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摘要：以某工厂表面处理厂房电镀废水处理工程为例，介绍了超滤、反渗透及蒸发结晶器在近年来电镀废水“零”排放工程设计中的应用。
关键词：电镀废水超滤 反渗透蒸发结晶器“零”排放
中图分类号：TG174文献标识码： A
1．工程概况
本工程为某汽车零部件生产厂电镀生产线产生的废水处理工程，电镀车间在生产工艺中需要对材料进行镀硬铬表面处理，使其达到防腐、耐磨、美观的目的，生产中会排出大量的废水，该废水含有六价铬离子等有毒有害的物质，为了保护环境，节约水资源，实现清洁生产，需对该废水进行处理，使其达到电镀废水的”零”排放标准，既废水经处理达标后全部回用，不得排放。
2．废水水质
该生产线每小时产生废水28m3，废水水质主要指标为：Cr6+≤4mg/L、 COD≤400mg/L ，SS≤50mg/L、PH值3～4；出水水质标准见表1。
表1 出水水质标准
3．工艺流程
先將含铬废水收集至含铬废水调节池，然后将含铬废水泵入pH调整槽，调整pH至2-3，利用ORP仪自动投加还原剂(ORP<250mv)，使废水中的六价铬与还原剂进行反应，使废水中六价铬完全被还原，以Cr3+的形式去除，出水(Cr6+＜0.1 mg/L)排入酸碱水反应器，同时投加酸（碱）并搅拌均匀，调整PH值，使废水的pH在8.5左右进行一级沉淀，去除铬等离子，通过混凝沉淀的方法去除废水中的悬浮物和重金属离子，再以排泥的方式去除。上清液进入过渡水池中，经提升泵送入机械过滤器和活性炭过滤器、袋滤器及超滤处理系统去除废水中的悬浮物、胶体和细菌等大部分有机物。机械过滤器主要截留废水中粒径较大的悬浮物；超滤系统主要是靠物理的筛分作用，超滤分离时是在对料液施加一定压力后，高分子物质、胶体物质因膜表面及微孔的一次吸附，在孔内被阻塞、截留及膜表面的机械筛分作用等方式被超滤膜阻止，而水和低分子物质通过膜。超滤系统可用于分离直径大于0.1μm 的分子和微粒，处理后的水经管道排入原水池作为回用水处理系统的进水来源。沉淀池的污泥定期排入污泥浓缩池，由污泥泵泵入压滤机脱水，脱水的污泥压成泥饼装袋集中存放，定期送外处理，压滤出来的滤液返回综合废水调节池，再进行后续处理。
本方案选择经综合废水预处理后的上清液收集到中间水箱1中，为了确保进入RO反渗透系统的水质质量，在RO反渗透系统之前安装有软化器，主要降低废水的硬度指标，减轻膜的堵塞负荷，再利用反渗透装置脱盐作用，去除水中的盐分，达到提纯的目的，保证出水水质的电导率≤300μs/cm，符合设计回用水的水质和满足车间用水的要求。RO系统最终排放浓水至多效蒸发结晶器进行蒸干结晶，晶盐与干污泥外委处置。
4．主要构筑物及设备设计参数
⑴含铬废水调节池。1座，地下式，尺寸6.0ｍ×6.0ｍ×5.5ｍ，有效容积140m3，HRT为5小时，钢砼结构，内附耐酸提升泵、转子流量计、池内搅拌系统。
⑵PH调整槽。1台，地上式，规格：φ1840*2300，总反应时间：≥10min，PE材质，内附反应搅拌系统、加药泵、PH计。
⑶铬还原槽。2台，地上式，规格：φ1840*2300，总反应时间：≥20min，PE材质，内附反应搅拌系统、加药泵、ORP计、不合格回流电动阀。
⑷混凝反应槽。1座（3格），地上式，尺寸5.0ｍ×1.2ｍ×1.5ｍ，总反应时间：≥15min，钢砼结构，内附反应搅拌系统、加药泵、PH计。
