某電鍍產(chǎn)業(yè)園電鍍廢水處理工程實例

吳玉華，蘇 斌，林金威，劉國慶，黃聰聰

（浙江海拓環(huán)境技術有限公司，浙江杭州310052）

1 工程概況

某電鍍產(chǎn)業(yè)園為政府主導，企業(yè)投資建設及整體開發(fā)運營的重點項目。項目配套建設15棟標準廠房，全面建成后將擁有120條高端電鍍生產(chǎn)線。園區(qū)配套的廢水集中處理中心設計規(guī)模為7 000 m3/d，為一體式建構(gòu)筑物，占地面積4 395 m2。設計日運行時間物化工段20 h，生化工段24 h，處理規(guī)模292~350 m3/h。根據(jù)園區(qū)生產(chǎn)配套，車間生產(chǎn)廢水分成綜合、前處理、含銅、含氰、含鉻、含鎳、含鋅、化學鎳、鋅鎳9種廢水，分別進行預處理后再合并處理。各類廢水的設計水量、進水水質(zhì)及廢水處理設施最終排放口出水排放標準如表1所示。

由表1可知，對于電鍍園區(qū)廢水，由于生產(chǎn)線數(shù)量眾多，產(chǎn)品與加工工藝因需求、季節(jié)等各有不同，以及歸屬的各生產(chǎn)企業(yè)管理水平參差不齊，導致水質(zhì)波動性很大，且很難做到完全的分質(zhì)分流。除含氰廢水中集中含有較高濃度的氰化物外，其他各類廢水中均有少量不等濃度的氰化物，重金屬污染物也在各類廢水中有不同程度的混流出現(xiàn)，這也給廢水處理增加了難度〔1〕。

該項目設計的出水pH、重金屬、總氰化物需達到《電鍍污染物排放標準》（GB 21900—2008）的表2標準，氮、磷執(zhí)行浙江省地方標準《工業(yè)企業(yè)廢水氮、磷污染物間接排放限值》，其他指標執(zhí)行《污水綜合排放標準》（GB 8979—1996）表4的三級標準，同時滿足下游城市污水處理廠的納管要求，即COD≤500 mg/L，SS≤400 mg/L，氨氮≤35 mg/L，TP≤8 mg/L。

表1 廢水處理中心進水水質(zhì)及排放標準

2 廢水處理工藝

2.1 工藝流程

針對廢水水質(zhì)特點及設計排放標準要求確定廢水處理工藝流程，如圖1所示。

2.2 工藝流程說明

圖1 廢水處理工藝流程

含鉻、含鎳廢水分別經(jīng)各自的一級、二級自控加藥反應（還原反應、破絡反應、pH調(diào)整反應、絮凝反應等）及沉淀處理后，出水進入各自的HTMFL膜分離系統(tǒng)，膜分離出水通過鉻/鎳監(jiān)測池接至中間水池1或者至回用水處理系統(tǒng)。

前處理、含鋅廢水分別經(jīng)各自的一級反應及沉淀處理后，自流進入鋅前混合二級處理系統(tǒng)，進一步降低各污染物濃度，然后自流進入鋅前中間水池或中間水池1。鋅前中間水池為預留考慮，作為超越綜合二級處理系統(tǒng)，直接進入末端生化系統(tǒng)的過渡池。

含氰、含銅、綜合廢水等其他廢水，經(jīng)過各自的一級預處理后，自流進入中間水池1。

各類廢水經(jīng)預處理后，在中間水池1內(nèi)進行充分混合并投加破絡劑進行破絡反應后，由泵提升至二級反應系統(tǒng)，進一步進行破絡、絮凝反應等，反應出水自流進入二級沉淀池。二級沉淀池出水自流進入生化處理系統(tǒng)，進行生化處理，然后自流進入三級反應、沉淀處理系統(tǒng)。三級沉淀池出水視生產(chǎn)回用水需求，可進入回用水處理系統(tǒng)（包括HTMFL、pH調(diào)整池、RO系統(tǒng)及濃水處理系統(tǒng)），也可超越回用水處理系統(tǒng)，直接進入保障反應池組，處理達標后排放。若因為其他原因?qū)е鲁鏊|(zhì)不穩(wěn)定，可在排放口前通過閥門切換接至應急事故池（設計4 960 m3），然后再回到前端反應池組進行再處理，直至達標排放為止。

