摘 要: 為(wei)解決工(gong)業園區電(dian)鍍廢水處理后(hou)水質未能達標排放(fang)的問(wen)題, 文(wen)章(zhang)采用(yong)混(hun)凝(ning)沉淀—UF/ 超濾工(gong)藝取代原沙(sha)濾工(gong)段,進行(xing)了(le)方(fang)案比選,研究了(le)各改造工(gong)段的最佳運行(xing)參數和經濟技術可行(xing)性。結果表明，當混(hun)凝(ning)段PAC投加(jia)量為(wei)10mg / L，PAM 投加(jia)量為(wei)70mg /L ，UF工(gong)段運行(xing)壓力0.25MPa,透(tou)過(guo)率(lv)為(wei)0.8時,出(chu)水中Ni2+、CU2+ 、總Cr、Cr6+ 濃度(du)分別 為(wei)0.35、0.38、0.42和0.22mg / L，改造成本(ben)僅(jin)增加(jia)0.8元/t；處理后(hou)水質符合廣東省地方(fang)污染(ran)物排放(fang)和國家(jia)電(dian)鍍廢水處理標準中最嚴要求(qiu),改造工(gong)藝技術可行(xing)性較好。

建(jian)設生(sheng)態(tai)文明是(shi)中(zhong)(zhong)華民族永續發展(zhan)的(de)(de)千年大(da)計,黨的(de)(de)十九大(da)報告強調(diao),必須(xu)樹立和踐(jian)行綠水(shui)(shui)青山(shan)就是(shi)金山(shan)銀山(shan)的(de)(de)理(li)念(nian),像對(dui)待(dai)生(sheng)命一(yi)樣對(dui)待(dai)生(sheng)態(tai)環(huan)(huan)境；廣東(dong)省是(shi)經濟大(da)省，電(dian)(dian)鍍(du)(du)行業(ye)發展(zhan)非常迅(xun)猛，但電(dian)(dian)鍍(du)(du)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)不達標(biao)排(pai)放現象(xiang)時有發生(sheng)，嚴重污(wu)染了區域和地(di)方(fang)環(huan)(huan)境，有效(xiao)地(di)防治污(wu)染是(shi)建(jian)設幸(xing)福廣東(dong)的(de)(de)必然要求[１] ；珠海(hai)市某工業(ye)園擁(yong)有一(yi)批電(dian)(dian)鍍(du)(du)企業(ye)，主(zhu)要涉及鍍(du)(du)銅、鍍(du)(du)鎳、鍍(du)(du)鉻等(deng)電(dian)(dian)鍍(du)(du)工藝(yi)(yi)， 廢(fei)(fei)水(shui)(shui)含有大(da)量的(de)(de) CU2+ 、總Cr、Ni2+ 、Cr6+ ,經過簡(jian)單的(de)(de)化學法處(chu)理(li)之后,集(ji)中(zhong)(zhong)到(dao)該(gai)工業(ye)園污(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)站某一(yi)工段(duan)進行集(ji)中(zhong)(zhong)處(chu)理(li)，由于該(gai)集(ji)中(zhong)(zhong)處(chu)理(li)站工藝(yi)(yi)簡(jian)單、設備陳舊等(deng)原因，導致CU2+ 、總Cr、Ni2+ 等(deng)污(wu)染物未能(neng)達標(biao)排(pai)放;文章對(dui)該(gai)電(dian)(dian)鍍(du)(du)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)處(chu)理(li) 工藝(yi)(yi)，分析(xi)出水(shui)(shui)不達標(biao)的(de)(de)原因，以小試實驗(yan)的(de)(de)方(fang)式，探索改(gai)造廢(fei)(fei)水(shui)(shui)處(chu)理(li)工段(duan)，使廢(fei)(fei)水(shui)(shui)達到(dao)廣東(dong)省地(di)方(fang)標(biao)準《水(shui)(shui)污(wu)染物排(pai)放限(xian)值》 (DB / 26 - 2001) 和 《電(dian)(dian)鍍(du)(du)污(wu)染物排(pai)放標(biao)準》 (GB21900 - 2008)等(deng)兩者最(zui)嚴標(biao)準。

