随着电镀行业的不断发展，电镀产品更加趋于多样化，与此同时，生成过程产生的废水成分变得更加复杂，出水COD很难达到排放标准，水质波动成为出水水质达标的制约性因素。山东某电镀厂废水量约200m³/d，其中含镍废水约占10%～15%，含铬废水约占30%～35%，综合废水约占50%～60%，原处理工艺为电解生化法，后期运行中发现出水COD不满足排放标准，可生化性也逐渐变差。针对上述问题，电镀厂于2015年对原工艺进行改造，在生化单元沉淀池后新增陶瓷膜和反渗透工艺，进一步提升了原有工艺的抗冲击负荷能力与出水水质，以实现废水稳定达标回用。

1 电镀废水处理厂原有工艺

1.1 原处理工艺

电镀废水主要由含铬废水、含镍废水及综合废水三部分组成，三种废水分别经三座微电解池进行电解，电解后经管道汇至既有清水池调节水量及水质，出水经污水泵提至水解酸化池，再依次通过好氧池、沉淀池等工艺进行处理，出水回用或排放。各工艺产生的污泥进入污泥浓缩池，浓缩池上清液回流至综合废水单元进行再处理。

1.2 原工艺运行参数

1.2.1 微电解系统

电镀废水有机污染物结构稳定，可生化性差。微电解基于电化学、氧化还原反应、物理吸附及絮凝沉淀的共同作用，可有效去除重金属、COD，降低色度、提高可生化性。

微电解系统由三座填料罐及其配套设备组成，填料罐由原有池体分三格改造而成，地下式，每座填料罐平面尺寸为3.2m×1.2m，深为8m，废水经收集后分质由进水管进入电解池，有效水深为7m，进水管距池底0.5m，水力停留时间为1h。填料罐内置填料支撑设备，支撑板距池底1.5m，支撑板上填有3m的新型铁碳微电解填料。

配套设备由三套自动加酸装置和曝气设备组成，在增强导电性的同时减少了膜表面沉积钝化，曝气盘布置在支撑板下0.3m，曝气采用鼓风机，1用1备，鼓风机风量为4.45m³/min，风压为95kPa，功率为11kW。

1.2.2 水解酸化池

三座微电解池出水经汇集进入水解酸化池，水解酸化池与好氧池沉淀池合建，半地下式，平面尺寸微10m×6m，深为6m，有效容积为360m³，有效水深为5.4m，水力停留时间为1.5h。

配套设备有组合填料、填料支架和曝气设备，组合填料体积为198m³；曝气设备采用鼓风机，1用1备，风量为1.79m³/min，风压为58.8kPa，功率为4kW。

1.2.3 好氧池、沉淀池

好氧池采用活性污泥法，平面尺寸为8m×6m，深为6m，有效容积为190m³，有效水深为5.2m，水力停留时间为1.5h。设置鼓风机2台（1用1备），风量为3.92m³/min，风压为58.8kPa，功率为7.5kW。

沉淀池采用斜管沉淀，斜管面积为9㎡，尺寸为3m×3m×6m，建于曝气池一角，通过两条溢流堰进水，溢流堰的长度均为3m，出水进入回用水池。

1.3 污水厂原有工艺处理效果

污水厂原工艺出水水质执行《城市污水回用设计规范》（CECE 61:94）中冷却水回用标准。

经检测，微电解工艺对重金属的去除效果都非常好，其中Cr⁶⁺和Ni²⁺出水分别低至0.01mg/L和0.12mg/L；Fe和Mn出水分别达到0.33mg/L和0.12mg/L，生化出水分别为0.28mg/L和0.08mg/L，满足设计标准。

电解和生化组合工艺对废水中色度及浊度去除效果较好，电解工艺有效地提高了原水的可生化性，生化工段COD去除率达70.4%，生化出水中除COD及TDS外，其他指标均满足再生水回用作冷却水的水质标准。

2 污水厂改造工艺

针对废水中难降解有机物及总含盐量过高的情形，考虑用地需求，提出了陶瓷膜-反渗透-MVR蒸发器组合工艺改造方案。

2.1 污水厂新增工艺流程

提标改造工艺将原工艺中的回用水池用作陶瓷膜池进行后续处理，在陶瓷膜及反渗透工艺中间设除油过滤器和保安过滤器，保证反渗透工艺正常运行及出水水质，一级反渗透及二级反渗透工艺出水排至新建产品水池，用作循环冷却水或浇洒道路及绿化用水。

