隨著電鍍行業的不斷發展，電鍍產品更加趨于多樣化，與此同時，生成過程產生的廢水成分變得更加復雜，出水COD很難達到排放標準，水質波動成為出水水質達標的制約性因素。山東某電鍍廠廢水量約200m3/d，其中含鎳廢水約占10%～15%，含鉻廢水約占30%～35%，綜合廢水約占50%～60%，原處理工藝為電解生化法，后期運行中發現出水COD不滿足排放標準，可生化性也逐漸變差。針對上述問題，電鍍廠于2015年對原工藝進行改造，在生化單元沉淀池后新增陶瓷膜和反滲透工藝，進一步提升了原有工藝的抗沖擊負荷能力與出水水質，以實現廢水穩定達標回用。

1 電鍍廢水處理廠原有工藝

1.1 原處理工藝

電鍍廢水主要由含鉻廢水、含鎳廢水及綜合廢水三部分組成，三種廢水分別經三座微電解池進行電解，電解后經管道匯至既有清水池調節水量及水質，出水經污水泵提至水解酸化池，再依次通過好氧池、沉淀池等工藝進行處理，出水回用或排放。各工藝產生的污泥進入污泥濃縮池，濃縮池上清液回流至綜合廢水單元進行再處理。

1.2 原工藝運行參數

1.2.1 微電解系統

電鍍廢水有機污染物結構穩定，可生化性差。微電解基于電化學、氧化還原反應、物理吸附及絮凝沉淀的共同作用，可有效去除重金屬、COD，降低色度、提高可生化性。

微電解系統由三座填料罐及其配套設備組成，填料罐由原有池體分三格改造而成，地下式，每座填料罐平面尺寸為3.2m×1.2m，深為8m，廢水經收集后分質由進水管進入電解池，有效水深為7m，進水管距池底0.5m，水力停留時間為1h。填料罐內置填料支撐設備，支撐板距池底1.5m，支撐板上填有3m的新型鐵碳微電解填料。

配套設備由三套自動加酸裝置和曝氣設備組成，在增強導電性的同時減少了膜表面沉積鈍化，曝氣盤布置在支撐板下0.3m，曝氣采用鼓風機，1用1備，鼓風機風量為4.45m3/min，風壓為95kPa，功率為11kW。

1.2.2 水解酸化池

三座微電解池出水經匯集進入水解酸化池，水解酸化池與好氧池沉淀池合建，半地下式，平面尺寸微10m×6m，深為6m，有效容積為360m3，有效水深為5.4m，水力停留時間為1.5h。

配套設備有組合填料、填料支架和曝氣設備，組合填料體積為198m3；曝氣設備采用鼓風機，1用1備，風量為1.79m3/min，風壓為58.8kPa，功率為4kW。

1.2.3 好氧池、沉淀池

好氧池采用活性污泥法，平面尺寸為8m×6m，深為6m，有效容積為190m3，有效水深為5.2m，水力停留時間為1.5h。設置鼓風機2臺（1用1備），風量為3.92m3/min，風壓為58.8kPa，功率為7.5kW。

沉淀池采用斜管沉淀，斜管面積為9㎡，尺寸為3m×3m×6m，建于曝氣池一角，通過兩條溢流堰進水，溢流堰的長度均為3m，出水進入回用水池。

1.3 污水廠原有工藝處理效果

污水廠原工藝出水水質執行《城市污水回用設計規范》（CECE 61:94）中冷卻水回用標準。

經檢測，微電解工藝對重金屬的去除效果都非常好，其中Cr⁶⁺和Ni²⁺出水分別低至0.01mg/L和0.12mg/L；Fe和Mn出水分別達到0.33mg/L和0.12mg/L，生化出水分別為0.28mg/L和0.08mg/L，滿足設計標準。

電解和生化組合工藝對廢水中色度及濁度去除效果較好，電解工藝有效地提高了原水的可生化性，生化工段COD去除率達70.4%，生化出水中除COD及TDS外，其他指標均滿足再生水回用作冷卻水的水質標準。

2 污水廠改造工藝

針對廢水中難降解有機物及總含鹽量過高的情形，考慮用地需求，提出了陶瓷膜-反滲透-MVR蒸發器組合工藝改造方案。

2.1 污水廠新增工藝流程

提標改造工藝將原工藝中的回用水池用作陶瓷膜池進行后續處理，在陶瓷膜及反滲透工藝中間設除油過濾器和保安過濾器，保證反滲透工藝正常運行及出水水質，一級反滲透及二級反滲透工藝出水排至新建產品水池，用作循環冷卻水或澆灑道路及綠化用水。

