隨著金屬制造、電鍍、制革、造紙、醫(yī)藥等工業(yè)的發(fā)展，越來(lái)越多的含重金屬?gòu)U水直接或間接排放到水環(huán)境中。工業(yè)廢水中有毒重金屬主要包括銅、鋅、鎳、汞、鎘、鉛、鉻等。與有機(jī)污染物不同的是，重金屬不會(huì)衰減、不能被生物降解，水體一旦被重金屬污染，很難被修復(fù)。因此，需采取有效的方法對(duì)重金屬?gòu)U水進(jìn)行治理，減輕其對(duì)環(huán)境的危害。
嘉興某拉鏈生產(chǎn)企業(yè)建有年產(chǎn)金屬拉鏈2000萬(wàn)條、尼龍拉鏈4800萬(wàn)條、塑鋼拉鏈1000萬(wàn)條的生產(chǎn)線，具有覆蓋沿海東部經(jīng)濟(jì)圈、輻射全球的生產(chǎn)營(yíng)銷體系。該公司在除油、清洗、固色等生產(chǎn)工序中產(chǎn)生含有較高濃度銅、鋅、鉻等重金屬以及磷酸鹽的生產(chǎn)廢水。根據(jù)“三同時(shí)”的原則，該公司建設(shè)了廢水處理設(shè)施，處理出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)及《工業(yè)企業(yè)廢水氮、磷污染物間接排放限值》(DB33／887-2013)要求，實(shí)現(xiàn)了納管達(dá)標(biāo)排放.
1、設(shè)計(jì)水質(zhì)、水量
1.1 廢水水量
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研及取樣分析，該企業(yè)所排放的生產(chǎn)廢水主要包括固色工序產(chǎn)生的含鉻廢水，以及除油、清洗等工序產(chǎn)生的酸洗、磷化廢液和清洗廢水等。廢水總量為100m3／d，其中包括含鉻廢水約2m3／d。廢水處理設(shè)施設(shè)計(jì)運(yùn)行20h／d，設(shè)計(jì)處理水量為5m3／h。
1.2 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)
根據(jù)取樣分析結(jié)果，并類比同類型企業(yè)項(xiàng)目的廢水水質(zhì)情況，確定該企業(yè)的設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)。廢水呈酸性且pH值有所波動(dòng)，主要污染指標(biāo)包括總磷、總銅、總鋅、總鉻和六價(jià)鉻等，不含鎳、汞、鎘和鉛等污染物。根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)局要求，廢水經(jīng)處理后需達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其中氨氮、總磷參照?qǐng)?zhí)行《工業(yè)企業(yè)廢水氮、磷污染物問(wèn)接排放限值》(DB33／887-2013)要求。
設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)如表1所示。
2、處理工藝設(shè)計(jì)
2.1 設(shè)計(jì)思路
①企業(yè)生產(chǎn)廢水排放不均勻，且存在酸堿性不穩(wěn)定的問(wèn)題，因此需要設(shè)置一座調(diào)節(jié)池，對(duì)水量和水質(zhì)進(jìn)行均質(zhì)平衡，以利于穩(wěn)定處理。由于生產(chǎn)工藝中含除油工序，需在調(diào)節(jié)池前設(shè)置隔油池，以利于后續(xù)工藝處理。
②含鉻廢水需單獨(dú)收集，采用還原方法將Cr6+還原成cr3+再中和沉淀去除，將總鉻、六價(jià)鉻處理到車間排放口標(biāo)準(zhǔn)后再與其他廢水混合處理。
③廢水中含銅、鋅和磷較高，需采用物化處理才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。廢水pH值較低，需配套酸堿中和處理。中和藥劑選擇石灰乳，可在調(diào)節(jié)pH的同時(shí)使Ca2+與磷酸鹽反應(yīng)形成磷酸鈣沉淀而去除總磷。