⑸铬沉淀池。1座，地上式，尺寸6.5ｍ×5ｍ×4.5ｍ，表面负荷0.9m3/m2/h，钢砼结构，内附斜管、斜管支架、排泥阀组、冲洗装置。
⑹过渡水池。1座，地上式，尺寸5.0ｍ×1.0ｍ×3.0ｍ，停留时间：≥30min，，钢砼防腐，内附液位计、溢流系统。
⑺机械过滤器。1台，规格：φ2000*3200，总进水24m3/h，滤速12m/h·台，冲洗时间：15min，冲洗强度：18～25L/m2·s。功能：过滤中间水池的水，去除出水中残留的微粒、悬浮物、胶体物和藻类物质，降低SDI值。
⑻活性碳过滤器。1台，规格：φ2000*3200，总进水24m3/h，滤速12m/h·台，冲洗时间：15min，冲洗强度：18～25L/m2·s。功能：对微生物、有机物进行吸附、分离去除，同时可吸附色与味，保护反渗透膜。
⑼袋滤器。1台，规格：25um PP滤袋，内附滤芯、排气阀、压力表。
⑽超滤装置。1套，总进水28.0m3/h。
⑾过渡水箱。1台，地上式，规格：φ2300*3000，HRT为0.5小时，PE材质。
⑿中间水箱。2台，地上式，规格：φ2300*3000，HRT为0.5小时，PE材质。
⒀软水器。1台，出水量24m3/h，功能：降低废水水质硬度，并减少后续膜结垢。
⒁精密过滤器。1套，规格：5um PP滤芯，运行参数：28m3/h·套。
⒂RO主机。1套，总进水28.0m3/h，总产水17 m3/h；RO主机。1套，总进水11m3/h，总产水6 m3/h。
⒃一级浓缩水池。1座，地上式，尺寸6.0ｍ×2.0ｍ×5.0ｍ，容积60m3，钢砼结构。
⒄二级浓缩水池。1座，地上式，尺寸6.0ｍ×2.0ｍ×3.5ｍ，容积42m3，钢砼结构。
⒅回用水池。1座，地下式，尺寸6.0ｍ×5.5ｍ×4.5ｍ，有效容积140m3，HRT为5小时，钢砼结构。
⒆结晶蒸发器。1套，产品的蒸发能力： 5 m3/h，蒸发温度：40 ℃-100 ℃ ；附属设施：冷却塔1台、循环水泵1台，规格120m3/h。
⒇冷凝水池。1座，地下式，尺寸7.0ｍ×4.0ｍ×3.5ｍ，有效容积90m3，钢砼结构。
21事故水池。1座，地下式，尺寸4.0ｍ×2.0ｍ×3.5ｍ，有效容积24m3，钢砼结构。
22污泥浓缩池。1座，地下式，尺寸6.0ｍ×4.0ｍ×4.5ｍ，钢砼结构。附属设施：污泥泵，板框压滤机。
23应急池。1座，地下式，尺寸6.0ｍ×4.0ｍ×4.5ｍ，钢砼结构。
5运行费用
本工程总投资，其中土建投资约104万元，设备投资约464万元，安装调试费约89万元。
废水处理及回用运营费用19.08元/m3，其中处理部分：药剂费为3.06元/m3，电费0.65元/m3，人工费0.67元/m3，合计4.38元/m3；回用部分：药剂费为0.69元/m3，电费1.46元/m3，人工费0.67元/m3，合计2.15元/m3；蒸发结晶部分：电费1.68元/天，耗蒸汽74.4元/天，合计76.08元/m3；耗材运营费用3.313元/m3；回用节水费用2.94元/m3。
6结论
该工艺结构紧凑，处理效果稳定，维护方便，处理出水不仅能够满足《电镀污染物排放标准》GB21900-2008（2008年版）的排放要求，还能做到处理水回用至生产线，使电镀废水真正达到了“零”排放，对相关企业的废水处理具有一定的参考价值。
参考文献
⑴GB50014-2006室外排水设计规范2011年版
⑵GB50136-2011电镀废水治理设计规范
