江苏兴盛环境科学研究院有限公司 胡正雪

某厂房内的生产线包括铜合金电镀镍铬自动线、杂色电镀线、厚酸铜电镀自动线、锌合金电镀铜镍铬自动线、ABS电镀铜镍铬自动线、铝合金氧化自动线和酸洗除油线，生产过程中会产生一定量的电镀废水。

为保护周边环境，促进当地经济与环境持续、稳定、协调发展，该公司计划新建一座废水处理站。

一、废水水质水量及产水要求

（一）进水水质水量

根据该项目环评所述，废水处理总规模为3000m3/d。根据企业生产规划需求，生产研发厂房分三期建设。其中，一期废水处理规模为800m3/d，各股分水设计水质水量如表1所示。

表1 废水处理厂一期进水指标

（二）产水水质指标

根据环评要求，废水经处理后可达到零排放，产水全部回用，作为电镀槽补充水或电镀清洗水。根据相关要求，回用水达到表2标准。

表2 回用水水质指标

二、工艺设计说明

（一）工艺选择思路

整体设计思路以零排放为核心。零排放，就其内容而言，一是要控制生产过程中不得已产生的能源和资源排放，将其尽可能减少到零；二是将那些不得已排放出的能源、资源充分地回收利用。该工艺设计将废水处理后全部回用，实现了水资源的循环利用。

按照每段工艺的功能不同，整套零排放处理工艺分为四段，各类水分为预处理工艺段、混合废水生化处理工艺段、膜法废水浓缩及回收工艺段和MVR废水结晶蒸干工艺段。

一是根据性质不同，废水被分为7类。各类废水进入各自预处理系统，进行物化反应后，重金属、氰化物等污染物以污泥的形式离开废水系统。其中，含一类污染物(镍、铬)的废水物化出水经过砂滤与离子交换树脂，利用离子交换树脂对重金属离子的吸附能力进行处理，保证重金属处理达标。

二是混合废水统一进入AAOMBR生化处理系统进行处理，采用AAOMBR膜法代替传统的活性污泥法或接触氧化法，提高污泥浓度和延长泥龄，使CODCr、氨氮的去除率得到有效提高，保证系统出水稳定优良，出水CODCr降至50mg/L，为膜浓缩系统提供有效保障。

三是生化出水泵入膜浓缩系统，膜浓缩系统的核心是反渗透处理单元，该单元的处理原理是在压力的驱动下，使废水中的水从反渗透膜中透过成为可回用的水，而不能透过的盐分及少量的有机物将保留在浓缩液中。该项目为保证蒸发水量最小化，降低项目投资与运行成本，一级反渗透设计三段膜浓缩水中的盐分与污染物。

四是MVR是目前世界上处理高盐分废水最可靠、最有效的技术解决方案。MVR技术处理废水时，蒸发废水所需的热能主要由蒸汽冷凝和冷凝水冷却时释放或交换的热能提供。运行过程没有潜热的流失。运行过程中所消耗的仅是驱动蒸发器内废水、蒸汽和冷凝水循环和流动的水泵、蒸汽压缩机与控制系统所消耗的电能。相比传统的蒸发器，MVR高效蒸发器运行成本较低，控制方式稳定，其在RO浓水蒸发过程中表现优异。

（二）工艺流程图

废水处理工艺流程如图1所示。

（三）各单元设计参数

1.调节池

停留时间为12h。每个调节池配套两台提升泵，一用一备。流量按照物化系统20h运行选择。

2.物化反应池

还原池、氧化池、破氰池和芬顿池停留时间为1h，pH调节池、混凝池、絮凝池停留时间为0.5h。各配套一台搅拌机，材质为水下碳钢衬塑。

3.沉淀池

沉淀池表面负荷为0.5m3/(m2·h)，配套斜管填料。

4.中间池

含镍、含铬废水设计中间池，停留时间为1h。总中间池停留时间为5.5h。每个中间池配套两台提升泵，一用一备。流量按照物化系统20h运行选择。

5.生化调节池

停留时间为3.5h。配套两台提升泵，一用一备。流量按照生化系统24h运行选择。厌氧池停留时间为8.2h。

6.缺氧池

停留时间为6.7h。配套两台潜水搅拌机，搅拌机参数为：叶轮直径320mm，叶轮转速740r/min，功率2.2kW。

7.好氧池

停留时间为11.4h。配套两台混合液回流泵，流量为43.3m3/h，扬程为24m，功率为5.5kW。

8.MBR池

停留时间为2.9h。配套MBR膜272帘，规格为16m2/帘，膜通量为10L/(m2·h)。MBR抽吸泵有两台，一用一备，流量为45m3/h，扬程为20m，功率为5.5kW。

9.膜浓缩车间

一级一段RO提升泵有两台，一用一备，流量为50m3/h，扬程为35m，功率为7.5kW。一级一段RO膜高压泵有一台，流量为50m3/h，扬程为168m，功率为37kW。一级一段RO膜系统进水量为51m3/h，回收率为76%。一级二段RO膜高压泵有一台，流量为12m3/h，扬程为230m，功率为18.5kW。一级二段RO膜系统进水量为11m3/h，回收率为65%。一级三段RO膜高压泵有一台，流量为6.8m3/h，扬程为600m，功率为15kW。一级三段RO膜系统进水量为5.85m3/h，回收率为44%。二级一段RO膜增压给水泵有一台，流量为45m3/h，扬程为30m，功率为5.5kW。二级一段RO膜高压泵有一台，流量为45m3/h，扬程为88m，功率为18.5kW。二级一段RO膜系统进水量为43.5m3/h，回收率为87%。

10.蒸发车间

浓水泵有两台，一用一备，流量为6.3m3/h，扬程为32m，功率为3kW。MVR装置有一套，处理量为3m3/h。

（四）调试与运行

竣工验收后，该项目进入调试流程，其间投入其他电镀项目的污泥作为菌种进行培养。首先培养好氧池污泥，每天投入适量碳源，闷曝两周后，污泥逐渐呈现黄褐色。废水经过物化预处理后开始小量连续泵入生化池，再经过两周，好氧池已出现较多黄褐色污泥。利用污泥回流泵把好氧池污泥泵送至厌氧池与缺氧池，继续以小水量连续运行。约两个半月后，厌氧池形成较多黑色絮状污泥。逐渐增加废水流量，再过一个月，出水能达到《电镀污染物排放标准》(GB21900—2008)中的标准。膜浓缩系统与蒸发系统在MBR出水达标后开始进行调试运行，调试后RO产水电导率达到45μS/cm，蒸发系统成功出盐。至此，该零排放项目正常稳定运行，所有产水皆达标回用，实现废水零排放。

三、结论

该项目首先通过物化预处理系统去除废水中的重金属、总磷和SS等，降低生化系统的处理负荷，再通过生化系统去除COD、总氮和氨氮等，最后通过膜浓缩系统得到达标的回用水供给生产使用，浓水进入蒸发系统蒸干出盐，最终实现电镀废水零排放。自调试期完成后，该项目至今一直稳定运行，回用率超过98%。因此，在技术上，生产废水经处理全部回用，实现零排放是可行的。废水零排放技术在电镀行业中的应用能有效去除生产过程中产生的污染物，并且大大降低生产用水量，具有明显的经济效益与环境效益，是电镀行业可持续发展的最佳方案。