④企業(yè)生產(chǎn)原料包括次亞磷酸鈉，生產(chǎn)廢水中含有次磷酸根，與石灰乳形成的次亞磷酸鈣屬于溶于水的物質(zhì)，不會(huì)形成沉淀，因此需要另外投加氧化劑(NaClO)，將次磷酸根氧化，以形成磷酸鈣沉淀。
⑤廢水處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥屬于危險(xiǎn)固廢，可采用隔膜式壓濾機(jī)進(jìn)行脫水處理，使污泥含水率降至60％以下，以減少危廢的產(chǎn)生量。
⑥需設(shè)置一定容積的事故池，以應(yīng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程或廢水處理過(guò)程中的突發(fā)事件。
⑦設(shè)計(jì)中考慮采用容積較大的保障池，在水質(zhì)檢測(cè)合格后方可達(dá)標(biāo)排放，若檢測(cè)不合格可返回調(diào)節(jié)池或者事故池重新處理。
2.2 工藝流程
①含鉻廢水單獨(dú)收集，并通過(guò)泵將廢水從集水池內(nèi)提升進(jìn)入還原反應(yīng)槽，調(diào)節(jié)pH值，在酸性條件下向廢水中加入還原劑(焦亞硫酸鈉)，將Cr6+還原成Cr3+；加人中和藥劑及PAM，廢水中的Cr3+形成Cr(OH)3沉淀。經(jīng)固液分離后，上清液排入綜合調(diào)節(jié)池與其他廢水一并處理；沉淀污泥排人污泥濃縮池�？紤]到含鉻廢水水量較小，設(shè)置一個(gè)序批式反應(yīng)桶，其反應(yīng)、沉淀過(guò)程均在此桶內(nèi)進(jìn)行，每天處理一次。
②其他生產(chǎn)廢水流經(jīng)格柵攔污后自流進(jìn)入調(diào)節(jié)池，與預(yù)處理后的含鉻廢水一并處理。調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)水泵，利用回流均化水質(zhì)、水量。
③均化好的綜合廢水經(jīng)泵提升至反應(yīng)池1，反應(yīng)池內(nèi)設(shè)機(jī)械攪拌，并分別投加石灰乳，調(diào)節(jié)pH值至8～9，再投加PAC、PAM進(jìn)行絮凝反應(yīng)，然后通過(guò)沉淀池1進(jìn)行泥水分離。石灰乳投加泵與pH計(jì)設(shè)置在線連鎖控制，自動(dòng)投加。
④為確�；炷恋硇Ч�，廢水再通過(guò)二級(jí)混凝反應(yīng)沉淀池，先投加NaClO將次磷酸鈣氧化成磷酸鈣沉淀，進(jìn)一步通過(guò)投加混凝藥劑去除廢水中的重金屬、TP等污染物。為確保重金屬去除效果，設(shè)置重金屬捕捉劑備用投加系統(tǒng)。
⑤混凝沉淀出水設(shè)pH值調(diào)整池，當(dāng)pH值>9時(shí)，投加少量酸調(diào)整pH值至6～9。
⑥在排放口前設(shè)置保障池(觀測(cè)池)，在檢測(cè)合格后方可達(dá)標(biāo)排放，若檢測(cè)不合格可返回調(diào)節(jié)池或者事故池重新處理。
⑦沉淀池的污泥排放至污泥濃縮池，再經(jīng)高壓隔膜板框壓濾機(jī)將污泥壓濾至含水率<60％。由于污泥中含有銅、鋅、鉻等重金屬，需按照危廢處置規(guī)范進(jìn)行處置，并按要求設(shè)置相應(yīng)的暫存間。
廢水及污泥處理工藝流程如圖1所示。
3、主要構(gòu)筑物及設(shè)備
①含鉻廢水收集池。有效容積2m3的塑料桶2個(gè)，用于儲(chǔ)存含鉻廢水。
②含鉻廢水反應(yīng)沉淀池。有效容積為3m3。的塑料桶1個(gè)，配備攪拌機(jī)1臺(tái)。
③事故池。地下式鋼混結(jié)構(gòu)，1座，尺寸為4.0m×3.5m×2.2m，用于儲(chǔ)存事故廢水。配備提升泵1臺(tái)，流量為5m3／h，揚(yáng)程為150kPa，功率為1.1kW。
④調(diào)節(jié)池。采用V=20m3的塑料桶3個(gè)，有效容積共60m3，停留時(shí)間為14h。配備提升泵2臺(tái)，流量為5m3／h，揚(yáng)程為150kPa，功率為1.1kW；浮球液位計(jì)1套；電磁流量計(jì)1臺(tái)。