⑶GB 8978-96污水综合排放标准
⑷GB21900-2008电镀污染物排放标准2008年版
关键词：电镀废水超滤 反渗透蒸发结晶器“零”排放
中图分类号：TG174文献标识码： A
1．工程概况
本工程为某汽车零部件生产厂电镀生产线产生的废水处理工程，电镀车间在生产工艺中需要对材料进行镀硬铬表面处理，使其达到防腐、耐磨、美观的目的，生产中会排出大量的废水，该废水含有六价铬离子等有毒有害的物质，为了保护环境，节约水资源，实现清洁生产，需对该废水进行处理，使其达到电镀废水的”零”排放标准，既废水经处理达标后全部回用，不得排放。
2．废水水质
该生产线每小时产生废水28m3，废水水质主要指标为：Cr6+≤4mg/L、 COD≤400mg/L ，SS≤50mg/L、PH值3～4；出水水质标准见表1。
表1 出水水质标准
3．工艺流程
先將含铬废水收集至含铬废水调节池，然后将含铬废水泵入pH调整槽，调整pH至2-3，利用ORP仪自动投加还原剂(ORP<250mv)，使废水中的六价铬与还原剂进行反应，使废水中六价铬完全被还原，以Cr3+的形式去除，出水(Cr6+＜0.1 mg/L)排入酸碱水反应器，同时投加酸（碱）并搅拌均匀，调整PH值，使废水的pH在8.5左右进行一级沉淀，去除铬等离子，通过混凝沉淀的方法去除废水中的悬浮物和重金属离子，再以排泥的方式去除。上清液进入过渡水池中，经提升泵送入机械过滤器和活性炭过滤器、袋滤器及超滤处理系统去除废水中的悬浮物、胶体和细菌等大部分有机物。机械过滤器主要截留废水中粒径较大的悬浮物；超滤系统主要是靠物理的筛分作用，超滤分离时是在对料液施加一定压力后，高分子物质、胶体物质因膜表面及微孔的一次吸附，在孔内被阻塞、截留及膜表面的机械筛分作用等方式被超滤膜阻止，而水和低分子物质通过膜。超滤系统可用于分离直径大于0.1μm 的分子和微粒，处理后的水经管道排入原水池作为回用水处理系统的进水来源。沉淀池的污泥定期排入污泥浓缩池，由污泥泵泵入压滤机脱水，脱水的污泥压成泥饼装袋集中存放，定期送外处理，压滤出来的滤液返回综合废水调节池，再进行后续处理。
本方案选择经综合废水预处理后的上清液收集到中间水箱1中，为了确保进入RO反渗透系统的水质质量，在RO反渗透系统之前安装有软化器，主要降低废水的硬度指标，减轻膜的堵塞负荷，再利用反渗透装置脱盐作用，去除水中的盐分，达到提纯的目的，保证出水水质的电导率≤300μs/cm，符合设计回用水的水质和满足车间用水的要求。RO系统最终排放浓水至多效蒸发结晶器进行蒸干结晶，晶盐与干污泥外委处置。
4．主要构筑物及设备设计参数
⑴含铬废水调节池。1座，地下式，尺寸6.0ｍ×6.0ｍ×5.5ｍ，有效容积140m3，HRT为5小时，钢砼结构，内附耐酸提升泵、转子流量计、池内搅拌系统。
⑵PH调整槽。1台，地上式，规格：φ1840*2300，总反应时间：≥10min，PE材质，内附反应搅拌系统、加药泵、PH计。
⑶铬还原槽。2台，地上式，规格：φ1840*2300，总反应时间：≥20min，PE材质，内附反应搅拌系统、加药泵、ORP计、不合格回流电动阀。
⑷混凝反应槽。1座（3格），地上式，尺寸5.0ｍ×1.2ｍ×1.5ｍ，总反应时间：≥15min，钢砼结构，内附反应搅拌系统、加药泵、PH计。
⑸铬沉淀池。1座，地上式，尺寸6.5ｍ×5ｍ×4.5ｍ，表面负荷0.9m3/m2/h，钢砼结构，内附斜管、斜管支架、排泥阀组、冲洗装置。
