宜興一體化皮革制造廢水處理設(shè)施創(chuàng)新為魂

由于線路板廢水回用的特殊性，為防止有機物污染，在原水投加大量的臭氧，造成投資運行成本大幅上升。反滲透膜技術(shù)因其污染速度快而不能單獨適應(yīng)處理這類污水。在眾多已經(jīng)實施的成功案例中，大部分都采用嚴格的預(yù)處理與反滲透膜技術(shù)相結(jié)合。本項目根據(jù)數(shù)月中試結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過對反滲透進行優(yōu)化設(shè)計，可以降低污染速率，保證廢水回用系統(tǒng)反滲透膜的脫鹽率、流量在設(shè)計范圍內(nèi)。

　　1.1 設(shè)計合理的膜通量

　　反滲透水通量設(shè)計過高，反滲透膜負荷過重，發(fā)生污染的可能性會大大增加，造成產(chǎn)水量下降，清洗反滲透膜的頻率增多，維護反滲透膜正常運行的費用增加。而反滲透水通量設(shè)計過低，則導致在進水不變的情況下，膜數(shù)量越多，分配到每只膜的進水減少，相應(yīng)的濃水量降低，較低的反滲透濃水不足以將水中的污染物帶出反滲透膜，從而在反滲透膜濃水側(cè)結(jié)垢，影響反滲透膜的使用壽命。

　　根據(jù)以往工程經(jīng)驗和中試數(shù)據(jù)，在以線路板廢水作為水源時，潛在污染物越高，水通量設(shè)計就越要保守，選擇設(shè)計通量為20L/m2.h時，可降低反滲透膜污染速度，同時又能保證較低的投資成本。

　　1.2 設(shè)計合理的反滲透膜排列方式

　　增加反滲透膜給水側(cè)的切向流速是降低反滲透污染的有效方法之一，在其他條件(產(chǎn)水量、回收率、膜通量)不變的情況下，切向流速的大小取決于排列方式。常規(guī)的水處理系統(tǒng)膜排列結(jié)構(gòu)為多段排列，而在廢水回用時應(yīng)采用濃水循環(huán)單段排列。采取濃水循環(huán)單段排列的方式，其目的是通過增大濃水流量，加大反滲透膜表面的切向流速，減緩污染物富集。采用多段排列設(shè)計時，一段反滲透濃水為二段反滲透進水，在含鹽量增加的同時，進水壓力降低、水量減少，污染的速度將大大加快。

　　采用濃水循環(huán)單段排列設(shè)計，雖然原水與濃水混合后，反滲透進水總含鹽量上升，但由于增大了進水流量，每支反滲透膜的污染和負荷均等，降低系統(tǒng)壓差，增加物理性的沖刷效率，減少反滲透膜的污染和清洗次數(shù)，延長了反滲透膜的使用壽命。

　　1.3 設(shè)計合理的回收率

　　回收率是指產(chǎn)水量和進水流量的比值，是反滲透設(shè)計和運行的重要參數(shù)，回收率的確定與原水水質(zhì)密切相關(guān)。一般盡可能設(shè)計高的回收率，這樣可以降低供給水的量，減少預(yù)處理的成本。但是應(yīng)該以反滲透內(nèi)不會因鹽類等雜質(zhì)的過飽和發(fā)生沉淀為它的極限值，否則會對反滲透有如下影響：

　　(1)在壓力一定時，回收率提高，反滲透膜表面的濃差極化現(xiàn)象也更加嚴重，有效壓力則相對減小，這導致產(chǎn)水量下降，脫鹽率降低。

　　(2)當難溶鹽類在膜元件內(nèi)不斷被濃縮且超過其溶解度極它們就會在反滲透膜表面上發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象。為滿足相關(guān)要求，線路板生產(chǎn)企業(yè)總是期望獲得更多的回收率，但是高回收率卻會導高的運行風險。根據(jù)工程經(jīng)驗，當回收率在60%~70%時，系統(tǒng)更安全。許多線路板廢水回用項目回收率>80%時，污染和清洗頻率大幅增加，反滲透膜使用壽命大幅減少。如果要提高回收率，建議設(shè)計獨立的濃水回收系統(tǒng)，并采取離子交換、頻繁倒極電滲析等工藝與反滲透工藝相結(jié)合。

　　1.4 選擇抗污染能力強的反滲透膜

　　1.4.1 選擇進水流道寬的反滲透膜

　　在眾多抗污染的機理中，反滲透膜元件給水流道的寬度已經(jīng)是的膜元件抗污染性能的最重要指標，也是用戶在選擇產(chǎn)品時需要考慮的重點。進水流道越寬，系統(tǒng)對進水水質(zhì)的要求和預(yù)處理設(shè)備不正常工況的要求相對來說就越寬松。較寬的進水流道，可以更有效地進行膜清洗，即使在高污染條件下，系統(tǒng)仍可維持較低的壓降。但是進水隔網(wǎng)厚度增加時，由于進入膜元件給水的流量不變，導致給水在流道內(nèi)流動的速度降低，加強了膜表面的濃差極化現(xiàn)象，進而使污染物更易在膜表面吸附。因此，進水隔網(wǎng)的厚度存在一個范圍，且隨膜元件不同的應(yīng)用領(lǐng)域而不同，在線路板廢水回用中應(yīng)選用流道寬度為34mil的反滲透膜元件。