⑤反應(yīng)池1。鋼防腐結(jié)構(gòu)，1座，尺寸為3.0m×1.0m×2.0m，反應(yīng)時(shí)間為1h。配備攪拌機(jī)3臺(tái)，不銹鋼材質(zhì)，功率為0.75kW；在線pH計(jì)1臺(tái)。
⑥沉淀池1。鋼防腐結(jié)構(gòu)，1座，尺寸為3.0m×3.0m×3.5m，表面負(fù)荷為0.55m3／(m2•h)。池內(nèi)設(shè)PP斜板9m2；配備排泥泵2臺(tái)，流量為10m3／h，揚(yáng)程為100kPa，功率為1.1kW。
⑦反應(yīng)池2。鋼防腐結(jié)構(gòu)，1座，尺寸為3.0m×1.0m×2.0m，反應(yīng)時(shí)間1h。配備攪拌機(jī)3臺(tái)，不銹鋼材質(zhì)，功率為0.75kW；在線pH計(jì)1臺(tái)。
⑧沉淀池2。鋼防腐結(jié)構(gòu)，1座，尺寸為3.0m×3.0m×3.5m，表面負(fù)荷為0.55m3／(m2•h)。池內(nèi)設(shè)PP斜板9m2；配備排泥泵2臺(tái)，流量為10m3／h，揚(yáng)程為100kPa，功率為1.1kW。
⑨pH調(diào)整池及觀測(cè)池。鋼防腐結(jié)構(gòu)。1座，尺寸為3.0m×4.0m×3.0m，有效容積為30m3。配備在線pH計(jì)1臺(tái)。
⑩標(biāo)準(zhǔn)排放口。鋼防腐結(jié)構(gòu)，1座，尺寸為1.0m×0.5m×0.5m。配備電磁流量計(jì)1臺(tái)。
⑪污泥濃縮池。鋼防腐結(jié)構(gòu)，1座，尺寸為3.0m×3.0m×3.0m。配備污泥提升泵2臺(tái)，流量為5m3／h，揚(yáng)程為600kPa，功率為3kW；隔膜板框壓濾機(jī)1臺(tái)，過(guò)濾面積為30m2，壓力為0.6MPa，功率為2.2kW。
⑫其他設(shè)備。V=1.5m3的溶加藥裝置5套，帶加藥泵、攪拌機(jī)，分別用于投加石灰乳、PAC、PAM、稀硫酸及次氯酸鈉；V=50L的溶加藥裝置1套，帶攪拌機(jī)，用于投加焦亞硫酸鈉。
4、工程調(diào)試
與運(yùn)行該工程于2015年5月建成，經(jīng)過(guò)3個(gè)月的調(diào)試運(yùn)行，處理效果穩(wěn)定，對(duì)總磷、總銅、總鋅、總鉻、六價(jià)鉻等主要污染物的去除效果明顯，各項(xiàng)出水指標(biāo)均達(dá)到了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及《工業(yè)企業(yè)廢水氮、磷污染物間接排放限值》(DB33／887-2013)要求，通過(guò)了當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門驗(yàn)收。
驗(yàn)收監(jiān)測(cè)結(jié)果如表2所示。
5、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)
該工程廢水處理規(guī)模為100m3／d�？偼顿Y約92.2萬(wàn)元，包括土建費(fèi)用5萬(wàn)元，設(shè)備及安裝費(fèi)用87.2萬(wàn)元。廢水處理運(yùn)行成本約為4.14元/m3，包括人工費(fèi)、藥劑費(fèi)、電費(fèi)等，具體見表3。
6、結(jié)語(yǔ)
采用還原反應(yīng)+中和沉淀法預(yù)處理拉鏈生產(chǎn)企業(yè)含鉻廢水，采用兩級(jí)混凝沉淀工藝處理含磷及銅、鋅重金屬的綜合廢水，取得了較好的處理效果。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果顯示，處理出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以及《工業(yè)企業(yè)廢水氮、磷污染物間接排放限值》(DB33／887-2013)要求。廢水處理規(guī)模為100m3／d，總投資為92.2萬(wàn)元，運(yùn)行費(fèi)用約4.14元／m3。（來(lái)源：浙江省環(huán)境保護(hù)科學(xué)設(shè)計(jì)研究院）
