電鍍廢水處理工程案例分析

 [內容摘要]“超濾+反滲透”膜法水處理電鍍中水既可達到最新電鍍廢水排放標準，又可實現中水回用，節約了水資源。超濾取代傳統的反滲透系統的預處理，具有更高的過濾精度，保證了反滲透系統的進水水質同時延長反滲透的使用壽命。

    [關鍵詞]中水回用；超濾；反滲透

    前言

    目前電鍍廢水的處理方法一般采用物化法之分流—綜合兩段處理。前段處理多分三支水：鉻水、氰水和綜合水（銅鎳鋅水）。鉻水用還原劑使之變價還原，氰水用兩級氧化破氰，銅鎳鋅水直接與前兩股水匯合而成為綜合水。后段處理綜合水，基本上是用堿（燒堿或石灰）、聚合氯化鋁（PAC）和有機絮凝劑（PAM）使重金屬絮凝沉淀。隨著國家標準《電鍍污染物排放標準》（GB21900-2008）于2008年8月1日實施且所有的電鍍企業將于2010年7月1日執行《電鍍污染物排放標準》中的更為嚴格的標準，電鍍廢水處理經過傳統的方法處理很難達到新的排放標準，對電鍍廢水進行深度處理或者尋求新的處理工藝已經成為各電鍍廠家必須面對的難題。超濾+反滲透膜法處理電鍍中水，既可達到排放標準又可以實現中水回用。

    工程案例超濾技術分析

    1、工程概況

    中山某電子產生電鍍廢水，設計超濾系統的產水量50T/H,產水水質達到SDI≤5，濁度<0.2NTU。

    該電鍍廢水處理工程由東莞某水處理設備有限公司承建，采用UF+RO膜法對電鍍中水進行處理。

    該工藝流程核心是反滲透（RO）處理單元，該單元的處理原理是在壓力的驅動下，使廢水中的水從反滲透膜中透過成為可回用的水，而不能透過的鹽分及少量的有機物將保留在濃縮液中。為減輕反滲透單元的處理壓力，在反滲透處理前增加了超濾單元，超濾能截留0.002～0.1微米的顆粒和雜質，有效阻擋住膠體、蛋白質、微生物和大分子有機物。為了避免廢水中所含的雜質污染超濾膜元件，影響系統的穩定運行和膜元件的使用壽命，必須對進水進行有效的預處理。因此，處理系統增加了疊片過濾器、石英砂過濾器、袋式過濾器等預處理單元，并適當投加了阻垢劑、消毒劑、除氯劑。

圖1電鍍廢水處理工藝流程圖

    3、超濾系統設計參數

    （1）超濾進水水質

    經過破氰和沉淀的原水水質為pH:5.95-6.81;濁度:10NTU;SS:40mg/l，該水質超過超濾系統的進水水質標準，必須經過預處理，使SS值降至30mg/L以下的水平；另外，進水中會殘留有少量的膠體顆粒，這些膠體會對超濾膜和RO膜造成嚴重的堵塞，因此必須通過預處理將這些膠體去除；此外，由于廢水處理中加入了酸、堿、鹽等化學藥劑，因此，回用進水中所含的金屬離子較多，電導率也會較高，若所加的是石灰或鈣鹽，則回用處理過程中會產生嚴重的結垢現象。針對以上進水水質的特點，超濾系統和反滲透系統必須采取有效的預處理措施，才能保證取得良好的處理效果，并能長期穩定運行。

    （2）超濾預處理

    疊片過濾器是通過一系列刻有大量一定微米尺寸溝槽的疊片在彈簧和流體壓力的作用下被壓緊，從而形成獨特的深層過濾，能有效截留前級截留不了的細顆粒懸浮物。砂濾器的過濾介質為粒徑0.5～0.8mm的石英砂，能去除粒徑為100μm以上的顆粒，使濁度達到1左右。袋式過濾器可以過濾去除廢水中的一些細小顆粒物，以防止這些顆粒物在泵的加速作用下擊穿膜元件，造成過濾時膜組件的泄漏。具有結構合理、密封性好、流通能力強、操作簡便等諸多優點。