　　1.4.2 采用膜表面光滑的反滲透膜

　　美國耶魯大學的研究證明：膜表面越粗糙，膜越容易被污染。原子顯微鏡圖像顯示污染顆粒會先積累附著于粗糙的膜表面的波谷中，導致波谷被堵塞，進而造成嚴重的膜通量下降。

宜興一體化皮革制造廢水處理設(shè)施創(chuàng)新為魂

　選用膜表面光滑的反滲透膜，如陶氏公司的BW30FR系列反滲透膜，能顯著地減少或延緩顆粒及微生物污染的發(fā)生，降低系統(tǒng)運行壓力，延長膜元件的使用壽命。

　焦化廢水一般排放量較大，污染物成分復(fù)雜多變，含有酚類化合物、多環(huán)芳香烴化合物等常規(guī)處理工藝難以降解的有機物。采用生化法處理時，由于焦化廢水中含有有毒物質(zhì)較多，常常會對生化池中的微生物造成威脅，因此出水水質(zhì)很難達標，若將其排放到水環(huán)境中會對水生物造成毀滅性危害。

　　難降解廢水經(jīng)過傳統(tǒng)的Fenton法處理后，人們需要對其pH進行調(diào)節(jié)，之后才能排放。其間會產(chǎn)生大量的含鐵污泥，造成資源浪費，也大大提高了廢水處理成本。磁納米Fenton法是對傳統(tǒng)Fenton法的改進，用磁納米Fe3O4作為二價鐵離子的供體。針對傳統(tǒng)方法處理焦化廢水出水水質(zhì)不達標的現(xiàn)象，楊樂等采用改進后的磁納米Fenton法與傳統(tǒng)的Fenton法處理遼寧省本溪市某鋼鐵廠生化池的廢水，并分析對比了兩種方法去除效果及適用性。

　　試驗結(jié)果表明，采用磁納米Fenton法時，磁納米投加量為0.5g/L，30%的雙氧水投量為1.0mL/L，對廢水經(jīng)過2h處理后，pH值在2.5時對焦化廢水的COD(化學需氧量)、揮發(fā)性酚類有機物的去除效率達到，分別為80%、99%。同時，楊樂等考察了在pH條件下，不同雙氧水投加量對COD和揮發(fā)性酚類有機物去除效果的影響。隨著雙氧水投加量的增加，揮發(fā)性酚類有機物的去除效率逐漸增大并趨于穩(wěn)定，當雙氧水的投加量在1.0mL/L以上時，其去除率高達99%，而COD的去除率隨雙氧水投加量的增加會出現(xiàn)一個極值。不同磁納米催化劑的投加量對COD和揮發(fā)性酚類有機物的去除效果具有相似的規(guī)律性，隨著催化劑的增加，去除效率逐漸趨于穩(wěn)定。與傳統(tǒng)Fenton法相比，磁納米Fenton法具有投藥量少、產(chǎn)生剩余污泥量小、資源可回收的優(yōu)點，顯示出了良好的經(jīng)濟效益。

　　2.2 酒精廢水

　　酒精廢水經(jīng)過常規(guī)的厭氧好氧處理后，COD出水仍然高達6000mg/L，難以達到尾水處理水質(zhì)標準。周小波等采用Fenton氧化法對某酒精廠生化處理后的廢水進行處理。研究結(jié)果表明，pH值越低，COD的去除率越高，當pH值小于3.5時，出水COD值小于550mg/L，COD去除率超過30%。Fenton試劑的投加量對廢水的pH值有一定影響，雙氧水的投加量固定為600mg/L時，pH值隨著鹽投加量的增加而減小，當固定鹽的投加量為350mg/L時，雙氧水的投加量與廢水pH值的變化沒有影響。當鹽的投加量為450mg/L時，雙氧水的投加量為300mg/L時，出水的COD可降至250mg/L。出水色譜質(zhì)譜分析結(jié)果表明，傳統(tǒng)的厭氧好氧生物處理后的酒精廢水以脂肪烴和醇類等大分子有機物為主，所占總化合物質(zhì)量百分比為45%、29%。而Fenton氧化出水后的有機物以醇類、醛類等小分子有機物為主，所占總化合物質(zhì)量百分比為70%、11%。因此，F(xiàn)enton氧化技術(shù)在處理酒精廢水時具有明顯的優(yōu)勢。