⑹过渡水池。1座，地上式，尺寸5.0ｍ×1.0ｍ×3.0ｍ，停留时间：≥30min，，钢砼防腐，内附液位计、溢流系统。
⑺机械过滤器。1台，规格：φ2000*3200，总进水24m3/h，滤速12m/h·台，冲洗时间：15min，冲洗强度：18～25L/m2·s。功能：过滤中间水池的水，去除出水中残留的微粒、悬浮物、胶体物和藻类物质，降低SDI值。
⑻活性碳过滤器。1台，规格：φ2000*3200，总进水24m3/h，滤速12m/h·台，冲洗时间：15min，冲洗强度：18～25L/m2·s。功能：对微生物、有机物进行吸附、分离去除，同时可吸附色与味，保护反渗透膜。
⑼袋滤器。1台，规格：25um PP滤袋，内附滤芯、排气阀、压力表。
⑽超滤装置。1套，总进水28.0m3/h。
⑾过渡水箱。1台，地上式，规格：φ2300*3000，HRT为0.5小时，PE材质。
⑿中间水箱。2台，地上式，规格：φ2300*3000，HRT为0.5小时，PE材质。
⒀软水器。1台，出水量24m3/h，功能：降低废水水质硬度，并减少后续膜结垢。
⒁精密过滤器。1套，规格：5um PP滤芯，运行参数：28m3/h·套。
⒂RO主机。1套，总进水28.0m3/h，总产水17 m3/h；RO主机。1套，总进水11m3/h，总产水6 m3/h。
⒃一级浓缩水池。1座，地上式，尺寸6.0ｍ×2.0ｍ×5.0ｍ，容积60m3，钢砼结构。
⒄二级浓缩水池。1座，地上式，尺寸6.0ｍ×2.0ｍ×3.5ｍ，容积42m3，钢砼结构。
⒅回用水池。1座，地下式，尺寸6.0ｍ×5.5ｍ×4.5ｍ，有效容积140m3，HRT为5小时，钢砼结构。
⒆结晶蒸发器。1套，产品的蒸发能力： 5 m3/h，蒸发温度：40 ℃-100 ℃ ；附属设施：冷却塔1台、循环水泵1台，规格120m3/h。
⒇冷凝水池。1座，地下式，尺寸7.0ｍ×4.0ｍ×3.5ｍ，有效容积90m3，钢砼结构。
21事故水池。1座，地下式，尺寸4.0ｍ×2.0ｍ×3.5ｍ，有效容积24m3，钢砼结构。
22污泥浓缩池。1座，地下式，尺寸6.0ｍ×4.0ｍ×4.5ｍ，钢砼结构。附属设施：污泥泵，板框压滤机。
23应急池。1座，地下式，尺寸6.0ｍ×4.0ｍ×4.5ｍ，钢砼结构。
5运行费用
本工程总投资，其中土建投资约104万元，设备投资约464万元，安装调试费约89万元。
废水处理及回用运营费用19.08元/m3，其中处理部分：药剂费为3.06元/m3，电费0.65元/m3，人工费0.67元/m3，合计4.38元/m3；回用部分：药剂费为0.69元/m3，电费1.46元/m3，人工费0.67元/m3，合计2.15元/m3；蒸发结晶部分：电费1.68元/天，耗蒸汽74.4元/天，合计76.08元/m3；耗材运营费用3.313元/m3；回用节水费用2.94元/m3。
6结论
该工艺结构紧凑，处理效果稳定，维护方便，处理出水不仅能够满足《电镀污染物排放标准》GB21900-2008（2008年版）的排放要求，还能做到处理水回用至生产线，使电镀废水真正达到了“零”排放，对相关企业的废水处理具有一定的参考价值。
参考文献
⑴GB50014-2006室外排水设计规范2011年版
⑵GB50136-2011电镀废水治理设计规范
⑶GB 8978-96污水综合排放标准
⑷GB21900-2008电镀污染物排放标准2008年版