实践：电镀园区污水厂设计及运行
随着社会的进步，电镀废水的排放标准越来越严格，同时伴随着大量电镀企业入园的发展趋势，电镀工业园区的电镀废水处理厂也将面对废水量更多、水质更杂、污染物浓度更高、更难去除等问题。针对电镀行业遇到的种种困难和挑战，对现有的电镀废水处理厂进行提标改造是解决上述问题最经济有效，也是最具有意义的方法。江苏省某电镀工业园区入园企业日益增加，原有的污水处理系统难以使废水达标排放，为此在原有含铬废水的基础上新建含氰废水、含镍废水、酸碱废水和脱脂废水4套预处理系统。采用“预处理+pH调节+Fenton+脱气+混凝沉淀+A2O+混凝沉淀+转盘滤池+臭氧催化氧化+UF系统+RO系统”处理工艺对综合废水进行回用处理。其中820 t/d的淡水满足《城市污水再生利用工业用水水质》（GB/T 19923—2005）回用标准，作为回用水用于车间设备清洗。780 t/d的浓水通过“pH调节+Fenton+脱气+混凝沉淀+活性炭吸附+离子交换”工艺进行深度处理，处理后的出水满足《电镀污染物排放标准》（GB 21900—2008）中的表1标准后排入长江。
1 废水特征
江苏省某电镀工业园区废水处理厂主要接纳的废水种类有5种，本次提标改造新建的预处理系统有4种，依据该污水处理厂的实际运行情况，5种预处理系统的设计进水水量和水质如表 2所示。
2 工程设计
电镀废水处理厂的综合废水回用系统处理规模为1 600 m3/d，其中新增的处理规模为1 340 m3/d。
该电镀废水处理厂的酸碱废水和含镍废水中，含有较高浓度的铜、锌、镍等重金属；含氰废水中的含氰化合物是一种致命的剧毒物；脱脂废水中的有机物、总磷和油脂含量较高，处理难度较大。
为此，针对各类电镀废水先进行单独的预处理，当预处理出水满足《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）中的表 1标准后，再统一汇入综合调节池进行回用处理。
2.1 现有含铬废水处理
电镀废水处理厂原有的含铬废水预处理工艺如图 1所示。
2.2 含氰废水处理
（1）处理工艺流程
含氰废水的处理采用“碱性次氯酸钠+酸性次氯酸钠+混凝沉淀”工艺，工艺流程如图 2所示。
含氰废水进入调节池，先进行一级破氰反应，通过pH控制系统，用NaOH溶液调整pH到10~11左右，再通过ORP控制系统控制NaClO溶液的投加量，使废水中的ORP在300~350 mV，搅拌反应30 min。
一级破氰反应为：NaCN+NaClO+H2O=CNCl+2NaOH，CNCl+2NaOH=NaCNO+H2O+NaCl，二级破氰反应用稀硫酸调整pH到7~8，投加NaClO溶液使ORP保持在600~700 mV，搅拌反应30 min。二级破氰反应为：2NaCNO+3NaClO+H2O=3NaCl+2NaOH +N2↑+2CO2↑。
通过两级破氰处理将废水中的CN-转化为N2和CO2，从而将CN-去除。
（2）构筑物设计
1#、2#、3#pH调节池。尺寸1.0 m×1.0 m×5.5 m，有效容积5.0 m3，停留时间1 h。配套设备：曝气搅拌系统1套，pH在线检测仪1台，氢氧化钠加药系统2套，硫酸加药系统1套。
1#、2#破氰池。尺寸1.0 m×1.0 m×5.5 m，有效容积5.0 m3，停留时间1 h。配套设备：曝气搅拌系统1套，ORP在线检测仪1台，次氯酸钠加药系统1套。
1#混凝、絮凝池。尺寸1.0 m×1.0 m×5.5 m，有效容积5.0 m3，停留时间1 h。配套设备：折桨混合搅拌机1台，PAC、PAM加药系统各1套。
2.3 含镍废水处理
（1）处理工艺流程
含镍废水的处理，采用“Fenton+脱气+混凝沉淀+石英砂过滤+离子交换”工艺，工艺流程如图 3所示。
含镍废水主要来源于镀镍、化学镀镍等生产工序产生的漂洗水，其中化学镍漂洗水中的金属离子镍为络合态，需要通过Fenton高级氧化法进行破络，再进行混凝沉淀，沉淀池出水再经过离子交换，进一步去除废水中金属离子。
