0引言

江苏某轻工电镀厂是一家民营企业，属于金属表面加工业。主要产品为摩托车、汽车配件，年生产电镀产品三百多万件，约0.3万吨。企业原有9条电镀线，主要进行铁件电镀和塑料件电镀，为积极响应国家关于太湖流域水环境治理的相关要求，结合实际情况，只保留4条电镀线（其中2条铁件电镀线和2条塑料件电镀线），开展对电镀生产线产生废水的分质分流、各类重金属废水的处理回用等环保综合整治工作。受企业委托，依据企业提供的相关资料，对该厂电镀废水分质分流处理进行设计研究。

1工程概况

根据江苏某轻工电镀厂电镀工艺及电镀废水的特性，将电镀废水分为含镍废水、含铬废水和综合废水3股废水，另考虑由于事故原因造成的混排废进入应急事故池进行单独处理，从而保证废水处理的达标排放。

1.1废水水量

Ⅰ、含镍废水：约为100m³/d，时均处理量约10m³/h（按10h运行）。

Ⅱ、含铬废水：约为300m³/d，时均处理量约15m³/h（按20h运行）。

Ⅲ、综合废水：约为400m³/d，时均处理量约20m³/h（按20h运行）。

1.2废水水质

通过对生产线产生的各类废水进行调查及水质分析，各股废水水质见表1。

表1 各股废水水质情况

含镍废水水质：                                            单位：mg/L，pH无量纲

含铬废水水质：                                            单位：mg/L，pH无量纲

综合废水水质：                                        单位：mg/L，pH无量纲

1.3处理要求

本工程设计出水达到《电镀污染物排放标准》（GB21900—2008）中的表3标准，设计出水水质主要指标见表2。

表2 设计出水水质主要指标表

2工艺流程及描述

2.1工艺流程描述

电镀废水的处理方法主要有物理法，化学法，生物法，离子交换法，反渗透法等^[1-3]，下面根据本工程的废水特性，选择合适的处理工艺。

2.1.1含镍废水处理工艺：“树脂吸附或混凝沉淀”

含镍废水进入含镍废水贮池，匀质匀量后，经泵提升入树脂吸附罐，吸附达标后进入含镍排放水池，经采样检测如镍不达标或树脂处于再生阶段，则进入备用流程，贮池出水提升至快慢混区，在快混区加入烧碱和PAC，停留7分钟后进入慢混区投加PAM，再停留7分钟后进入斜管沉淀池，沉淀污泥后，上清液进入含镍排放水池；污泥排入污泥池壹进行浓缩，经污泥泵送入板框装置脱水，泥饼（镍泥）委外处置，上清液及压滤液重新进入含镍废水贮池。

2.1.2含铬废水处理工艺：“还原反应+混凝沉淀”

含铬废水进入含铬废水贮池，匀质匀量后，经泵提升入还原反应区，先加盐酸，pH调至4.5左右，加入还原剂亚硫酸钠，使得Cr⁶⁺得到电子还原为Cr^3+[4]还原后进入快慢混区，在快混区加入烧碱和PAC，停留7分钟后进入慢混区投加PAM，再停留7分钟后进入斜管沉淀池，沉淀污泥后，上清液进入含铬排放水池；污泥排入污泥池贰进行浓缩，经污泥泵送入板框装置脱水，泥饼（铬泥）委外处置，上清液及压滤液重新进入含铬废水贮池。

2.1.3综合废水处理工艺：“芬顿氧化+混凝沉淀+两级A/O生化+化学除磷+砂滤吸附”

各车间综合废水进入综合废水贮池，匀质匀量后，经泵提升入芬顿反应池，投加硫酸亚铁以及双氧水，形成芬顿试剂，在酸性环境中，硫酸亚铁中Fe²⁺可催化双氧水，生成-OH，-OH反应活性很强，且氧化电性高，-OH能与难降解有机物反应，实现氧化分解，降低废水COD值。反应后废水进入氧化曝气池，加烧碱，pH调至9左右，废水中Fe²⁺失电子为Fe³⁺，与OH^-反应，生成Fe(OH)₃胶体^[5]，然后进入快慢混区，在快混区加PAC，停留7分钟后进慢混区投加PAM，再停留7分钟后进沉淀区，经沉淀后出水流至两级A/O生化系统。

