探究廢水處理中的問題及措施
——以電鍍行業為例

江蘇興盛環境科學研究院有限公司 胡正雪

某廠房內的生產線包括銅合金電鍍鎳鉻自動線、雜色電鍍線、厚酸銅電鍍自動線、鋅合金電鍍銅鎳鉻自動線、ABS電鍍銅鎳鉻自動線、鋁合金氧化自動線和酸洗除油線，生產過程中會產生一定量的電鍍廢水。

為保護周邊環境，促進當地經濟與環境持續、穩定、協調發展，該公司計劃新建一座廢水處理站。

一、廢水水質水量及產水要求

（一）進水水質水量

根據該項目環評所述，廢水處理總規模為3000m3/d。根據企業生產規劃需求，生產研發廠房分三期建設。其中，一期廢水處理規模為800m3/d，各股分水設計水質水量如表1所示。

表1 廢水處理廠一期進水指標

（二）產水水質指標

根據環評要求，廢水經處理后可達到零排放，產水全部回用，作為電鍍槽補充水或電鍍清洗水。根據相關要求，回用水達到表2標準。

表2 回用水水質指標

二、工藝設計說明

（一）工藝選擇思路

整體設計思路以零排放為核心。零排放，就其內容而言，一是要控制生產過程中不得已產生的能源和資源排放，將其盡可能減少到零；二是將那些不得已排放出的能源、資源充分地回收利用。該工藝設計將廢水處理后全部回用，實現了水資源的循環利用。

按照每段工藝的功能不同，整套零排放處理工藝分為四段，各類水分為預處理工藝段、混合廢水生化處理工藝段、膜法廢水濃縮及回收工藝段和MVR廢水結晶蒸干工藝段。

一是根據性質不同，廢水被分為7類。各類廢水進入各自預處理系統，進行物化反應后，重金屬、氰化物等污染物以污泥的形式離開廢水系統。其中，含一類污染物(鎳、鉻)的廢水物化出水經過砂濾與離子交換樹脂，利用離子交換樹脂對重金屬離子的吸附能力進行處理，保證重金屬處理達標。

二是混合廢水統一進入AAOMBR生化處理系統進行處理，采用AAOMBR膜法代替傳統的活性污泥法或接觸氧化法，提高污泥濃度和延長泥齡，使CODCr、氨氮的去除率得到有效提高，保證系統出水穩定優良，出水CODCr降至50mg/L，為膜濃縮系統提供有效保障。

三是生化出水泵入膜濃縮系統，膜濃縮系統的核心是反滲透處理單元，該單元的處理原理是在壓力的驅動下，使廢水中的水從反滲透膜中透過成為可回用的水，而不能透過的鹽分及少量的有機物將保留在濃縮液中。該項目為保證蒸發水量最小化，降低項目投資與運行成本，一級反滲透設計三段膜濃縮水中的鹽分與污染物。

四是MVR是目前世界上處理高鹽分廢水最可靠、最有效的技術解決方案。MVR技術處理廢水時，蒸發廢水所需的熱能主要由蒸汽冷凝和冷凝水冷卻時釋放或交換的熱能提供。運行過程沒有潛熱的流失。運行過程中所消耗的僅是驅動蒸發器內廢水、蒸汽和冷凝水循環和流動的水泵、蒸汽壓縮機與控制系統所消耗的電能。相比傳統的蒸發器，MVR高效蒸發器運行成本較低，控制方式穩定，其在RO濃水蒸發過程中表現優異。