（2）构筑物设计
4#pH调节池/1#Fenton池/1#脱气池。尺寸3.0 m×3.0 m×5.5 m，分4格，有效容积45 m3，停留时间5.6 h，处理规模7.5 m3/h。配套设备：曝气搅拌系统4套，pH、ORP在线检测仪各1台，硫酸、双氧水、硫酸亚铁、焦亚硫酸钠加药系统各1套。
1#石英砂过滤器。尺寸D=1.2 m、H=1.4 m，进水量7.5 m3/h，滤速5~8 m/h，冲洗时间4~6 min，材质碳钢+FRP。配套设备：反冲洗泵2台，多路阀门1套。
1#树脂离子交换塔。尺寸D=1.0 m、H=2.0 m，进水量7.5 m3/h，滤速10~15 m/h，材质碳钢+FRP。配套设备：杜笙离子交换树脂1 000 L，树脂再生设备1套，再生废液桶1个。
2.4 酸碱废水处理
（1）处理工艺流程
酸碱废水的处理采用“混凝沉淀+Fenton+脱气+混凝沉淀”工艺，工艺流程如图 4所示。
酸碱废水提升至pH调节池，控制pH在7.5~8，进行混凝沉淀。上清液回调pH至3左右，再进行Fenton高级氧化。之后回调pH至8.5左右进行沉淀，上清液进行二次混凝沉淀并在絮凝池中投加重捕剂深度去除重金属。
（2）构筑物设计
5#、6#pH调节池。尺寸3.0 m×2.0 m×5.5 m，有效容积30 m3，停留时间0.75 h，处理规模40.5 m3/h。配套设备：曝气搅拌系统1套，pH在线检测仪1台，硫酸加药系统1套，氢氧化钠加药系统2套。
2#混凝、絮凝池。尺寸2.0 m×2.0 m×5.5 m，有效容积20 m3，停留时间0.5 h，处理规模40.5 m3/h。配套设备：折桨混合搅拌机1台，PAC、PAM加药系统1套。
7#pH调节池/2#Fenton池/2#脱气池。尺寸7.0 m×4.0 m×5.5 m，有效深度5.0 m，分6格，有效容积140 m3，停留时间4.25 h（pH调整0.75 h、Fenton氧化2.25 h、脱气1.25 h），处理规模40.5 m3/h。配套设备：曝气搅拌系统6套，pH、ORP在线检测仪各1台，硫酸、双氧水、硫酸亚铁、焦亚硫酸钠加药系统各1套。
2.5 脱脂废水处理
（1）处理工艺流程
脱脂废水的处理采用“破乳+混凝沉淀+Fenton+脱气+混凝沉淀”工艺，工艺流程如图 5所示。
脱脂废水中有机物、油脂及总磷含量过高，首先调整废水的pH至酸性，使后续投加的破乳剂能发挥最大效应，油水分离后，自流进入混凝反应池，充分混合反应。沉淀后的清水进行Fenton高级氧化，之后回调pH至8.5后，再次进行混凝沉淀。
（2）构筑物设计
8#pH调节池/1#破乳池。尺寸3.0 m×1.5 m×5.5 m，分两格，有效容积22.5 m3，停留时间2.7 h，处理规模8.3 m3/h。配套设备：曝气搅拌系统1套，pH在线检测仪1台，硫酸、破乳剂加药系统各1套。
9#、10#pH调节池/3#混凝、絮凝池。尺寸1.5 m× 1.5 m×5.5 m，有效容积11.25 m3，停留时间1.35 h，处理规模8.3 m3/h。配套设备：折桨混合搅拌机1台，pH在线检测仪1台，氢氧化钠、PAC、PAM加药系统1套。
11#pH调节池/3#Fenton池/3#脱气池。尺寸3.0 m×3.0 m×5.5 m，分4格，有效容积45 m3，停留时间5.4 h（pH调整1.35 h、Fenton氧化4.0 h、脱气1.35 h），处理规模8.3 m3/h，结构钢砼半地上建造。配套设备：曝气搅拌系统4套，pH、ORP在线检测仪各1台，硫酸、双氧水、硫酸亚铁、焦亚硫酸钠加药系统各1套。
2.6 综合废水处理
（1）处理工艺流程
