珠三角是我国重要的电镀加工基地集中带，电镀废水含有铬、镍等第一类污染物，具有致畸、致癌、致突变的特性，严重危害到人体安康和生态环境。东莞市某工业园电镀废水主要来源于金属的外表处置，生产工艺主要触及酸洗、碱洗、无氰镀铜、镀镍、镀铬等，因而废水含有大量的Cu2+、Ni2+、总Cr等，由于处置工艺简单、设备陈旧，废水中重金属离子和COD浓度未能达标排放。本文针对原有的电镀废水处理工艺，再已有工艺设备根底上增加了膜生物反响器(MBR)处置工段，改造了废水处置工艺，使废水出水到达广东省电镀水污染物排放规范(DB44/1597-2015)有关请求，严守环境质量底线。

　　1、实验局部

　　1.1 废水水质

　　本项目工业园电镀厂于2007年成立并运转，产生的电镀废水水量为1200m3/d，水质数据如表1所示。

　　1.2 工艺改造

　　该厂原有的电镀废水处置工艺是根据《电镀污染物排放规范》(GB21900-2008)和《广东省水污染物排放限值》(DB4426-2001)一级A规范的较严者设计，废水处置工艺相对老旧且设备腐蚀比拟严重，运转不稳定，曾经不能顺应广东省新的电镀污染物排放规范《电镀水污染物排放规范》(DB44/1597-2015)，故需对原有工艺实施改造。

　　改造过程为了控制本钱，充沛应用已有的废水处置工艺设备，改造计划为在综合反响池后添加混凝工段，并将砂滤池改造为沉淀池，由于出水水质中COD偏高，在沉淀池后增加MBR处置工段。改造前后电镀废水处置工艺流程如图1所示。

　　1.3 工艺参数

　　经过对混凝-MBR等工段实施小试，研讨混凝段絮凝剂的投加量、MBR的水力停留时间及其超滤膜透过率等影响要素，探究改造工艺相关参数和该工艺的技术、经济可行性。

　　2、结果与讨论

　　2.1 改造工艺剖析

　　依据电镀废水处置厂6个月的运营数据，原废水处置工艺长期稳定运转的水质如2表所示。从表2中能够看出，原废水处置工艺中Cu2+、Ni2+、总Cr、CODcr均难以达标排放，特别是出水中残留的Cr6+均匀到达1.8mg/L，超标较严重。究其缘由为相对分散且细小的Cr(OH)3沉淀颗粒了透过砂滤池，造成其别离效果不佳。

　　针对废水处置的现状，在综合反响池后增加絮凝池，经过投加高分子絮凝剂实施混凝沉淀，废水中的Cr(OH)3、Cu(OH)2、Ni(OH)2等经过吸附架桥和沉淀网捕作用，可构成较大的絮体，提升处置效率。废水进入MBR工段后，MBR池中的活性污泥对重金属离子有一定的吸附才能，活性污泥中的微生物对有机物有较好的去除效果，且由于MBR中的超滤膜能拦截残留的细小絮体和沉淀物，可进一步去除废水中的重金属离子和有机物，从而确保废水达标排放。

　　2.2 混凝剂投加量对出水水质的影响

　　投加石灰调整混凝池液pH至8~9，然后固定投加聚合氯化铝(PAC)25mg/L，改动聚丙烯酰胺(PAM)投加量，研讨其对重金属离子的去除影响，肯定混凝剂最佳投加量，结果如图2所示。能够看出，当PAM投加量达65mg/L时，沉淀池出水中Cu2+和Ni2+含量为0.48mg/L和0.42mg/L，已能满足广东省中央规范《电镀水污染物排放规范》(DB44/1597-2015)中有关的浓度排放限值，而总Cr浓度为0.81mg/L，还不能达标排放。主要缘由是高分子混凝剂PAC和PAM对Cu2+和Ni2+构成的絮体状沉淀物具备吸附架桥作用从而可较好的在沉淀池中实施沉淀，因而对镍离子和铜离子有较好的去除效果。总Cr构成的絮状沉淀物既分散又细小，参加絮凝剂后，起到了一定的去除效果，但出水中总Cr依然超标，主要由以难以沉降的细小Cr絮体沉淀物惹起，因而需在混凝工段后增加MBR工艺，继续处置该污染物。