采用高效蒸发器对二级反渗透浓水进行蒸发，实现污水处理的零排放。

2.2 主要工艺设计参数

2.2.1 陶瓷膜装置

废水经前期工艺处理后进入陶瓷膜吸水池，陶瓷膜池尺寸为6.6m×6m×3.5m，内置平板陶瓷膜组件，膜面积为100㎡，膜孔径为100nm。每天处理水量约140m³，过滤后出水进入陶瓷膜1#出水水池；陶瓷膜定期进行反洗，反洗周期约为24h，每次冲洗时间为2min，反冲洗污染物经沉淀富集由排污泵排至污泥池。

2.2.2 一级反渗透系统

陶瓷膜产水池经RO进水泵进入除油过滤器，过滤器采用配套式DN800玻璃钢过滤器，内置核桃壳滤料，滤后水通过保安过滤器进入一级反渗透系统，保安过滤器正常出水约5m³/h，滤芯过滤精度为5μm。一级反渗透装置采用8040型PROC系列反渗透膜，单支膜面积为37㎡，反渗透处理水量为5m³/h，产水量为3.75m³/h；反冲洗周期约为4h，产水进入产品水池，滤后浓水进入浓水箱。

2.2.3 二级反渗透系统

二级反渗透对一级反渗透滤后浓水进一步过滤，滤后清水进入产品水池，浓水进高效蒸发器进行蒸发。二级反渗透装置采用4040型反渗透膜，处理水量约为1.55m³/h，产水量为0.95m³/h，反冲洗周期为4h。

2.3 改造后主要工艺运行效果

稳定运行一段时间后，对陶瓷膜及反渗透工艺出水水质进行监测分析，检测结果如下表所示：

检测结果显示：陶瓷膜出水COD≤75mg/L，基本满足冷却回用水标准，陶瓷膜对浊度的去除效果较好，去除率达85%以上，可有效提高反渗透膜的进水水质，对减缓反渗透膜污染起到关键作用；反渗透对TDS处理效果显著，去除率为96.0%，出水浓度为136mg/L；整个工艺出水色度、浊度以及BOD₅基本为零，出水各检测指标均满足冷却回用水标准。

2.3.1 陶瓷膜运行效果

利用孔径为100nm的平板陶瓷膜处理电镀废水，对进出水进行48h的实时监测，分析其起始时间到反冲洗刚结束时刻的产水流量、产水压力随时间的变化规律。产水流量极值出现在运行一开始，达到了3.68m³/h，运行48h之后，产水流量降低为3.1m³/h。在运行过程中，陶瓷膜产水流量整体呈下降趋势，产水压力呈上升趋势，在运行24h后，陶瓷膜进行反冲洗，反冲洗后通量基本恢复。

平板陶瓷膜进水COD为160mg/L左右，出水在70mg/L左右，去除率稳定在60%以上，且在运行过程中，去除率变化不大，说明陶瓷膜对COD的去除作用比较明显且稳定，即陶瓷膜在截留有机物质方面效果较好，出水COD也已满足电镀循环冷却水回用标准。

2.3.2 反渗透运行效果

对反渗透工艺连续进行12h监测，分析过膜压差、产水率及TDS去除率随时间的变化。过膜压差随时间呈上升趋势，产水率随时间呈下降趋势，且过膜压差与产水率呈相关关系。随着运行时间的延长，产水率逐渐减小，低至73%，此时需要进行反冲洗。在实际工程中，建议在运行4h后，对反渗透膜进行反冲洗，反冲洗后膜压差基本恢复，产水率稳定在75%以上。

反渗透对TDC的去除率较高且比较稳定，当进水中TDS为3400mg/L左右时，出水TDS均降至180mg/L以下，去除率稳定在94%以上。说明反渗透工艺是去除TDS的关键。

3 结论

提标改造工程增加了陶瓷膜-反渗透深度处理工艺，出水COD和TDS分别达到8.5mg/L和136mg/L，满足冷却水回用标准。改造工艺中陶瓷膜对浊度的去除效果非常显著，出水浊度降至0.3NTU；反渗透对COD和TDS的去除率都非常高，去除率分别达到87.9%和96.0%；反渗透浓水经高效蒸发器蒸发，基本实现零排放。此提标改造工艺对电镀污废水的深度处理和零排放具有实际指导意义，同时，促进了陶瓷膜、反渗透膜及高效蒸发器的推广应用。