1 原工藝及存在問題

1.1 原有工藝

1.1.1 原有工藝流程

原廢(fei)水處理工藝流程(cheng),見圖1。

1.1.2 原工藝進水狀況

該工業園電鍍(du)廠排放廢水(shui)，重金屬離(li)子濃度很高，且酸性較強，具(ju)體水(shui)質狀況，見表 １。

1.1.3 原工藝出水狀況

根據水(shui)(shui)(shui)處理站實測數(shu)據，原廢(fei)水(shui)(shui)(shui)處理工藝長(chang)期穩定運行的出(chu)水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質，見表２。出(chu)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)CU2+ 、Ni2+ 、總(zong)Cr等指標(biao)(biao)(biao)(biao)不能(neng)滿足廣 東省(sheng)地方標(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)《 水(shui)(shui)(shui)污染(ran)物(wu)(wu)排(pai)放限值》(DB / 26 - 2001)和《 電鍍污染(ran)物(wu)(wu)排(pai)放標(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)》(GB21900 - 2008)等兩者最嚴(yan)標(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun);其中(zhong)，Cr6+勉強達(da)標(biao)(biao)(biao)(biao)。

1.2 存在問題

1.2.1 水質波動較大

該廢(fei)(fei)水處(chu)理站進(jin)水水質隨生(sheng)產線(xian)生(sheng)產產品的(de)變(bian)化(hua)而(er)變(bian)化(hua)，波(bo)動(dong)較(jiao)大，水質不穩定。鍍銅、鍍鎳和鍍鉻業務量取決于市場的(de)變(bian)化(hua)，從長(chang)期來看(kan)，各(ge)重金屬離子濃度(du)隨業務量的(de)改(gai)變(bian)而(er)波(bo)動(dong)，增(zeng)加(jia)了(le)廢(fei)(fei)水的(de)復雜(za)程(cheng)度(du)。

1.2.2 進水水量超過設計規模

隨著(zhu)企業生產規模(mo)的擴大，廢(fei)水水量(liang)從120m³/ｄ增長至240m³/ｄ，但廢(fei)水處(chu)理站(zhan)規模(mo)沒有(you)隨之擴大，導致(zhi)廢(fei)水處(chu)理站(zhan)構筑物容積不(bu)足，水力停留時(shi)間過(guo)短，處(chu)理效果變差。且場(chang)地有(you)限，對升級改造無法提供更多的利(li)用(yong)空間。

1.2.3 重金屬離子逃逸嚴重

原廢水處理(li)工(gong)藝不能達標排放，主要是(shi)由于進(jin)水量(liang)超(chao)過負荷，且水質波動較大，重(zhong)金(jin)屬(shu)離子過濾效果差，導(dao)致的重(zhong)金(jin)屬(shu)絮(xu)體或(huo)離子逃逸。

2 改造方案比選

2.1 方案比選

電鍍廢(fei)(fei)水(shui)(shui)處(chu)理一般采用物理處(chu)理、化學處(chu)理和(he)(he)生物處(chu)理等處(chu)理方法(fa)相結合的工(gong)藝(yi)，兼顧去除重金屬離子和(he)(he)有(you)機物，常見的電鍍廢(fei)(fei)水(shui)(shui)處(chu)理工(gong)藝(yi)有(you):混凝(ning)沉淀—微濾(lv)/ＭＦ—反滲透/RO工(gong)藝(yi)，化學反應—MBR工(gong)藝(yi)，化學反應—混凝(ning)沉淀—UF/超濾(lv)。廢(fei)(fei)水(shui)(shui)處(chu)理工(gong)藝(yi)的選擇或(huo)改造，要針對既定的廢(fei)(fei)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質和(he)(he)原有(you)工(gong)藝(yi)，既要考(kao)慮(lv)技術可(ke)行性，又(you)要考(kao)慮(lv)經濟可(ke)行性。

混(hun)凝沉(chen)淀—微濾/MF—反滲透/RO工藝(yi)能較(jiao)(jiao)好(hao)的(de)滿足技(ji)術(shu)可(ke)行(xing)性(xing)的(de)要(yao)求(qiu)，出水(shui)水(shui)質(zhi)很(hen)好(hao)，但反滲透/RO膜組件(jian)本(ben)(ben)身價格(ge)昂貴，運行(xing)壓(ya)力較(jiao)(jiao)高，且容(rong)易污(wu)(wu)染，反清洗(xi)頻繁，處理成本(ben)(ben)較(jiao)(jiao)高[３]化(hua)學反應(ying)—MBR工藝(yi)本(ben)(ben)身也具有(you)(you)較(jiao)(jiao)好(hao)的(de)技(ji)術(shu)可(ke)行(xing)性(xing)，但由于原水(shui)ＣOＤ較(jiao)(jiao)低，原處理工藝(yi)對(dui)有(you)(you)機物可(ke)以達標排放，無須選擇(ze)活性(xing)污(wu)(wu)泥工藝(yi)，且ＭＢＲ工藝(yi)本(ben)(ben)身運行(xing)維護較(jiao)(jiao)為復雜[４]。因而化(hua)學反應(ying)—混(hun)凝沉(chen)淀—ＵＦ/超濾具有(you)(you)更好(hao)的(de)經濟和(he)技(ji)術(shu)可(ke)行(xing)性(xing)。

