(chu)，該改造(zao)工(gong)藝的(de)出(chu)水水質能(neng)較好滿足廢水排放標準要求(qiu)，工(gong)藝技術可行(xing)。  

4經濟效益分析  

該(gai)改造(zao)工藝(yi)(yi)運行(xing)費用(yong)(yong)主要包括(kuo)電費、試(shi)劑(ji)費、超濾膜(mo)更(geng)換費用(yong)(yong)、膜(mo)清洗費用(yong)(yong)等，按(an)單(dan)位體積(ji)廢水(shui)(shui)(shui)處(chu)理成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)計(ji)算其經濟性。其中，系統總(zong)裝機(ji)功率600kW，耗電量1496.8kWh/d，單(dan)位水(shui)(shui)(shui)量耗電指標(biao)1.248kWh/m³，電費單(dan)價(jia)0.8元(yuan)(yuan)/kWh，則電費成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)0.9984元(yuan)(yuan)/m³。項目人工定員(yuan)8人，人員(yuan)月工資(zi)(zi)為3600元(yuan)(yuan)，則人員(yuan)工資(zi)(zi)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)0.8元(yuan)(yuan)/m³。試(shi)劑(ji)消耗包括(kuo)石灰、PAM、PAC、NaClO等，相應費用(yong)(yong)合(he)計(ji)686.06元(yuan)(yuan)/d，試(shi)劑(ji)費成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)0.57元(yuan)(yuan)/m³。根據(ju)現有數據(ju)，超濾膜(mo)的更(geng)換及清洗費用(yong)(yong)按(an)0.21元(yuan)(yuan)/m³計(ji)。則可(ke)計(ji)算電鍍廢水(shui)(shui)(shui)處(chu)理運行(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)2.58元(yuan)(yuan)/m³。同時考慮節省了砂濾池運行(xing)和維護成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)0.2元(yuan)(yuan)/t，則改造(zao)工藝(yi)(yi)運行(xing)總(zong)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)增加2.38元(yuan)(yuan)/t，該(gai)工藝(yi)(yi)經改造(zao)后經濟、技術(shu)可(ke)行(xing)。  

5結論  

（1）充(chong)分利用電(dian)鍍廢水處(chu)理(li)廠原有工(gong)(gong)(gong)藝(yi)，采用混凝沉(chen)淀(dian)－MBR工(gong)(gong)(gong)藝(yi)代替(ti)沙濾工(gong)(gong)(gong)段，改(gai)造(zao)后出水滿足廣東(dong)省地(di)方標準《電(dian)鍍水污染物排放標準》（DB44/1597－2015）中污染物的排放限值，改(gai)造(zao)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)從(cong)技術角(jiao)度可行。（2）對原有工(gong)(gong)(gong)藝(yi)進行改(gai)造(zao)后，廢水處(chu)理(li)的運營成本為2.58元(yuan)/t，相較(jiao)于原工(gong)(gong)(gong)藝(yi)增加(jia)2.38元(yuan)/t，技術經濟可行性較(jiao)好(hao)。

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