考慮有價物質(zhì)的資源化回收，污泥處理也按分類收集、處置的原則進行。來自各固液分離裝置的污泥，按其種類分別排入5個不同的污泥池，分別為銅污泥池、鎳污泥池、鉻污泥池、綜合污泥池及預留污泥池。在污泥池內(nèi)進行適當濃縮后，由污泥泵壓力輸送至隔膜板框壓濾機進行脫水減容處理。減容后的污泥，再外運資源化回收或合法處置。

2.3 工程特點

（1）該工程為省內(nèi)首個層數(shù)最多的電鍍廢水處理項目。項目于2016年初設計，單體設計了3層水池，1層架空層，加上頂層車間，共5層立體組合式結(jié)構(gòu)，地下1層，地上4層。

（2）生化工藝應用電鍍專用A/SCBR工藝。A/SCBR工藝是傳統(tǒng)A/O工藝的改進版，是生長生物膜的載體層在廢水中不斷流動的一種改進型生物接觸氧化法，是一種生物膜/活性污泥組合工藝，專門針對重金屬廢水低有機物濃度、低C/N、高鹽度以及活性污泥顆粒細碎、抗沖擊負荷差、沉降性能差的特點。該工藝系統(tǒng)內(nèi)置專用高密度懸浮載體，采用在池體上下部位設置固定攔截裝置的安裝方式。在攔截設施中部，載體又呈隨水流的懸浮狀態(tài)運行?？刂坪线m的填充率、HRT、曝氣量以及掛膜啟動方式等主要參數(shù)，A/SCBR工藝體系對較高生化處理難度的電鍍廢水，能夠在懸浮載體表面形成一定厚度的生物膜，形成A2O微系統(tǒng)〔2〕，實現(xiàn)部分短程同步硝化反硝化去除總氮的能力。另外，在水流向沿程上，設計多格串聯(lián)的生化池組。各格運行時，可通過控制曝氣量及曝氣方式，使系統(tǒng)具有良好的A—O—A—O可變性〔3〕。該工藝靈活性強，脫氮及有機物去除性能好。尤其是在進水COD、氨氮濃度階段性波動的情況下，A/SCBR工藝可以根據(jù)不同時期的脫氮比率需求，靈活調(diào)整缺氧/好氧池容比，穩(wěn)定實現(xiàn)出水氮的達標。

（3）該工程采用一體化立體式空間設計，將廢水集中處理中心的所有建、構(gòu)筑物合建于一棟建筑內(nèi)。該設計節(jié)省占地，僅用4 395 m2的占地面積，建設了7 000 t/d規(guī)模的廢水處理中心；無地埋式管道，無分體不均勻沉降，可避免管道滲漏、池體滲漏帶來的土壤污染；外立面酷似現(xiàn)代化綜合體建筑，美觀大方；獨立的操作通道及參觀通道設計，側(cè)重功能性區(qū)域?qū)崿F(xiàn)集中、便捷、無干擾的操作，側(cè)重參觀性區(qū)域行程順暢、流程清晰、干凈整潔。兼具實用性與美觀性。

3 主要設計參數(shù)

3.1 調(diào)節(jié)池

前處理廢水調(diào)節(jié)池、含鋅廢水調(diào)節(jié)池各1座，單座規(guī)格 31 m×9 m×5 m（墻中線尺寸），總?cè)莘e1 395 m3，有效水深 4.5 m，有效容積 1 255.5 m3。

綜合廢水調(diào)節(jié)池、含銅廢水調(diào)節(jié)池、含鎳廢水調(diào)節(jié)池、化學鎳廢水調(diào)節(jié)池、鋅鎳廢水調(diào)節(jié)池各1座，單座規(guī)格 31 m×6 m×5 m（墻中線尺寸），總?cè)莘e930 m3，有效水深 4.5 m，有效容積 837 m3。

含氰廢水調(diào)節(jié)池、含鉻廢水調(diào)節(jié)池各1座，單座規(guī)格 31m×8.5m×5m（墻中線尺寸），總?cè)莘e 1317.5m3，有效水深4.5 m，有效容積1 183 m3。

3.2 預處理系統(tǒng)

預處理反應池組（中間水池1前的所有反應池）1座 52格，規(guī)格 77 m×6 m×4 m，即 3 m×3 m×4 m×52格（墻中線尺寸），總?cè)莘e1 848 m3，有效水深3.7 m，有效容積1 709.4 m3。預處理沉淀池（中間水池1前的所有沉淀池）1座10格，規(guī)格77 m×8.5 m×7.0 m（墻中線尺寸），平均表面負荷 0.66 m3/（m2·h）。

