膜法在電鍍工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用

龐流

(惠州大亞灣惠綠環(huán)保服務(wù)有限公司，廣東 惠州 516000)

電鍍是利用化學(xué)方法在金屬或其它材料表面鍍上各種金屬，是關(guān)乎國計民生的行業(yè)，同時，電鍍行業(yè)也是高污染行業(yè)。電鍍廢水的成分非常復(fù)雜，含有大量的鋅、鎳、鉻等重金屬離子及有機光亮劑等。傳統(tǒng)的電鍍廢水處理工藝重金屬未經(jīng)深度處理便排放到水體中，極易對生物造成危害目前，應(yīng)用較先進的膜法工藝可以較好的應(yīng)用在電鍍廢水處理中，實現(xiàn)電鍍廢水中重金屬的深度處理及回收利用。本文將根據(jù)某電鍍企業(yè)廢水回收處理的工程實例，論述采用膜法工藝實現(xiàn)電鍍廢水回用的處理方法。

1 設(shè)計概要

1.1 水質(zhì)水量

設(shè)計水量、水質(zhì)要求見表1。

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3種漂洗水，水質(zhì)都比較濃，鋅槽1漂洗水含鎳，鋅槽2漂洗水無鎳。

1.2 工藝流程

3種漂洗廢水分別采用3套工藝系統(tǒng)處理，所用的廢水處理設(shè)備為一致。每套處理系統(tǒng)均采用3級膜濃縮工藝：一級RO、二級RO、NF。多套系統(tǒng)的最終濃縮液量為2m3/d。淡水去純水制備系統(tǒng)，提高水的回收利用率。單套系統(tǒng)工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程

2 系統(tǒng)配置

根據(jù)原水水質(zhì)，廢水中含有大量懸浮物、明膠等雜質(zhì)，通過多介質(zhì)過濾器和超濾預(yù)處理去除水中的雜質(zhì)，出水濁度和SDI達到反滲透進水要求。一級反滲透淡水去純水制備系統(tǒng)，濃水進入二級反滲透系統(tǒng)，二級反滲透淡水回原水收集池，濃水進入三級納濾系統(tǒng)，納濾淡水回二級反滲透原水箱，濃水循環(huán)達到要求濃度后返回電鍍槽回用。

2.1 單套系統(tǒng)主要設(shè)備部件

(1)雙層濾料過濾器

Φ1800多介質(zhì)過濾器兩臺（一用一備），濾料為Φ0.8～1.6無煙煤和Φ0.5～1石英砂，無煙煤高度400mm，石英砂高度800mm。主要作用是去除水中的大顆粒雜質(zhì)、懸浮物、部分膠體及有機物等。單臺處理能力大于20m3/h。

(2)超濾裝置

采用耐污染的聚砜材質(zhì)UF1IA200型中空纖維超濾膜組件10支，主要用于除去水中的有機物、膠體、微生物等。裝置自動運行，運行跨膜壓差0.06～0.1MPa，產(chǎn)水量20m3/h左右，每40min反沖洗1min，反沖洗壓力0.15MPa，反沖洗水量40m3/h。超濾產(chǎn)水濁度小于0.1NTU，SDI小于2，達到反滲透進水要求，保障反滲透正常的清洗周期和使用壽命。

超濾在運行一段時間后需進行化學(xué)清洗，化學(xué)清洗時常用的藥劑為質(zhì)量分數(shù)2%～3%的檸檬酸和2%～3%燒堿，在進行堿性化學(xué)清洗時，應(yīng)先用清水對膜組件和管路沖洗，以防止重金屬離子與堿發(fā)生反應(yīng)在膜表面結(jié)垢。

(3)反滲透裝置

反滲透裝置是本系統(tǒng)中的脫鹽濃縮裝置。系統(tǒng)采用二級反滲透處理，一級反滲透裝置用AG8040F聚酰胺復(fù)合膜元件25支，設(shè)計出力16m3/h，淡水去純水制備系統(tǒng)，濃水進二級反滲透裝置進一步濃縮，濃縮4倍左右；二級反滲透裝置用AG8040F聚酰胺復(fù)合膜元件6支，設(shè)計出力4m3/h，淡水回一級反滲透原水池，濃水去納濾裝置。

(4)納濾裝置

納濾裝置是重金屬的進一步濃縮裝置，通過循環(huán)濃縮，最終將鋅、鉻的質(zhì)量濃度濃縮至3g/L左右，達到重新回用的濃度，濃縮液最終量為2m3/d。裝置采用耐污染NF8040納濾膜元件3支，設(shè)計出力2m3/h。納濾裝置和反滲透裝置共用一套清洗系統(tǒng)，根據(jù)原水水質(zhì)及運行情況，清洗藥劑多采用檸檬酸或鹽酸，每一個月左右清洗一次。

3 運行結(jié)果及問題分析

3.1 運行結(jié)果

整個廢水處理系統(tǒng)采用自動化運行，每個裝置發(fā)揮各自功能，單套系統(tǒng)的膜裝置運行效果見表2。

表2 各種膜處理后水質(zhì)

超濾在運行一段時間后，進行化學(xué)清洗，用清水先將超濾沖洗一遍，然后用質(zhì)量分數(shù)2%～3%的氫氧化鈉進行循環(huán)浸泡清洗2h，清洗后投入運行，超濾的透水量沒有上升，反而下降。停機后再進行酸洗，用質(zhì)量分數(shù)2%的檸檬酸循環(huán)浸泡清洗2h，投入運行后超濾的透水通量得以恢復(fù)。經(jīng)過分析，出現(xiàn)這種問題的原因是超濾在用清水沖洗時未能沖洗干凈，膜內(nèi)殘留的重金屬物質(zhì)與堿發(fā)生反應(yīng)結(jié)垢，導(dǎo)致膜的透水通量降低。采取的措施是在膜（包括超濾、反滲透、納濾）清洗時，先用清水將膜沖洗干凈，先用酸清洗，然后再用堿清洗，這樣就不會產(chǎn)生重金屬結(jié)垢。

4 技術(shù)經(jīng)濟分析

工程投資及技術(shù)經(jīng)濟效果均按單套系統(tǒng)工藝進行分析。

（1）工程投資：整個污水處理工程設(shè)備投資62萬元。

（2）運行費用估算：操作人員3人，工資及福利72000元/a；運行藥劑費5000元/a(PAC、PAM1000元/a，檸檬酸、氫氧化鈉4000元/a)；工程電機總裝機容量40kW，平均運行功率10kW，按電費1.0元/kWh計，則電費為86400元；設(shè)備維修費按2000元/a計，則年總運行費用165400元。廢水處理運行費用為1.15元/m3。

（3）收益分析：一級RO年產(chǎn)淡水138000m3，按自來水價2.5元/m3計，年節(jié)約水費345000元；重金屬回收2160kg/a，折合人民幣約（按鋅10元/kg計），年可回收21600元。

結(jié)語

綜上所述，膜法處理電鍍廢水，具有回收電鍍廢水中的重金屬，提高資源利用率、污水排放量少、設(shè)備自動化程度高，可實現(xiàn)在線監(jiān)控、處理效率高等優(yōu)勢。因此，膜法工藝的應(yīng)用很好的實現(xiàn)了電鍍行業(yè)的清潔生產(chǎn)，符合電鍍行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展要求，值得推廣。

[1]羅偉鋒.電鍍廢水膜法回用后濃水達標處理研究[J].能源環(huán)境保護,2012(01).

[2]高融，顧宏，林振鋒，錢為，熊元，周文娟.全膜法處理回用電鍍清洗廢水[J].工業(yè)水處理,2011（06）.