電鍍廢水深度處理生化+高級氧化技術

———電鍍廢水深度處理生化+高級氧化技術電鍍行業(yè)廢水處理通常采納簡潔的物理化學技術，如化學沉淀、濃縮蒸發(fā)、膜技術和離子交換等。只采納這些技術無法將電鍍廢水中重金屬(尤其是Ni)處理達上海市DB31/199—2022的A級標準。其主要緣由是車間生產(chǎn)過程中使用的絡合劑、穩(wěn)定劑、光亮劑等有機物，廢水中鎳與有機物形成穩(wěn)定的絡合物。即使投加破絡劑或重金屬捕集劑等特效水處理劑，總Ni含量也無法穩(wěn)定達到DB31/199_2022的A級標準。目前對于電鍍廢水中有機物的處理方法主要有吸附法、微電解法、芬頓法、生化法等或組合工藝。

上海金山區(qū)某電鍍廠廢水主要分為含氰廢水、含鉻廢水、含鎳廢水和綜合廢水，原有二級物化處理系統(tǒng)無法將廢水中總Ni處理至到DB31/199—2022的A級標準。通過對二級物化處理系統(tǒng)出水進行分析與中試，發(fā)覺采納生化A/O+微電解+Fenton工藝能穩(wěn)定將含鎳廢水和綜合廢水中總Ni排放達到DB31/199—2022的A級標準。根據(jù)中試工藝進行系統(tǒng)改造，以實現(xiàn)鎳系統(tǒng)和綜合系統(tǒng)出水總Ni含量都穩(wěn)定達到DB31/199—2022的A級標準。

1、工程設計

1.1處理規(guī)模及水質(zhì)

生產(chǎn)車間將含氰廢水、含鉻廢水、含鎳廢水和綜合廢水分開收集并調(diào)整廢水pH至相應要求，然后排放至污水處理車間的單獨調(diào)整池。

原有工藝：含氰廢水采納次氯酸鈉在堿性條件下處理，含鉻廢采納焦亞硫酸鈉在酸性條件下處理，含鎳廢水在除鎳劑在酸性條件下處理;綜合廢水先采納次氯酸鈉破氰，再用除鎳劑去鎳。改造工藝：在原有工藝末端增加生化A/O+微電解+Fenton工藝。

改造后系統(tǒng)分為2部分：鎳系統(tǒng)和綜合系統(tǒng)。其中含氰廢水、含鉻廢水和綜合廢水重金屬及氰化物處理至綜合系統(tǒng)設計要求后統(tǒng)一進入綜合系統(tǒng)，含鎳廢水重金屬及氰化物處理達鎳系統(tǒng)設計要求后統(tǒng)一進入鎳系統(tǒng)，鎳系統(tǒng)和綜合系統(tǒng)設計詳細要求見表1，最終排放水中Cu、Cr和Ni含量根據(jù)DB31/199—2022的A級標準實施。

1.2改造工藝流程

含氰廢水、含鉻廢水和綜合水處理達到綜合系統(tǒng)進水要求后，排入綜合系統(tǒng)廢水收集池，調(diào)整pH后通過提升泵打入綜合系統(tǒng)。含鎳廢水處理達到鎳系統(tǒng)進水要求后，排入鎳系統(tǒng)廢水收集池，調(diào)整pH后通過提升泵打入鎳系統(tǒng)。詳細工藝流程見圖1。

1.3設計參數(shù)

鎳系統(tǒng)和綜合系統(tǒng)均采納相同工藝，所以兩系統(tǒng)僅存在負荷上的差異，綜合系統(tǒng)設計負荷為15m3/h，鎳系統(tǒng)設計負荷為5m3/h。

缺氧池尺寸為8.0mx4.5mx6.0m，好氧池尺寸為5.0mx4.0mx6.0m，綜合二沉池尺寸5.0mx4.0mx6.0m，采納(f500mm的導流筒。池子均為鋼制防腐處理，污泥回流系統(tǒng)采納氣提式污泥回流裝置。

高級氧化工藝詳細分為微電解和Fenton2個部分。微電解設計參數(shù)：加酸池尺寸為1.5mx1.5mx2.5m，鋼制防腐處理，曝氣池采納2個直徑為5m、高度為6m的聚丙烯(PP)材質(zhì)的塑料圓筒，底部設有穿孔曝氣裝置和進水器，在1m高度設有穿孔阻隔板，用來阻擋投加的鐵刨花堵塞曝氣孔和進水孔。Fenton設計參數(shù)：加雙氧水池尺寸為2.5mx2.5mx2.5m，加硫酸亞鐵池、加堿池、加聚丙烯酰胺(PAM)池尺寸均為1.25mx1.25mx2.5m，池子均為鋼制防腐處理。最終沉淀池尺寸為4.0mx4.0mx6.0m的鋼制防腐池，外排加酸池尺寸1.25mx1.25mx2.5m的鋼制防腐池。