废水进入一级缺氧池，池中反硝化菌可将（亚）硝态氮还原为氮气，降低氨氮浓度，同时分解有机物；然后进入一级好氧池，在有氧条件下，利用组合填料上生物膜内的微生物进行生化降解，有机氮通过氨化及硝化反应，生成（亚）硝态氮。生物膜老化脱落为污泥，通过沉淀来实现泥水分离。然后经过二级A/O处理，使氨氮及COD进一步降低，出水沉淀后实现泥水分离^[6]。

两级生化出水通过投加PAC，进行化学除磷，去除部分总磷。通过砂滤罐过滤，经回调池投加酸/碱调节pH至标准，出水至明渠排放。产生的污泥排放至污泥池叁进行浓缩，经泵进入板框装置脱水，脱水后的泥饼（一般电镀污泥）委外处置，上清液及压滤液重新进入综合废水贮池。

2.2工艺流程图

图1 废水处理工艺流程图

3工艺设计参数

3.1废水分质分流系统设计

按照相关规定，并结合电镀生产线镀种实际情况，对生产废水分为三股废水：含镍废水、含铬废水、综合废水。

3.2含镍废水工艺设计

下述含镍废水处理设备的处理量均为10m³/h。

3.2.1含镍废水贮池

含镍废水贮池1座，尺寸L3.0m×B7.5m×H2.7m，有效容积45m³，水力停留时间4.5h，结构形式钢砼结构+FRP。配备预曝气系统22m²；提升泵2台，Q12m³/h—H16m—N1.5kW。

3.2.2树脂吸附罐

配备树脂吸附罐1套用于吸附去除重金属镍。

3.2.3快慢混+斜管沉淀池

快慢混池1座，尺寸L3.0m×B1.2m×H2.7m（快慢混池），L3.0m×B3.0m×H4.8m（斜管沉淀池），有效容积35m³，水力停留时间3.5h，结构形式钢砼结构。配备快混框式搅拌装置1套，转速69rpm；慢混框式搅拌装置1套，转速17rpm；斜管及支架8m²。

3.2.4含镍排放水池

含镍排放水池1座，尺寸L1.4m×B1.2m×H2.7m，有效容积4m³，水力停留时间0.4h，结构形式钢砼结构。配备提升泵2台，Q12m³/h—H16m—N1.5kW。

3.2.5污泥池壹

污泥池壹1座，尺寸L3m×B1.2m×H2.7m，有效容积10m³，结构形式钢砼结构。配备板框装置壹1套，滤板材质聚氯乙烯，过滤面积20m²；污泥螺杆泵2台，Q2m³/h—H60m—N1.5kW。

3.3含铬废水工艺设计

下述含铬废水处理设备的处理量均为15m³/h。

3.3.1含铬废水贮池

含铬废水贮池1座，尺寸L12.9m×B7.5m×H2.7m，有效容积195m³，水力停留时间13h，结构形式钢砼结构+FRP。配备预曝气系统100m²；提升泵2台，Q20m³/h—H15m—N2.2kW；液位浮球2个；罗茨鼓风机2台，Q6.5m³/min—H3mAq—N5.5kW。

3.3.2还原反应+快慢混+斜管沉淀池

还原反应+快慢混+斜管沉淀池1座，尺寸L3.0m×B1.2m×H2.7m（还原反应池），L3.0m×B7.5m×H4.8m（斜管沉淀池），有效容积100m³，水力停留时间6.5h，结构形式钢砼结构。配备还原池框式搅拌装置1套，转速35rpm；快混框式搅拌装置1套，转速69rpm；慢混框式搅拌装置1套，转速17rpm；酸、碱、还原剂、PAC、PAM加药装置各1套，均配套减速机、搅拌装置和计量泵；斜管及支架20m²。

3.3.3含铬排放水池

含铬排放水池1座，尺寸L3.0m×B4.2m×H4.8m，有效容积57m³，水力停留时间3.8h，结构形式钢砼结构。配备提升泵2台，Q20m³/h—H25m—N4.0kW。

3.3.4污泥池贰

污泥池贰1座，尺寸L3m×B3.75m×H2.7m，有效容积27m³，结构形式钢砼结构。配备板框装置贰1套，滤板材质聚氯乙烯，过滤面积60m²；污泥螺杆泵2台，Q8m³/h—H60m—N4.0kW。