圖2疊片過濾器

點擊此處查看全部新聞圖片

表1 超濾膜技術參數

    針對電鍍廢水的特點，本系統設計采用AQU-200-H-100K型號超濾膜作為本分離系統的核心處理部件，AQU-200-H-100K超濾膜采用材質為改性PVC的中空纖維，其表面活化層致密，支撐層為雙排脂狀結構，拉伸強度高、跨膜壓差小、反洗效果好、抗污染、使用壽命長，對膠體、懸浮顆粒、色度、濁度、細菌、大分子有機物具有良好的去除能力。在設計上，根據產水流量、回收率以及產水水質，確定系統串聯元件數、段數及級數。為保證產水水質以及延長膜元件的使用壽命，設計過水通量比膜元件的額定過水通量要低20%～30%。因此，雖然首次的投資會稍高，但卻能保證膜處理系統長期穩定的運行，并降低運行費用。本工程實例中，單支超濾膜產水量為1.53T/H,共需要36支AQU200-H-100K超濾膜。為保證超濾系統的布水均勻，長期穩定運行及降低超濾清洗和反洗設備的投入，設計2套超濾系統，每套超濾系統18支超濾膜，背靠背安裝在機架上。

圖3超濾膜組件

   （4）超濾反洗和清洗設計

    超濾膜在使用的過程中，受到外界環境中物質的污染，導致膜組件產水通量的下降和膜孔的堵塞。為了保障超濾系統的長期穩定運行，需配置反洗裝置和化學清洗裝置來去除污染物，消除污染物對膜組件的影響。

表2反洗和清洗設計參數

    采用頻繁的反洗方式，單獨設置反洗水泵，反洗水泵參數按以下選取：

    a.流量：膜元件反洗通量按200L/（m2·h），折合成膜組件流量在單套裝置組件數量即可獲得。

    b.揚程：考慮管路損失，在滿足流量要求下，一般控制反洗揚程25m水柱。

    c.泵材質：過流部分不銹鋼。

    綜上所敘反洗泵流量為92m3/h，揚程25m水柱。

    超濾化學清洗時調節并穩定壓力至0.1MPa，進行循環酸洗20-30分鐘，清洗通量為為100L/（m2·h），折合成單套膜組件流量，則清洗泵流量為46m3/h，揚程20m水柱。

    4、超濾運行狀況管理及評價

    整個超濾膜處理系統的控制參數主要有：溫度、濁度、pH、壓力、流量等。特別是進出水壓力、流量這兩個參數能及時反映膜元件的處理狀況，可判別是否有故障問題，從而及時采取措施解決。一般來說，膜處理系統在穩定運行一段時間后出現產水量下降、壓降增加的現象，造成以上現象的原因主要有污堵、氧化破壞、泄漏等，可采取清洗、消毒、維修、更換超濾膜件等措施解決。平時做好日常的運行記錄，掌握膜處理系統運行的規律，將系統調整在最佳的運行狀態，并能及時采取預防性的維護，防止發生重大問題而影響生產。

圖4超濾系統

    采用超濾作為反滲透系統的預處理，UF+RO膜處理系統至今一直保持穩定運行，效果良好。超濾系統運行狀況如下：

    a、產水SDI絕大部分時間在2.5以下，濁度在0.2NTU以下；

    b、在兩個多月的時間里，在沒有進行化學清洗的情況下（系統按照程序進行自動水反洗和氣反洗），超濾跨膜壓差保持穩定，表明膜工況良好。

    5、結論

    在本工程案例中，AQUCELL超濾膜有效去除原水中的各種細菌、微生物以及一些大分子的有機物和水中所有不溶解性的膠體等，使處理出水濁度≤0.2NTU、SDI≤3，有效的延長了后續反滲透膜的使用壽命，減少反滲透膜清洗周期，減少反滲透膜阻垢劑、殺菌劑等的用量，降低反滲透系統運行成本，提高反滲透膜的出水通量。超濾膜用于反滲透預處理與常規預處理工藝相比，超濾具有模塊化設計的特點，方便和后續工程的對接，有效的避免了前期設備和后期工程不兼容的缺點。超濾系統還具有占地面積小，運行自動化程度高，操作方便等優點。

    超濾+反滲透膜技術在電鍍行業廢水回用處理上逐漸得到廣泛的應用，并取得了實踐成果，是電鍍企業實現電鍍廢水循環利用、清潔生產的有效手段，具有廣闊的發展前景。