2、運行調(diào)試

2.1總Ni去除效果

運行階段鎳系統(tǒng)和綜合系統(tǒng)總Ni去除狀況如圖2所示。

由圖2可知，鎳系統(tǒng)進、出水總Ni的質(zhì)量濃度平均分別為0.33、0.082mg/L，總Ni平均去除率為73.1%，綜合系統(tǒng)平均進、出水總Ni的質(zhì)量濃度平均分別為0.25、0.077mg/L，總Ni平均去除率為66.0%。

2.2COD去除效果

試運行階段鎳系統(tǒng)和綜合系統(tǒng)總COD去除狀況如圖3所示。

由圖3可知，鎳系統(tǒng)進、出水COD平均分別為239.7、42.8mg/L，COD平均去除率為80.9%，綜合系統(tǒng)平均進、出水COD平均分別為243.0、45.9mg/L，COD平均去除率為80.0%。

2.3TN去除效果

試運行階段鎳系統(tǒng)和綜合系統(tǒng)總TN去除狀況如圖4所示。

由圖4可知，鎳系統(tǒng)平均進、出水TN的質(zhì)量濃度平均分別為54.8、17.9mg/L，TN平均去除率為65.0%，綜合系統(tǒng)平均進、出水TN的質(zhì)量濃度平均分別為54.7、23.4mg/L，TN平均去除率為53.7%。

3、結(jié)論

工程中鎳系統(tǒng)和綜合系統(tǒng)采納生化AO+微電解+Fenton工藝深度處理電鍍二級物化處理出水。試運行結(jié)果表明，鎳系統(tǒng)和綜合系統(tǒng)出水中總Ni含量均達到了DB31/199—2022的A級標準。

對比鎳系統(tǒng)和綜合系統(tǒng)COD和TN的去除率發(fā)覺，2種系統(tǒng)的COD的去除率相差不大，但鎳系統(tǒng)中TN去除率要明顯高于綜合系統(tǒng)，才能使出水總Ni的質(zhì)量濃度維持0.1mg/L以下，這可能與鎳系統(tǒng)中存在鋅鎳合金廢水有關。

從試運行階段來看，生化A/O與微電解在COD和TN的去除率貢獻不大，但相比直接采納Fenton處理廢水達到相同效果，生化A/O與微電解可以削減70%80%的H2O2的用量，從而降低了運行成本。

試運行階段，鎳系統(tǒng)、綜合系統(tǒng)中雙氧水(H2O2的質(zhì)量分數(shù)27.5%)用量分別為1、0.6L/t，硫酸亞鐵(質(zhì)量分數(shù)30%)用量分別為8.3、6L/t。

電鍍行業(yè)廢水處理通常采納簡潔的物理化學技術，如化學沉淀、濃縮蒸發(fā)、膜技術和離子交換等。只采納這些技術無法將電鍍廢水中重金屬(尤其是Ni)處理達上海市DB31/199—2022的A級標準。其主要緣由是車間生產(chǎn)過程中使用的絡合劑、穩(wěn)定劑、光亮劑等有機物，廢水中鎳與有機物形成穩(wěn)定的絡合物。即使投加破絡劑或重金屬捕集劑等特效水處理劑，總Ni含量也無法穩(wěn)定達到DB31/199_2022的A級標準。目前對于電鍍廢水中有機物的處理方法主要有吸附法、微電解法、芬頓法、生化法等或組合工藝。

上海金山區(qū)某電鍍廠廢水主要分為含氰廢水、含鉻廢水、含鎳廢水和綜合廢水，原有二級物化處理系統(tǒng)無法將廢水中總Ni處理至到DB31/199—2022的A級標準。通過對二級物化處理系統(tǒng)出水進行分析與中試，發(fā)覺采納生化A/O+微電解+Fenton工藝能穩(wěn)定將含鎳廢水和綜合廢水中總Ni排放達到DB31/199—2022的A級標準。根據(jù)中試工藝進行系統(tǒng)改造，以實現(xiàn)鎳系統(tǒng)和綜合系統(tǒng)出水總Ni含量都穩(wěn)定達到DB31/199—2022的A級標準。

1、工程設計

1.1處理規(guī)模及水質(zhì)

生產(chǎn)車間將含氰廢水、含鉻廢水、含鎳廢水和綜合廢水分開收集并調(diào)整廢水pH至相應要求，然后排放至污水處理車間的單獨調(diào)整池。

原有工藝：含氰廢水采納次氯酸鈉在堿性條件下處理，含鉻廢采納焦亞硫酸鈉在酸性條件下處理，含鎳廢水在除鎳劑在酸性條件下處理;綜合廢水先采納次氯酸鈉破氰，再用除鎳劑去鎳。改造工藝：在原有工藝末端增加生化A/O+微電解+Fenton工藝。