　　2.3 MBR水力停留时间对出水水质的影响

　　MBR工艺本质上是活性污泥法与膜技术分离的一种废水处置技术，既发挥活性污泥的吸附和降解功用，又应用了膜技术的别离才能。活性污泥处置重金属废水机理较复杂，通常以为活性污泥对重金属的作用包括沉淀、吸附和胞内吸附等。活性污泥的对重金属离子的吸附效果与水力停留时间关系亲密，停留时间越长，活性污泥对重金属离子的吸附效果越好。经过调整废水进水流量，改动废水在MBR中的停留时间，经过测定上清液中重金属离子浓度，研讨废水在MBR工段的最佳停留时间。设定废水停留时间分别为2h、4h、6h、8h、10h和12h，测试结果如图3所示。能够看出，当停留时间为2h，出水中Cu2+浓度为0.48mg/L、Ni2+浓度为0.42mg/L、总Cr浓度0.81mg/L，去除效果有限。当停留时间为6h，出水中Cu2+浓度为0.33mg/L、Ni2+浓度为0.32mg/L、总Cr浓度0.41mg/L，出水中各项重金属离子浓度均契合DB44/1597-2015中的有关限值。进一步延长停留时间，去除效果增加迟缓，但对MBR的建立范围请求更高，会增加投资本钱，影响经济性。

　　2.4 MBR超滤膜透过率对出水水质的影响

　　MBR中0.05μm厚度的超滤膜能较好的拦截经混凝沉淀后的悬浮絮状颗粒物。电镀废水经综合反响、混凝沉淀后，废水中Ni2+、Cu2+、总Cr等污染物的含量分别为0.33mg/L，0.32mg/L和0.41mg/L。采用聚酰胺材质的帘式中控纤维超滤膜组件，控制压力为0.25MPa，调整出水流量使滤液透过率分别为0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9，探究最佳的透过率。不同透过率下的金属离子浓度如图4所示。能够看出，滤液透过率越低则出水水质越好，当透过率为0.7时，Ni2+、Cu2+、总Cr等污染物依然有一个较好的去除效果，出水中Ni2+浓度为0.255mg/L、Cu2+浓度为0.27mg/L、总Cr浓度为0.328mg/L，由于浓度积常数的缘由，出水中有游离态的Ni2+、Cu2+存在。

　　超滤膜对细小的重金属沉淀颗粒物有较好的拦截作用，对Ni2+、Cu2+去除率分别为20.31%和19.09%，总Cr也有20%的去除率。当透过率为0.8和0.9时，从实验结果来看其出水水质依然较好，但过高的透过率会造成UF膜呈现严重的浓差极化现象，加快膜的老化，加快超滤膜的改换速率，提升废水处置本钱。

　　3、结果比照

　　本项目属于珠三角现有项目，自2012年9月1日前环境影响评价文件取得批准。经过对工艺改造及其对混凝工段和水力停留时间的研讨，使其出水水质到达广东省中央规范《电镀水污染物排放规范》(DB44/1597-2015)中污染物的排放限值。详细出水水质如表3所示。从表3可看出，该改造工艺的出水水质能较好满足废水排放规范请求，工艺技术可行。

　　4、经济效益剖析

　　该改造工艺运转费用主要包括电费、试剂费、超滤膜改换费用、膜清洗费用等，按单位体积废水处置本钱计算其经济性。其中，系统总装机功率600kW，耗电量1496.8kWh/d，单位水量耗电指标1.248kWh/m3，电费单价0.8元/kWh，则电费本钱0.9984元/m3。项目人工定员8人，人员月工资为3600元，则人员工资本钱0.8元/m3。试剂耗费包括石灰、PAM、PAC、NaClO等，相应费用合计686.06元/d，试剂费本钱0.57元/m3。依据现有数据，超滤膜的改换及清洗费用按0.21元/m3计。则可计算电镀废水处置运转本钱2.58元/m3。同时思索俭省了砂滤池运转和维护本钱0.2元/t，则改造工艺运转总本钱增加2.38元/t，该工艺经改造后经济、技术可行。

　　5、结论

　　(1)充沛应用电镀工业废水处理厂原有工艺，采用混凝沉淀-MBR工艺替代沙滤工段，改造后出水满足广东省中央规范《电镀水污染物排放规范》(DB44/1597-2015)中污染物的排放限值，改造工艺从技术角度可行。

　　(2)对原有工艺实施改造后，废水处置的运营本钱为2.58元/t，相较于原工艺增加2.38元/t，技术经济可行性较好。