2.2 確定推薦方案

根據以上(shang)方案比(bi)選可知，選擇如下組合工藝(yi)：化(hua)學反應—混凝(ning)沉淀—UF/超濾，見圖２。

原(yuan)廢(fei)水(shui)(shui)處理工(gong)藝(yi)CU2+ 、Ni2+ 、總(zong)(zong)Cr均(jun)難以(yi)(yi)達標(biao)排(pai)放(fang)，尤其(qi)(qi)是總(zong)(zong)Cr，超(chao)(chao)標(biao)比(bi)較嚴重(zhong)，主要原(yuan)因(yin)有(you)二(er)，首先是還原(yuan)池對Cr6+處理效(xiao)(xiao)果(guo)不(bu)理想(xiang)，出水(shui)(shui)中殘留Cr6+平均(jun)接近(jin)0.5ｍｇ/Ｌ，據(ju)觀察發現，并非加藥(yao)量(liang)不(bu)夠(gou)，而是因(yin)為混合手段比(bi)較原(yuan)始，不(bu)能充分(fen)反應(ying);其(qi)(qi)次是過濾(lv)(lv)效(xiao)(xiao)果(guo)不(bu)好，在混合反應(ying)階(jie)段，加堿生成的Cr(OＨ)３沉淀(dian)顆粒(li)極為細(xi)(xi)小，砂(sha)濾(lv)(lv)工(gong)段長(chang)期運行(xing)后截(jie)留效(xiao)(xiao)果(guo)有(you)限，導致總(zong)(zong)Cr嚴重(zhong)超(chao)(chao)標(biao)，CU2+ 、Ni2+等沉淀(dian)物也部分(fen)滲出，出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質常(chang)有(you)超(chao)(chao)標(biao)現象。選擇(ze)化學反應(ying)—混凝(ning)沉淀(dian)—UF/超(chao)(chao)濾(lv)(lv)改造工(gong)藝(yi)，可以(yi)(yi)有(you)效(xiao)(xiao)解決(jue)以(yi)(yi)上兩方面的問題，在綜合反應(ying)池后添加混凝(ning)工(gong)段，投加高分(fen)子(zi)有(you)機(ji)和(he)無機(ji)絮凝(ning)劑，有(you)利(li)于通過吸附架橋(qiao)作用，保(bao)(bao)證總(zong)(zong)總(zong)(zong)Cr(OＨ)３、CU(OＨ)２、Ni(OＨ)２等沉淀(dian)物形成較大的絮體[５]，沉淀(dian)分(fen)離后，再(zai)利(li)用ＵＦ膜的超(chao)(chao)強過濾(lv)(lv)作用，攔截(jie)殘留的細(xi)(xi)小絮體和(he)沉淀(dian)物，保(bao)(bao)證廢(fei)水(shui)(shui)達標(biao)排(pai)放(fang)。

2.3 實驗方法

以綜(zong)合(he)(he)反應(ying)池出水后的(de)處理(li)工(gong)(gong)段(duan)(duan)改(gai)造(zao)(zao)為研究對象(xiang)，在綜(zong)合(he)(he)反應(ying)池后添(tian)加(jia)混凝工(gong)(gong)段(duan)(duan)，并將砂濾工(gong)(gong)段(duan)(duan)改(gai)成沉(chen)淀，其后增加(jia)超濾處理(li)工(gong)(gong)段(duan)(duan)。研究探索改(gai)造(zao)(zao)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)的(de)技(ji)術可(ke)行性和(he)操(cao)(cao)作參數，及(ji)在原有工(gong)(gong)段(duan)(duan)操(cao)(cao)作條件不變的(de)前(qian)提下，改(gai)造(zao)(zao)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)對污染物的(de)最(zui)佳去(qu)除效果(guo)。原工(gong)(gong)藝(yi)(yi)處理(li)水量為10m³/ｈ，實(shi)驗(yan)水規模為0.5m³/ｈ，混凝-沉(chen)淀-ＵＦ等(deng)改(gai)造(zao)(zao)工(gong)(gong)段(duan)(duan)在實(shi)驗(yan)小試環(huan)境下開展研究與探索，以CU2+、總Cr、Ni2+去(qu)除效果(guo)為依據，以最(zui)佳操(cao)(cao)作參數為研究對象(xiang)，開展實(shi)驗(yan)研究。

