珠三角是我國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，嚴重危害到人體安康和生態環境。東莞市某工業園電鍍廢水主要來源于金屬的外表處置，生產工藝主要觸及酸洗、堿洗、無氰鍍銅、鍍鎳、鍍鉻等，因而廢水含有大量的Cu2+、Ni2+、總Cr等，由于處置工藝簡單、設備陳舊，廢水中重金屬離子和COD濃度未能達標排放。本文針對原有的電鍍廢水處理工藝，再已有工藝設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，使廢水出水到達廣東省電鍍水污染物排放規范(DB44/1597-2015)有關請求，嚴守環境質量底線。

　　1、實驗局部

　　1.1 廢水水質

　　本項目工業園電鍍廠于2007年成立并運轉，產生的電鍍廢水水量為1200m3/d，水質數據如表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《電鍍污染物排放規范》(GB21900-2008)和《廣東省水污染物排放限值》(DB4426-2001)一級A規范的較嚴者設計，廢水處置工藝相對老舊且設備腐蝕比擬嚴重，運轉不穩定，曾經不能順應廣東省新的電鍍污染物排放規范《電鍍水污染物排放規范》(DB44/1597-2015)，故需對原有工藝實施改造。

　　改造過程為了控制本錢，充沛應用已有的廢水處置工藝設備，改造計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

　　經過對混凝-MBR等工段實施小試，研討混凝段絮凝劑的投加量、MBR的水力停留時間及其超濾膜透過率等影響要素，探究改造工藝相關參數和該工藝的技術、經濟可行性。

　　2、結果與討論

　　2.1 改造工藝剖析

　　依據電鍍廢水處置廠6個月的運營數據，原廢水處置工藝長期穩定運轉的水質如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均難以達標排放，特別是出水中殘留的Cr6+均勻到達1.8mg/L，超標較嚴重。究其緣由為相對分散且細小的Cr(OH)3沉淀顆粒了透過砂濾池，造成其別離效果不佳。

　　針對廢水處置的現狀，在綜合反響池后增加絮凝池，經過投加高分子絮凝劑實施混凝沉淀，廢水中的Cr(OH)3、Cu(OH)2、Ni(OH)2等經過吸附架橋和沉淀網捕作用，可構成較大的絮體，提升處置效率。廢水進入MBR工段后，MBR池中的活性污泥對重金屬離子有一定的吸附才能，活性污泥中的微生物對有機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小絮體和沉淀物，可進一步去除廢水中的重金屬離子和有機物，從而確保廢水達標排放。

　　2.2 混凝劑投加量對出水水質的影響

　　投加石灰調整混凝池液pH至8~9，然后固定投加聚合氯化鋁(PAC)25mg/L，改動聚丙烯酰胺(PAM)投加量，研討其對重金屬離子的去除影響，肯定混凝劑最佳投加量，結果如圖2所示。能夠看出，當PAM投加量達65mg/L時，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范《電鍍水污染物排放規范》(DB44/1597-2015)中有關的濃度排放限值，而總Cr濃度為0.81mg/L，還不能達標排放。主要緣由是高分子混凝劑PAC和PAM對Cu2+和Ni2+構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施沉淀，因而對鎳離子和銅離子有較好的去除效果。總Cr構成的絮狀沉淀物既分散又細小，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，主要由以難以沉降的細小Cr絮體沉淀物惹起，因而需在混凝工段后增加MBR工藝，繼續處置該污染物。

　　2.3 MBR水力停留時間對出水水質的影響

　　MBR工藝本質上是活性污泥法與膜技術分離的一種廢水處置技術，既發揮活性污泥的吸附和降解功用，又應用了膜技術的別離才能。活性污泥處置重金屬廢水機理較復雜，通常以為活性污泥對重金屬的作用包括沉淀、吸附和胞內吸附等。活性污泥的對重金屬離子的吸附效果與水力停留時間關系親密，停留時間越長，活性污泥對重金屬離子的吸附效果越好。經過調整廢水進水流量，改動廢水在MBR中的停留時間，經過測定上清液中重金屬離子濃度，研討廢水在MBR工段的最佳停留時間。設定廢水停留時間分別為2h、4h、6h、8h、10h和12h，測試結果如圖3所示。能夠看出，當停留時間為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。當停留時間為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，出水中各項重金屬離子濃度均契合DB44/1597-2015中的有關限值。進一步延長停留時間，去除效果增加遲緩，但對MBR的建立范圍請求更高，會增加投資本錢，影響經濟性。

　　2.4 MBR超濾膜透過率對出水水質的影響

　　MBR中0.05μm厚度的超濾膜能較好的攔截經混凝沉淀后的懸浮絮狀顆粒物。電鍍廢水經綜合反響、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。采用聚酰胺材質的簾式中控纖維超濾膜組件，控制壓力為0.25MPa，調整出水流量使濾液透過率分別為0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9，探究最佳的透過率。不同透過率下的金屬離子濃度如圖4所示。能夠看出，濾液透過率越低則出水水質越好，當透過率為0.7時，Ni2+、Cu2+、總Cr等污染物依然有一個較好的去除效果，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，由于濃度積常數的緣由，出水中有游離態的Ni2+、Cu2+存在。

　　超濾膜對細小的重金屬沉淀顆粒物有較好的攔截作用，對Ni2+、Cu2+去除率分別為20.31%和19.09%，總Cr也有20%的去除率。當透過率為0.8和0.9時，從實驗結果來看其出水水質依然較好，但過高的透過率會造成UF膜呈現嚴重的濃差極化現象，加快膜的老化，加快超濾膜的改換速率，提升廢水處置本錢。

　　3、結果比照

　　本項目屬于珠三角現有項目，自2012年9月1日前環境影響評價文件取得批準。經過對工藝改造及其對混凝工段和水力停留時間的研討，使其出水水質到達廣東省中央規范《電鍍水污染物排放規范》(DB44/1597-2015)中污染物的排放限值。詳細出水水質如表3所示。從表3可看出，該改造工藝的出水水質能較好滿足廢水排放規范請求，工藝技術可行。

　　4、經濟效益剖析

　　該改造工藝運轉費用主要包括電費、試劑費、超濾膜改換費用、膜清洗費用等，按單位體積廢水處置本錢計算其經濟性。其中，系統總裝機功率600kW，耗電量1496.8kWh/d，單位水量耗電指標1.248kWh/m3，電費單價0.8元/kWh，則電費本錢0.9984元/m3。項目人工定員8人，人員月工資為3600元，則人員工資本錢0.8元/m3。試劑耗費包括石灰、PAM、PAC、NaClO等，相應費用合計686.06元/d，試劑費本錢0.57元/m3。依據現有數據，超濾膜的改換及清洗費用按0.21元/m3計。則可計算電鍍廢水處置運轉本錢2.58元/m3。同時思索儉省了砂濾池運轉和維護本錢0.2元/t，則改造工藝運轉總本錢增加2.38元/t，該工藝經改造后經濟、技術可行。

　　5、結論

　　(1)充沛應用電鍍工業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范《電鍍水污染物排放規范》(DB44/1597-2015)中污染物的排放限值，改造工藝從技術角度可行。

　　(2)對原有工藝實施改造后，廢水處置的運營本錢為2.58元/t，相較于原工藝增加2.38元/t，技術經濟可行性較好。