3.4综合废水工艺设计

3.4.1综合废水贮池

综合废水贮池1座，处理量20m³/h，尺寸L12.9m×B7.5m×H2.7m，有效容积190m³，水力停留时间9.5h，结构形式钢砼结构+FRP（四油三布）。配备预曝气系统100m²；提升泵2台，Q20m³/h—H15m—N2.2kW。

3.4.2芬顿反应+曝气氧化+快、慢混反应区+斜管沉淀池

芬顿反应+曝气氧化+快、慢混反应区+斜管沉淀池1座，处理量20m³/h，尺寸L3.0m×B1.2m×H4.8m（芬顿氧化池），L3.0m×B1.2m×H4.8m（曝气氧化池），L3.0m×B7.5m×H4.8m（斜管沉淀池），有效容积100m³，停留时间5.0h，结构形式钢砼结构。配备芬顿、氧化区曝气装置1套，气量3m³/h，配套曝气管道；快混框式搅拌装置1套，转速69rpm；慢混框式搅拌装置1套，转速17rpm；硫酸亚铁、双氧水加药装置各1套，均配套减速机、搅拌装置和计量泵；斜管及支架20m²。

3.4.3中间水池

中间水池1座，处理量45m³/h，尺寸L3.0m×B4.5m×H4.8m，有效容积60m³，水力停留时间1.3h，结构形式钢砼结构。配备提升泵2台，Q45m³/h—H15m—N4.0kW。

3.4.4两级A/O生化池

两级A/O生化池1座，处理量45m³/h，尺寸L15.8m×B3.5m×H3.6m，有效容积190m³，水力停留时间4.2h，结构形式钢结构。配备生化曝气装置30m²；潜水搅拌机1台，转速740rpm，功率1.5kW。

3.4.5化学除磷池

化学除磷池3座串联，处理量45m³/h，尺寸Φ3.2m×H5.0m，有效容积120m³，水力停留时间2.7h，结构形式钢结构。配备自吸泵2台，Q45m³/h—H15m—N4.0kW。

3.4.6砂炭过滤罐

砂炭过滤罐1座，处理量45m³/h，尺寸Φ3.2m×H5.0m，结构形式钢结构。

3.4.7回调池

回调池1座，处理量45m³/h，尺寸Φ3.2m×H5.0m，结构形式钢结构。

3.4.8污泥池叁

污泥池叁1座，处理量45m³/h，尺寸L3m×B3.75m×H2.7m，有效容积27m³，结构形式钢砼结构。配备板框装置贰1套，过滤面积120m²；污泥螺杆泵2台，Q16m³/h—H60m—N7.5kW。

4运行效果及经济效益分析

本废水处理站经现场调试稳定运行后，出水水质满足相应标准。

本工程总体投资约159万元（不含土建），其中材料及设备费用约125万元，安装运输等费用约12.5万元，设计调试等费用约11万元，税金约10.5万元。

废水处理站总运行成本约5.7元/吨水，其中人员工资约0.5元/吨水，药剂消耗约3.8元/吨水，电耗1.4元/吨水。

5结论

本工程针对不同镀种进行分质分流处理，含镍废水采用“树脂吸附或混凝沉淀”工艺、含铬废水采用“还原反应+混凝沉淀”工艺、综合废水采用“芬顿氧化+混凝沉淀+两级A/O+化学除磷+砂滤吸附”工艺分别处理后，出水水质达标，总投资约159万元，运行成本控制在5.7元/吨水，整个系统具有显著的环境及经济效益。

参考文献：

[1] 郭一令,崔丽娜,齐海青.电镀重金属废水处理技术研究进展[J].黑龙江科学,2020,11(06):22-23+26.

[2] 姜玉娟,陈志强.电镀废水处理技术的研究进展[J].环境科学与管理,2015,40(03):45-48.

[3] 戴文灿,周发庭.电镀含镍废水治理技术研究现状及展望[J].工业水处理,2015,35(07):14-18.

[4] 杨玉英.电镀含铬废水处理技术[J].同煤科技,2008(03):3-4.

[5] 章志青,夏文明,周祯领,马丹喜.某工业区电镀废水处理工艺的设计[J].电镀与涂饰,2021,40(13):1052-1056.

[6] 朱琼芳.两级A/O工艺处理电镀废水总氮的工程设计[J].广东化工,2020,47(03):145-146+166.