鋅前二級反應池組1座6格，規(guī)格6 m×10.5 m×4 m，即 3 m×3.5 m×4 m×6 格（墻中線尺寸），總?cè)莘e252 m3，有效水深3.5 m，有效容積220.5 m3。鋅前二級沉淀池1座，規(guī)格12 m×12 m×7.0 m（墻中線尺寸），平均表面負荷 0.83 m3/（m2·h）。。

3.3 二級、三級處理系統(tǒng)

二級反應池組1座6格，規(guī)格6 m×34 m×6 m，即5.5 m×6 m×6 m×6 格（墻中線尺寸），總?cè)莘e 1 224 m3，有效水深5.7 m，有效容積1 162.8 m3，有效停留時間3.3 h。二級沉淀池1座，規(guī)格19 m×19 m×6 m（墻中線尺寸），表面負荷 0.97 m3/（m2·h）。

三級反應池組1座4格，規(guī)格6 m×25 m×7 m，即6 m×6 m×7 m×4 格（墻中線尺寸），總?cè)莘e 1 050 m3，有效水深6.7 m，有效容積1 005 m3，有效停留時間3.4 h（生化系統(tǒng)后，24h運行）。三級斜管沉淀池1座，規(guī)格10 m×25 m×7 m（墻中線尺寸），表面負荷1.2 m3/（m2·h）。

pH調(diào)整池 1座 2格，規(guī)格 4.5 m×8.5 m×6 m，即 4.5 m×4.25 m×6 m×2 格（墻中線尺寸），總?cè)莘e229.5 m3，有效水深5.5 m，有效容積 210 m3，有效停留時間36 min。

3.4 生化處理系統(tǒng)

生化 A池2座，2組并聯(lián)，單座規(guī)格20.5 m×8.5 m×6 m（墻中線尺寸），總?cè)莘e 1 045.5 m3，有效水深5.5 m，有效容積958.4 m3，有效停留時間6.6 h。

生化SCBR池2座，2組多格并聯(lián)，單座規(guī)格24.0 m×14.5 m×6 m（墻中線尺寸），總?cè)莘e 2 088 m3，有效水深5.4 m，有效容積1 879.2 m3，有效停留時間12.9 h。內(nèi)置高密度懸浮載體。

生化沉淀池1座，規(guī)格19 m×19 m×6 m（墻中線尺寸），表面負荷 0.81 m3/（m2·h）。

3.5 濃水處理系統(tǒng)

濃水反應池組1座5格，規(guī)格23m×4.5m×6m，即4.5 m×4.5 m×6 m×5 格（墻中線尺寸），總?cè)莘e 621 m3，有效水深5.5 m，有效容積569.3 m3，有效停留時間3.9 h。濃水沉淀池 1座，規(guī)格 14.5 m×14.5 m×6 m（墻中線尺寸），表面負荷 0.69 m3/（m2·h）。

pH調(diào)整池1座3格，規(guī)格3 m×12 m×5 m，即3 m×4 m×5 m×3 格（墻中線尺寸），總?cè)莘e 180 m3，有效水深4.5 m，有效容積162 m3，有效停留時間28 min（按20 h運行流量核算）。

4 運行效果

電鍍產(chǎn)業(yè)園廢水集中處理一期工程于2017年9月底建成，2018年1月進水試生產(chǎn)，2018年12月進行了自主竣工環(huán)保驗收。2018年1月~2019年4月各處理工藝段出水水質(zhì)見表2。

表2 各處理工藝段出水水質(zhì)

結(jié)果表明，處理出水重金屬及氰化物滿足《電鍍污染物排放標準》（GB 21900—2008）的表2標準，同時也達到更嚴格的表3標準要求，說明此系統(tǒng)在進水水質(zhì)波動較大的情況下對重金屬的去除效果好，抗沖擊能力強。另外，出水COD、氨氮、總磷指標也遠低于排放標準要求，能確保生化指標達到納管要求。

5 經(jīng)濟指標分析

該工程總投資為1.4億元，其中土建費約0.8億元，設備材料費約0.3億元，其他設計、安裝、運輸及調(diào)試等間接費用約3 000萬元。廢水的處理成本約為20~40元/m3（不含污泥回收處置部分），不計設備折舊維修費用，其中電費1.5~2.0元/m3，人工費1.0~1.5 元/m3，藥劑費 18~36 元/m3。

6 結(jié)論

對于混流嚴重、水質(zhì)波動大的電鍍產(chǎn)業(yè)園電鍍廢水，通過分質(zhì)分流、物化破絡、生化專項A/SCBR等重金屬穩(wěn)定達標處理關鍵技術體系的集成應用，出水能夠穩(wěn)定達到各項要求，運行成本控制在20～40元/t，具有顯著的經(jīng)濟、環(huán)境效益。