電鍍廢水膜處理回用技術,電鍍廢水處理工藝流程


摘要:針對電鍍廢水的水質情況,通過介紹膜分離技術在電鍍廢水處理中的工程實例,指出采用膜分離技術處理重金屬電鍍廢水具有巨大的環境效益、經濟效益和社會效益,為今后的可持續性發展帶來更為廣闊的前景。
 
1 前言
電鍍廢水中所含有的酸、堿、重金屬鹽類等隨廢水排出會對自然環境造成嚴重威脅。防止水體污染的最佳途徑是使廢水實現閉路循環,即設計一套電鍍無排水系統。在進行電鍍廢水治理的過程中發現,采用膜分離技術處理電鍍廢水是一中較為經濟實用的回用技術,它不僅可以使廢水回用率達到75%以上,而且使回用水水質達到《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006),從而提高了鍍件的漂洗質量。
2 處理工藝流程
2.1 廢水來源
福建某電鍍有限公司是一家從事衛浴配件表面處理生產加工的企業,其廢水中主要污染物質有:①酸堿廢水-主要產生在塑膠件表面前處理清洗廢水;②含鎳廢水-產生于ABS塑膠件鍍鎳工序跑、冒、滴、漏和膜反沖洗廢水;③含鉻廢水-主要產生于ABS塑膠件粗化漂洗所產生廢水;④含銅廢水-產生于塑膠件鍍焦銅和鍍酸銅工序所產生廢水;⑤其他廢水-電鍍地面沖洗廢水、換槽液、酸霧水洗廢水及膜處理膜件沖洗廢水。
2.2 廢水水質水量
根據電鍍有限公司提供資料,其廢水量我15 t/h,廢水處理設施以每天運行20小時計。
2.3 廢水處理工藝流程
根據該電鍍廢水水質情況,結合該廠廢水的事跡情況及處理要求,設計如圖1所示工藝流程。
 