改造后系統(tǒng)分為2部分：鎳系統(tǒng)和綜合系統(tǒng)。其中含氰廢水、含鉻廢水和綜合廢水重金屬及氰化物處理至綜合系統(tǒng)設計要求后統(tǒng)一進入綜合系統(tǒng)，含鎳廢水重金屬及氰化物處理達鎳系統(tǒng)設計要求后統(tǒng)一進入鎳系統(tǒng)，鎳系統(tǒng)和綜合系統(tǒng)設計詳細要求見表1，最終排放水中Cu、Cr和Ni含量根據(jù)DB31/199—2022的A級標準實施。

1.2改造工藝流程

含氰廢水、含鉻廢水和綜合水處理達到綜合系統(tǒng)進水要求后，排入綜合系統(tǒng)廢水收集池，調(diào)整pH后通過提升泵打入綜合系統(tǒng)。含鎳廢水處理達到鎳系統(tǒng)進水要求后，排入鎳系統(tǒng)廢水收集池，調(diào)整pH后通過提升泵打入鎳系統(tǒng)。詳細工藝流程見圖1。

1.3設計參數(shù)

鎳系統(tǒng)和綜合系統(tǒng)均采納相同工藝，所以兩系統(tǒng)僅存在負荷上的差異，綜合系統(tǒng)設計負荷為15m3/h，鎳系統(tǒng)設計負荷為5m3/h。

缺氧池尺寸為8.0mx4.5mx6.0m，好氧池尺寸為5.0mx4.0mx6.0m，綜合二沉池尺寸5.0mx4.0mx6.0m，采納(f500mm的導流筒。池子均為鋼制防腐處理，污泥回流系統(tǒng)采納氣提式污泥回流裝置。

高級氧化工藝詳細分為微電解和Fenton2個部分。微電解設計參數(shù)：加酸池尺寸為1.5mx1.5mx2.5m，鋼制防腐處理，曝氣池采納2個直徑為5m、高度為6m的聚丙烯(PP)材質(zhì)的塑料圓筒，底部設有穿孔曝氣裝置和進水器，在1m高度設有穿孔阻隔板，用來阻擋投加的鐵刨花堵塞曝氣孔和進水孔。Fenton設計參數(shù)：加雙氧水池尺寸為2.5mx2.5mx2.5m，加硫酸亞鐵池、加堿池、加聚丙烯酰胺(PAM)池尺寸均為1.25mx1.25mx2.5m，池子均為鋼制防腐處理。最終沉淀池尺寸為4.0mx4.0mx6.0m的鋼制防腐池，外排加酸池尺寸1.25mx1.25mx2.5m的鋼制防腐池。

2、運行調(diào)試

2.1總Ni去除效果

運行階段鎳系統(tǒng)和綜合系統(tǒng)總Ni去除狀況如圖2所示。

由圖2可知，鎳系統(tǒng)進、出水總Ni的質(zhì)量濃度平均分別為0.33、0.082mg/L，總Ni平均去除率為73.1%，綜合系統(tǒng)平均進、出水總Ni的質(zhì)量濃度平均分別為0.25、0.077mg/L，總Ni平均去除率為66.0%。

2.2COD去除效果

試運行階段鎳系統(tǒng)和綜合系統(tǒng)總COD去除狀況如圖3所示。

由圖3可知，鎳系統(tǒng)進、出水COD平均分別為239.7、42.8mg/L，COD平均去除率為80.9%，綜合系統(tǒng)平均進、出水COD平均分別為243.0、45.9mg/L，COD平均去除率為80.0%。

2.3TN去除效果

試運行階段鎳系統(tǒng)和綜合系統(tǒng)總TN去除狀況如圖4所示。

由圖4可知，鎳系統(tǒng)平均進、出水TN的質(zhì)量濃度平均分別為54.8、17.9mg/L，TN平均去除率為65.0%，綜合系統(tǒng)平均進、出水TN的質(zhì)量濃度平均分別為54.7、23.4mg/L，TN平均去除率為53.7%。

3、結(jié)論

工程中鎳系統(tǒng)和綜合系統(tǒng)采納生化AO+微電解+Fenton工藝深度處理電鍍二級物化處理出水。試運行結(jié)果表明，鎳系統(tǒng)和綜合系統(tǒng)出水中總Ni含量均達到了DB31/199—2022的A級標準。

對比鎳系統(tǒng)和綜合系統(tǒng)COD和TN的去除率發(fā)覺，2種系統(tǒng)的COD的去除率相差不大，但鎳系統(tǒng)中TN去除率要明顯高于綜合系統(tǒng)，才能使出水總Ni的質(zhì)量濃度維持0