综合废水的处理，采用“pH调节+Fenton+脱气+混凝沉淀+A2O+混凝沉淀+转盘滤池+臭氧催化氧化+UF+RO”工艺。其中产生的浓水采用“pH调节+ Fenton+脱气+混凝沉淀+活性炭吸附+离子交换”的工艺进行深度处理，综合废水的工艺流程如图 6所示。
考虑到电镀园电镀废水的水质特性，特将中水回用系统设置在生化处理工段之后，保证中水回用系统的稳定运行。各类废水经过预处理之后，汇入综合废水调节池，调节pH后进行Fenton氧化去除废水中较难降解的有机物，对Fenton氧化后上清液进行混凝沉淀降低其浊度和色度，沉淀后的上清液通过A2O工艺，以去除废水中的有机物、氮、磷等。
而后在进入转盘滤池前再次进行混凝沉淀，纤维转盘滤池对SS和重金属有较好的去除效果，随后进行臭氧催化氧化进一步去除废水中的氰化物和金属离子。处理后的废水进入中水回用膜系统，通过精密过滤、UF、RO等膜处理，使处理的出水达到回用标准。同时膜系统产生的浓水通过Fenton和混凝将废水中的难降解物质进行分解并絮凝沉淀去除，出水再经过活性炭吸附和树脂吸附后达到排放标准，排入长江。
（2）构筑物设计
4#Fenton池/4#脱气池。尺寸10.0 m×6.0 m×5.5 m，分6格，有效容积300 m3，停留时间4.5 h（Fenton氧化3.0 h、脱气1.5 h），处理规模66 m3/h。配套设备：曝气搅拌系统7套，ORP在线检测仪各1台，硫酸、双氧水、硫酸亚铁、焦亚硫酸钠加药系统各1套。
12#pH调节池/4#混凝、絮凝池。尺寸3.0 m×3.0 m×5.5 m，有效容积45 m3，停留时间0.7 h，处理规模66 m3/h。配套设备：折桨混合搅拌机1台，pH在线检测仪1台，氢氧化钠、PAC、PAM加药系统1套。
1#厌氧水解池。尺寸18.0 m×9.0 m×5.0 m，分2格，有效容积729 m3，停留时间11 h，处理规模66 m3/h。配套设备：水下搅拌机4台，ORP在线测定仪2台，醋酸钠加药系统1套。
1#A/O池。尺寸45.0 m×9.0 m×5.0 m，分5格，有效容积1 822 m3，停留时间27 h（缺氧5.5 h、好氧21.5 h），回流比2.5，处理规模66 m3/h。配套设备：水下搅拌机2台，甲醇投加系统1套，罗茨风机2台（1用1备），DN 215微孔曝气头720个，溶氧在线测定仪2台，硝化液回流泵3台（2用1备）。
1#纤维转盘滤池。尺寸4.0 m×6.0 m×5.0 m，有效深度4.5 m，处理规模66 m3/h。配套设备：纤维转盘1套。
1#臭氧催化氧化池。尺寸4.0 m×6.0 m×8.0 m，有效容积144 m3，停留时间2.2 h，回流比8:1，处理规模66 m3/h。配套设备：板式臭氧发生器1台，屹桐牌Ⅰ型臭氧催化填料36 m3，屹桐牌Ⅱ型臭氧催化填料36 m3，D=215 mm钛合金曝气盘96个，循环泵3台（2用1备），尾气破坏装置1套。
中水回用系统。处理规模34 m3/h。配套设备：预处理系统1套，包括砂滤罐2只，尺寸D 2 000 mm× 3 000 mm，碳滤罐2只，尺寸D 2 000 mm×3 000 mm，精密过滤器2只，尺寸D 600 mm×1 300 mm；超滤膜系统1套，包括超滤膜AQU200-H-100K，36支；反渗透系统1套，包括高压泵4台（2用2备），Q=33 m3/h，H=160 m，N=30 kW，反渗透膜BW30-8040，60支（2组并联），膜清洗系统1套。
浓水深度处理系统。1#回用浓水水池/13#pH调节池。尺寸8.0 m×7.0 m×5.5 m，其中pH调节池尺寸8.0 m×2.0 m×5.5 m，分4格，总有效容积280 m3，停留时间7.0 h（pH调节时间1.2 h），处理规模40 m3/h。配套设备：曝气搅拌系统5套，差分式pH在线检测仪2台，硫酸加药系统2套。来源:工业水处理作者:丁聪等
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