2.4 廢水工藝流程說明
(1)各工序產生廢水在原水池進行匯合及均量,原水池采用PP材質。其出水由增壓泵增壓輸入后續各級預處理。
(2)由于廢水中含有部分較大的固體顆粒及一些容易沉降的雜質,濁度高,本系統設置多介質過濾器用于截留這部分固體顆粒和雜質,使水的濁度小于5mg/l。
(3) 活性炭過濾中的過濾介質(石英砂、活性炭等)的接觸絮凝作用、吸附和截留作用使得原水中的雜質被吸附、截留。通過活性炭過濾器的過濾,可進一步降低原水的濁度、余氯、有機物等。
(4)袋式過濾器是一種結構新穎、體積小,操作簡便靈活、節能、高效、密閉工作,應用范圍廣泛,適應性強的多用途過濾設備。過濾細度靠濾袋保證,中間不需抽樣復驗,并可隨意移動到任何生產線上進行過濾。
(5)超濾是一種薄膜分離技術。在一定的壓力下,水在膜面上流動,水與溶解鹽和其他電解質能夠滲透超濾膜,而相對分子質量大的顆粒和膠體物質就被超濾膜所阻,從而使水中的部分微粒得到分離的技術。超濾是介于納濾及微濾之間的一種膜分離過程,也是以篩孔分離為機理的,在此用切割分子量在8-10萬的膜以截留大于此分子量的膠體、有機物、色素等。
(6)合格的超濾產水送入PE材質的中間水箱。該水箱設置高低液位控制裝置和空氣呼吸器,能控制泵的聯鎖和防止大氣中塵埃顆粒和細菌進入水箱。該水箱作為循環水箱。
(7)反滲透膜分離推動力是壓力差,而這種壓力是由高壓泵來提供的,因此高壓泵的設置是為了使RO的進水達到一定的壓力,讓RO過程得以進行。即克服滲透壓使水分子透過RO膜到淡水層。
(8)反滲透裝置是該項目脫鹽的心臟部分,經RO處理的水能去除絕大部分無機鹽、有機物、微生物及細菌等。并使料液濃縮一定的比例,設計的合理與否直接關系到該項目的投資費用。整個系統運行經濟合理,使用壽命長,操作可靠簡便。其反滲透純水基本回用到各車間,產生的濃水則全部流入物化池,加入本公司研制的天然礦物質水處理劑后達標排放。
2.5 工藝分析
(1)多介質過濾器中所選的主要濾料是非金屬礦物質沸石,其顯著特點是孔隙度高、比表面積大,離子交換性、吸附性、催化性、耐酸性、耐熱性、耐輻射性等性能優異。
(2)經多介質過濾器過濾的廢水再經活性炭過濾和袋式過濾,進一步去除廢水中雜質及余氯、有機物等,不僅減輕后續的工作負荷,同時也保護了膜件。
  (3)超濾裝置的設置基本去除了有機物及膠體,且其操作簡便、成本低廉、不需添加任何化學藥劑。但是在超濾過程中,由于被截留物質在膜表面的不斷累積,會產生濃差極化現象,使得膜透水量急劇下降,因而必須確定其最佳的工藝和運行條件,最大限度減輕濃差極化的影響,使其成為可靠經濟的反滲透預處理方法,有效防止后續反滲透膜的結垢等現象,保證反滲透的生產效率。
(4)超濾膜元件的化學清洗對于超濾的使用非常重要,提高清洗技術才能保證超濾設備的正常使用。清洗時一般選用酸堿藥劑,根據污染物的主要成分等著手確定合理的清洗工藝,以達到滿意的效果[1]。
  (5)反滲透技術處理廢水效果良好,但其裝置費用較高,隨著膜材料的發展及高效膜的出現,其成本將不斷下降。其用于重金屬廢水回用處理,一次性投資相對于化學法及吸附法要高,但反滲透不需另外加藥,處理后出水不需后續處理就可以直接回用于車間,運行費用較低,節省用水量。
(6)反滲透裝置的主要工況參數為進水的PH、溫度和運行壓力等,運行過程中應根據原水的水質要求,合理選擇反滲透系統的工藝參數,提高出水水質。
(7)反滲透裝置長期運行后,膜表面會逐漸積累各種污染物。這些物質積累在膜表面,引起反滲透裝置性能的下降,因而須對反滲透膜進行定期的清洗和消毒。清洗時,應根據膜的材質和污染物的種類選擇合適的清洗劑,而定期的反沖洗能最大限度的減少膜結垢,保證膜通量及延長膜的使用壽命[2]。
3 處理效果
(1)經過近一個月的調試運營,其反滲透純水水質各項指標達到《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006)中的相關規定,即六價鉻≤0.05 mg/L、總銅≤1.0 mg/L、總鎳≤0.02 mg/L、PH=6-9;其濃水經物化處理后出水水質各項指標均達到《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008)中規定的排放指標,即CODcr≤80mg/L、NH3-N≤15mg/L、SS≤50mg/L、總磷≤1.5 mg/L、PH=6-9、總銅≤0.5 mg/L、六價鉻≤0.2 mg/L、總鎳≤0.5 mg/L。
(2)采用技術先進,運行可靠,操作簡單的工藝,使先進性和可靠性有機結合起來,確保了廢水處理達到處理目標,降低工程投資。
(3)廢水處理設施高效、節能、經濟、耐用,且占地少,有效利用該廠地形地貌及水頭落差以減少工程投資和電能消耗,降低運行費用。
(4)該工藝全套采用自動化控制,大大減少了勞動強度。
4 結語
膜分離技術應用于電鍍廢水的處理,優于傳統處理工藝技術,其不僅可以回用純水而且減少了污染物的排放,甚至實現零排放,減輕了環境污染,改善生態環境。既符合清潔生產的原則,也符合我國可持續發展的戰略要求。隨著我國反滲透技術的不斷優化,其在電鍍廢水中的使用將更有效、更經濟,具有更為廣泛的適用性。

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