（二）工藝流程圖

廢水處理工藝流程如圖1所示。

（三）各單元設計參數

1.調節池

停留時間為12h。每個調節池配套兩臺提升泵，一用一備。流量按照物化系統20h運行選擇。

2.物化反應池

還原池、氧化池、破氰池和芬頓池停留時間為1h，pH調節池、混凝池、絮凝池停留時間為0.5h。各配套一臺攪拌機，材質為水下碳鋼襯塑。

3.沉淀池

沉淀池表面負荷為0.5m3/(m2·h)，配套斜管填料。

4.中間池

含鎳、含鉻廢水設計中間池，停留時間為1h。總中間池停留時間為5.5h。每個中間池配套兩臺提升泵，一用一備。流量按照物化系統20h運行選擇。

5.生化調節池

停留時間為3.5h。配套兩臺提升泵，一用一備。流量按照生化系統24h運行選擇。厭氧池停留時間為8.2h。

6.缺氧池

停留時間為6.7h。配套兩臺潛水攪拌機，攪拌機參數為：葉輪直徑320mm，葉輪轉速740r/min，功率2.2kW。

7.好氧池

停留時間為11.4h。配套兩臺混合液回流泵，流量為43.3m3/h，揚程為24m，功率為5.5kW。

8.MBR池

停留時間為2.9h。配套MBR膜272簾，規格為16m2/簾，膜通量為10L/(m2·h)。MBR抽吸泵有兩臺，一用一備，流量為45m3/h，揚程為20m，功率為5.5kW。

9.膜濃縮車間

一級一段RO提升泵有兩臺，一用一備，流量為50m3/h，揚程為35m，功率為7.5kW。一級一段RO膜高壓泵有一臺，流量為50m3/h，揚程為168m，功率為37kW。一級一段RO膜系統進水量為51m3/h，回收率為76%。一級二段RO膜高壓泵有一臺，流量為12m3/h，揚程為230m，功率為18.5kW。一級二段RO膜系統進水量為11m3/h，回收率為65%。一級三段RO膜高壓泵有一臺，流量為6.8m3/h，揚程為600m，功率為15kW。一級三段RO膜系統進水量為5.85m3/h，回收率為44%。二級一段RO膜增壓給水泵有一臺，流量為45m3/h，揚程為30m，功率為5.5kW。二級一段RO膜高壓泵有一臺，流量為45m3/h，揚程為88m，功率為18.5kW。二級一段RO膜系統進水量為43.5m3/h，回收率為87%。

10.蒸發車間

濃水泵有兩臺，一用一備，流量為6.3m3/h，揚程為32m，功率為3kW。MVR裝置有一套，處理量為3m3/h。

（四）調試與運行

竣工驗收后，該項目進入調試流程，其間投入其他電鍍項目的污泥作為菌種進行培養。首先培養好氧池污泥，每天投入適量碳源，悶曝兩周后，污泥逐漸呈現黃褐色。廢水經過物化預處理后開始小量連續泵入生化池，再經過兩周，好氧池已出現較多黃褐色污泥。利用污泥回流泵把好氧池污泥泵送至厭氧池與缺氧池，繼續以小水量連續運行。約兩個半月后，厭氧池形成較多黑色絮狀污泥。逐漸增加廢水流量，再過一個月，出水能達到《電鍍污染物排放標準》(GB21900—2008)中的標準。膜濃縮系統與蒸發系統在MBR出水達標后開始進行調試運行，調試后RO產水電導率達到45μS/cm，蒸發系統成功出鹽。至此，該零排放項目正常穩定運行，所有產水皆達標回用，實現廢水零排放。

三、結論

該項目首先通過物化預處理系統去除廢水中的重金屬、總磷和SS等，降低生化系統的處理負荷，再通過生化系統去除COD、總氮和氨氮等，最后通過膜濃縮系統得到達標的回用水供給生產使用，濃水進入蒸發系統蒸干出鹽，最終實現電鍍廢水零排放。自調試期完成后，該項目至今一直穩定運行，回用率超過98%。因此，在技術上，生產廢水經處理全部回用，實現零排放是可行的。廢水零排放技術在電鍍行業中的應用能有效去除生產過程中產生的污染物，并且大大降低生產用水量，具有明顯的經濟效益與環境效益，是電鍍行業可持續發展的最佳方案。