3 結果與討論

3.1 混凝工段運行參數實驗

該電鍍廢水中(zhong)的總Cr平均濃(nong)度高達(da)135ｍｇ/Ｌ，pH２~４之(zhi)間；經(jing)化學還(huan)原后流入綜合反應(ying)池(chi)，投(tou)加(jia)(jia)石灰量(liang)大概為100ｇ/Ｌ。取化學反應(ying)池(chi)后的出(chu)水0.5m³，先調整(zheng)ｐＨ至６~９之(zhi)間，進行混凝沉淀實驗，投(tou)加(jia)(jia)PAC和PAM，然(ran)后沉淀，探索最合適的投(tou)加(jia)(jia)量(liang)及對重(zhong)金(jin)屬離子的最佳去除率(lv)。PAC投(tou)加(jia)(jia)量(liang)固定為10ｍｇ/Ｌ，隨著絮凝劑PAM投(tou)加(jia)(jia)量(liang)的不(bu)斷提高，沉淀池(chi)出(chu)水中(zhong)重(zhong)金(jin)屬離子的濃(nong)度不(bu)斷降低，見圖３。

由圖３可(ke)見，當PAM加藥量(liang)達70ｍｇ/Ｌ時(shi)，出水中(zhong)CU2+和Ni2+含量(liang)為0.45和0.47ｍｇ/Ｌ，基本滿足地方和行業排放標準，而(er)總Cr進水為0.82ｍｇ/Ｌ，不(bu)能達標排放。Ni2+和CU2+形成(cheng)的(de)化(hua)學沉(chen)淀(dian)物(wu)(wu)(wu)為絮體狀，本身(shen)會產生(sheng)沉(chen)淀(dian)物(wu)(wu)(wu)網捕作用，加入(ru)(ru)絮凝劑(ji)后，吸附架橋作用將進一(yi)步提高(gao)(gao)沉(chen)淀(dian)物(wu)(wu)(wu)的(de)去除效果[６]；而(er)總Cr進水濃度(du)比較高(gao)(gao)，形成(cheng)的(de)沉(chen)淀(dian)物(wu)(wu)(wu)分散(san)且細小，加入(ru)(ru)絮凝劑(ji)后，起(qi)到(dao)了一(yi)定(ding)的(de)去除效果，但出水中(zhong)總Cr仍(reng)然超(chao)標，主要(yao)由逃逸(yi)的(de)總Cr沉(chen)淀(dian)小顆粒引(yin)起(qi)，后續UF/超(chao)濾工藝可(ke)以較好的(de)攔截該污染物(wu)(wu)(wu)。

3.2 UF/超濾工段運行參數實驗

超(chao)(chao)(chao)濾(lv)(lv)的(de)孔隙為(wei)10ｎｍ左(zuo)右，具有較(jiao)好的(de)攔截進(jin)水(shui)(shui)中懸(xuan)浮顆(ke)粒物的(de)作用。經混凝沉淀之(zhi)后，進(jin)水(shui)(shui)中的(de)Ni2+、CU2+、總Cr等(deng)污染物的(de)含量分(fen)別為(wei)0.45、0.47和0.82ｍｇ/Ｌ。采用聚酰(xian)胺材(cai)質的(de)超(chao)(chao)(chao)濾(lv)(lv)膜組件，在壓力為(wei)０.25ＭPa，調(diao)整出(chu)水(shui)(shui)開(kai)關，使濾(lv)(lv)液(ye)透過率(lv)分(fen)別為(wei)0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9，１，探索最佳的(de)透過率(lv)。UF/超(chao)(chao)(chao)濾(lv)(lv)透過率(lv)對(dui)出(chu)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質的(de)影(ying)響(xiang)，見圖４。

