吳玉華，蘇 斌，林金威，劉國慶，黃聰聰

（浙江海拓環(huán)境技術(shù)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(dǎo)，企業(yè)投資建設(shè)及整體開發(fā)運(yùn)營的重點(diǎn)項目。項目配套建設(shè)15棟標(biāo)準(zhǔn)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(shè)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(shè)計日運(yùn)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(xué)鎳、鋅鎳9種廢水，分別進(jìn)行預(yù)處理后再合并處理。各類廢水的設(shè)計水量、進(jìn)水水質(zhì)及廢水處理設(shè)施最終排放口出水排放標(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)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(shè)計的出水pH、重金屬、總氰化物需達(dá)到《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 21900—2008）的表2標(biāo)準(zhǔn)，氮、磷執(zhí)行浙江省地方標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)企業(yè)廢水氮、磷污染物間接排放限值》，其他指標(biāo)執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8979—1996）表4的三級標(biāo)準(zhǔn)，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(jìn)水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)

2 廢水處理工藝

2.1 工藝流程

針對廢水水質(zhì)特點(diǎn)及設(shè)計排放標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)（還原反應(yīng)、破絡(luò)反應(yīng)、pH調(diào)整反應(yīng)、絮凝反應(yīng)等）及沉淀處理后，出水進(jìn)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(yīng)及沉淀處理后，自流進(jìn)入鋅前混合二級處理系統(tǒng)，進(jìn)一步降低各污染物濃度，然后自流進(jìn)入鋅前中間水池或中間水池1。鋅前中間水池為預(yù)留考慮，作為超越綜合二級處理系統(tǒng)，直接進(jìn)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(yù)處理后，自流進(jìn)入中間水池1。

各類廢水經(jīng)預(yù)處理后，在中間水池1內(nèi)進(jìn)行充分混合并投加破絡(luò)劑進(jìn)行破絡(luò)反應(yīng)后，由泵提升至二級反應(yīng)系統(tǒng)，進(jìn)一步進(jìn)行破絡(luò)、絮凝反應(yīng)等，反應(yīng)出水自流進(jìn)入二級沉淀池。二級沉淀池出水自流進(jìn)入生化處理系統(tǒng)，進(jìn)行生化處理，然后自流進(jìn)入三級反應(yīng)、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(jìn)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(jìn)入保障反應(yīng)池組，處理達(dá)標(biāo)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(yīng)急事故池（設(shè)計4 960 m3），然后再回到前端反應(yīng)池組進(jìn)行再處理，直至達(dá)標(biāo)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(jìn)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(yù)留污泥池。在污泥池內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)濃縮后，由污泥泵壓力輸送至隔膜板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫水減容處理。減容后的污泥，再外運(yùn)資源化回收或合法處置。

2.3 工程特點(diǎn)

（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(shè)計，單體設(shè)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(yīng)用電鍍專用A/SCBR工藝。A/SCBR工藝是傳統(tǒng)A/O工藝的改進(jìn)版，是生長生物膜的載體層在廢水中不斷流動的一種改進(jìn)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(jī)物濃度、低C/N、高鹽度以及活性污泥顆粒細(xì)碎、抗沖擊負(fù)荷差、沉降性能差的特點(diǎn)。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(shè)置固定攔截裝置的安裝方式。在攔截設(shè)施中部，載體又呈隨水流的懸浮狀態(tài)運(yùn)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(shè)計多格串聯(lián)的生化池組。各格運(yùn)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(qiáng)，脫氮及有機(jī)物去除性能好。尤其是在進(jìn)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(dá)標(biāo)。

（3）該工程采用一體化立體式空間設(shè)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(shè)計節(jié)省占地，僅用4 395 m2的占地面積，建設(shè)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(dú)立的操作通道及參觀通道設(shè)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(shè)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(xué)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(yù)處理系統(tǒng)

預(yù)處理反應(yīng)池組（中間水池1前的所有反應(yīng)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(yù)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(fù)荷 0.66 m3/（m2·h）。

鋅前二級反應(yīng)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(fù)荷 0.83 m3/（m2·h）。。

3.3 二級、三級處理系統(tǒng)

二級反應(yīng)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(fù)荷 0.97 m3/（m2·h）。

三級反應(yīng)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(yùn)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(fù)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(fù)荷 0.81 m3/（m2·h）。

3.5 濃水處理系統(tǒng)

濃水反應(yīng)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(fù)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(yùn)行流量核算）。

4 運(yùn)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(jìn)水試生產(chǎn)，2018年12月進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)》（GB 21900—2008）的表2標(biāo)準(zhǔn)，同時也達(dá)到更嚴(yán)格的表3標(biāo)準(zhǔn)要求，說明此系統(tǒng)在進(jìn)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(qiáng)。另外，出水COD、氨氮、總磷指標(biāo)也遠(yuǎn)低于排放標(biāo)準(zhǔn)要求，能確保生化指標(biāo)達(dá)到納管要求。

5 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析

該工程總投資為1.4億元，其中土建費(fèi)約0.8億元，設(shè)備材料費(fèi)約0.3億元，其他設(shè)計、安裝、運(yùn)輸及調(diào)試等間接費(fèi)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(shè)備折舊維修費(fèi)用，其中電費(fèi)1.5~2.0元/m3，人工費(fèi)1.0~1.5 元/m3，藥劑費(fèi) 18~36 元/m3。

6 結(jié)論

對于混流嚴(yán)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(luò)、生化專項A/SCBR等重金屬穩(wěn)定達(dá)標(biāo)處理關(guān)鍵技術(shù)體系的集成應(yīng)用，出水能夠穩(wěn)定達(dá)到各項要求，運(yùn)行成本控制在20～40元/t，具有顯著的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益。