采用高效蒸發器對二級反滲透濃水進行蒸發，實現污水處理的零排放。

2.2 主要工藝設計參數

2.2.1 陶瓷膜裝置

廢水經前期工藝處理后進入陶瓷膜吸水池，陶瓷膜池尺寸為6.6m×6m×3.5m，內置平板陶瓷膜組件，膜面積為100㎡，膜孔徑為100nm。每天處理水量約140m3，過濾后出水進入陶瓷膜1#出水水池；陶瓷膜定期進行反洗，反洗周期約為24h，每次沖洗時間為2min，反沖洗污染物經沉淀富集由排污泵排至污泥池。

2.2.2 一級反滲透系統

陶瓷膜產水池經RO進水泵進入除油過濾器，過濾器采用配套式DN800玻璃鋼過濾器，內置核桃殼濾料，濾后水通過保安過濾器進入一級反滲透系統，保安過濾器正常出水約5m3/h，濾芯過濾精度為5μm。一級反滲透裝置采用8040型PROC系列反滲透膜，單支膜面積為37㎡，反滲透處理水量為5m3/h，產水量為3.75m3/h；反沖洗周期約為4h，產水進入產品水池，濾后濃水進入濃水箱。

2.2.3 二級反滲透系統

二級反滲透對一級反滲透濾后濃水進一步過濾，濾后清水進入產品水池，濃水進高效蒸發器進行蒸發。二級反滲透裝置采用4040型反滲透膜，處理水量約為1.55m3/h，產水量為0.95m3/h，反沖洗周期為4h。

2.3 改造后主要工藝運行效果

穩定運行一段時間后，對陶瓷膜及反滲透工藝出水水質進行監測分析，檢測結果如下表所示：

檢測結果顯示：陶瓷膜出水COD≤75mg/L，基本滿足冷卻回用水標準，陶瓷膜對濁度的去除效果較好，去除率達85%以上，可有效提高反滲透膜的進水水質，對減緩反滲透膜污染起到關鍵作用；反滲透對TDS處理效果顯著，去除率為96.0%，出水濃度為136mg/L；整個工藝出水色度、濁度以及BOD₅基本為零，出水各檢測指標均滿足冷卻回用水標準。

2.3.1 陶瓷膜運行效果

利用孔徑為100nm的平板陶瓷膜處理電鍍廢水，對進出水進行48h的實時監測，分析其起始時間到反沖洗剛結束時刻的產水流量、產水壓力隨時間的變化規律。產水流量極值出現在運行一開始，達到了3.68m3/h，運行48h之后，產水流量降低為3.1m3/h。在運行過程中，陶瓷膜產水流量整體呈下降趨勢，產水壓力呈上升趨勢，在運行24h后，陶瓷膜進行反沖洗，反沖洗后通量基本恢復。

平板陶瓷膜進水COD為160mg/L左右，出水在70mg/L左右，去除率穩定在60%以上，且在運行過程中，去除率變化不大，說明陶瓷膜對COD的去除作用比較明顯且穩定，即陶瓷膜在截留有機物質方面效果較好，出水COD也已滿足電鍍循環冷卻水回用標準。

2.3.2 反滲透運行效果

對反滲透工藝連續進行12h監測，分析過膜壓差、產水率及TDS去除率隨時間的變化。過膜壓差隨時間呈上升趨勢，產水率隨時間呈下降趨勢，且過膜壓差與產水率呈相關關系。隨著運行時間的延長，產水率逐漸減小，低至73%，此時需要進行反沖洗。在實際工程中，建議在運行4h后，對反滲透膜進行反沖洗，反沖洗后膜壓差基本恢復，產水率穩定在75%以上。

反滲透對TDC的去除率較高且比較穩定，當進水中TDS為3400mg/L左右時，出水TDS均降至180mg/L以下，去除率穩定在94%以上。說明反滲透工藝是去除TDS的關鍵。

3 結論

提標改造工程增加了陶瓷膜-反滲透深度處理工藝，出水COD和TDS分別達到8.5mg/L和136mg/L，滿足冷卻水回用標準。改造工藝中陶瓷膜對濁度的去除效果非常顯著，出水濁度降至0.3NTU；反滲透對COD和TDS的去除率都非常高，去除率分別達到87.9%和96.0%；反滲透濃水經高效蒸發器蒸發，基本實現零排放。此提標改造工藝對電鍍污廢水的深度處理和零排放具有實際指導意義，同時，促進了陶瓷膜、反滲透膜及高效蒸發器的推廣應用。