由(you)圖４可見，當(dang)透過(guo)(guo)率(lv)(lv)為(wei)0.8左右時，Ni2+、CU2+、總Cr等污染物去(qu)除效(xiao)果仍能(neng)維持(chi)在較(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)好(hao)的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)平(ping)，出(chu)水(shui)(shui)(shui)中Ni2+濃(nong)(nong)度為(wei)0.35ｍｇ/Ｌ，CU2+濃(nong)(nong)度為(wei)0.38ｍｇ/Ｌ，總Cr濃(nong)(nong)度為(wei)0.42ｍｇ/Ｌ，受(shou)制于(yu)混合效(xiao)果的(de)(de)限制[７]，出(chu)水(shui)(shui)(shui)殘留少(shao)量游離態(tai)的(de)(de)Ni2+、CU2+，且混凝沉淀階段去(qu)除效(xiao)果較(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)好(hao)，因而(er)(er)Ni2+、CU2+去(qu)除率(lv)(lv)僅分(fen)別為(wei)22.2％和(he)(he)19.1％，而(er)(er)總Cr的(de)(de)48.8％去(qu)除率(lv)(lv)，效(xiao)果較(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)好(hao)。當(dang)透過(guo)(guo)率(lv)(lv)為(wei)0.9和(he)(he)１時，短期看仍有(you)較(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)好(hao)的(de)(de)出(chu)水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質，但過(guo)(guo)高的(de)(de)透過(guo)(guo)率(lv)(lv)會導致UF/超(chao)濾(lv)膜(mo)濃(nong)(nong)差(cha)極化(hua)嚴(yan)重，加快膜(mo)的(de)(de)老化(hua)，最(zui)終(zhong)惡化(hua)出(chu)水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質，加快ＵＦ/超(chao)濾(lv)膜(mo)更換速(su)率(lv)(lv)，提(ti)高廢水(shui)(shui)(shui)處理成本[８]；最(zui)佳透過(guo)(guo)率(lv)(lv)為(wei)０.８左右。

3.3 結果對比分析

3.3.1 水質結果分析

改造后的出水水質對(dui)比(bi)，見表３。

從表３可看出，該改造工(gong)藝(yi)出水能較好滿足廣東(dong)省地方標(biao)準《水污(wu)染物排(pai)(pai)放限值》 (DB / 26 - 2001) 和(he) 《電(dian)鍍污(wu)染物排(pai)(pai)放標(biao)準》 (GB21900 - 2008)等兩者最嚴標(biao)準，工(gong)藝(yi)技術(shu)可行。

3.3.2 經濟分析

該改造工藝主要增加混凝反應池(chi)，沉淀池(chi)，ＵＦ/超濾膜組件，見表４。

工藝主要(yao)運(yun)行成(cheng)(cheng)本來自于(yu)混(hun)凝池和沉淀池的(de)基(ji)建成(cheng)(cheng)本，以及(ji)混(hun)凝劑投加(jia)，UF/超濾膜(mo)購置(zhi)及(ji)維(wei)護費用，以及(ji)相關(guan)電(dian)費等，假設基(ji)建構筑物使用壽命為20年，根(gen)據(ju)市(shi)場價格測算，運(yun)行成(cheng)(cheng)本增(zeng)加(jia)０.８元(yuan)/ｔ；加(jia)上原化(hua)學(xue)處理(li)段(duan)成(cheng)(cheng)本１.２元(yuan)/ｔ，廢水(shui)處理(li)總成(cheng)(cheng)本為２元(yuan)/ｔ。

4 結論

（1）根據珠海(hai)市某工(gong)業園區電鍍廢水(shui)處理(li)工(gong)藝及(ji)進水(shui)水(shui)質(zhi)現狀，采用混凝(ning)沉淀—UF/超濾(lv)，取代(dai)原沙濾(lv)工(gong)段(duan)，能夠使得出水(shui)滿足排放要求，工(gong)藝技術可行性較好。

（2）當(dang)混凝段ＰＡＣ投加量為(wei)10ｍｇ/Ｌ，PAM投加量為(wei)70ｍｇ/Ｌ，UF/超濾工段運(yun)行壓力０.25ＭＰａ，透過率為(wei)０.８時(shi)，改造工藝出水Ni2+、CU2+、總Cr濃度(du)為(wei)０.３５、０.３８、０.４２ｍｇ/Ｌ，滿足排放要求。

（3）工藝(yi)改造后(hou)，運行(xing)成本每天(tian)增加０.８元/ｔ，總運行(xing)成本２元/ｔ，經濟可行(xing)性(xing)較好。

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