全膜法處理電鍍重金屬廢水處理回用
　　
　　1.前言
　　
　　隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展，作為電子業(yè)的基礎(chǔ)之一──電鍍，每年以10%~20%的速度在增長，成為了電子行業(yè)中的重要產(chǎn)業(yè)之一，然而其復雜的制程需要消耗大量的水并產(chǎn)生許多廢棄物[1]。近年來，自來水價格不斷上漲，并且隨著人們環(huán)保意識的提高及環(huán)保法律法規(guī)日益嚴格，用水及環(huán)保問題已成為電鍍企業(yè)經(jīng)營上的一個難題，加上目前認證ISO14000的推出和推廣，電鍍廠必須對環(huán)保方面做出更多貢獻。節(jié)約水資源和廢水處理是電鍍廠環(huán)保的重中之重。為此，電鍍廠一方面必須維持廢水的排放達標；另一方面，又要考慮其水處理成本的節(jié)減及減少原水取用量，強化中水回用。針對目前電鍍廢水處理及中水回用工藝上存在的問題，筆者提出了全膜法處理及回用工藝，實現(xiàn)電鍍重金屬廢水處理及回用的短流程系統(tǒng)，為電鍍行業(yè)節(jié)能減排提供一種新的選擇。
　　
　　本文以深圳某電鍍企業(yè)的綜合廢水和絡(luò)合廢水為處理對象，運用全膜法工藝進行處理，處理后的產(chǎn)水達到回用水水質(zhì)，同時產(chǎn)生的濃水水質(zhì)達到GB21900–2008《電鍍污染物排放標準》的要求。
　　
　　2.廢水的水質(zhì)和水量
　　
　　深圳某電鍍企業(yè)每天排放的污水量為500m3，其中綜合廢水、絡(luò)合廢水和含氰廢水合計排放量為400m3/d，其水質(zhì)及水量如表1所示。
　　
　　3.電鍍廢水處理工藝流程及說明
　　
　　傳統(tǒng)的重金屬廢水處理及回用工藝一般采取離子交換法，化學沉淀+過濾+反滲透，或者化學沉淀+過濾+超濾+反滲透工藝。離子交換法的特點是出水水質(zhì)好，設(shè)備較簡單，操作易于控制，但樹脂易飽和或中毒，再生周期短，運行成本高。化學沉淀法+過濾+反滲透及化學沉淀法+過濾+超濾+反滲透都具有技術(shù)成熟，工藝簡單，運行管理方便，費用低，沉降脫水性能好等優(yōu)點，但是藥劑費用高，含重金屬離子的污泥造成二次污染，處理不*。全膜法工藝簡單、系統(tǒng)穩(wěn)定、占地面積小、自動化程度高、出水水質(zhì)好、回用率高，但缺點是前期投資較大。深圳某電鍍企業(yè)原有一套污水處理系統(tǒng)，污水處理后可達標排放。隨著生產(chǎn)能力的提高和環(huán)保要求的不斷提升，該企業(yè)計劃對原污水處理系統(tǒng)進行升級改造，但由于企業(yè)內(nèi)可供使用的空地缺乏，無法按照傳統(tǒng)工藝進行升級改造，為此選擇了占地面積小的全膜法處理工藝對綜合廢水和絡(luò)合廢水進行處理，原有處理設(shè)施則改造成有機廢水處理系統(tǒng)及濃水處理系統(tǒng)。其工藝流程如圖1所示。
　　
　　含氰廢水先破氰后匯入綜合廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)，綜合廢水和絡(luò)合廢水分別排入各自的調(diào)節(jié)池內(nèi)，通過泵提升到反應(yīng)水箱進行反應(yīng)，同時向反應(yīng)水箱內(nèi)投加NaOH、破絡(luò)劑及混凝劑，然后自流入循環(huán)水箱，并通過pH控制器維持循環(huán)水箱內(nèi)的pH在9.0左右，確保廢水中的重金屬離子全部形成沉淀。然后用循環(huán)水泵將反應(yīng)后的廢水加壓輸送到美國Duraflow公司生產(chǎn)的DF膜裝置內(nèi)進行泥水的分離。DF膜裝置采用錯流過濾方式運行，并通過大錯流來防止污染物在膜表面的積累。經(jīng)DF膜裝置過濾后的產(chǎn)水流入DF產(chǎn)水箱，DF膜裝置的濃水則回流到循環(huán)水箱內(nèi)。循環(huán)水箱內(nèi)污水濃度在循環(huán)的過程中會不斷升高，運行一定時間后通過打開底排閥排放一定的濃縮液，以維持循環(huán)水箱的濃度不至于過高。濃縮液排入污泥池，通過壓濾機壓干后委托有資質(zhì)的單位進行處理。
　　
　　3.1綜合廢水調(diào)節(jié)池
　　
　　綜合廢水按8m3/h的處理能力設(shè)計，調(diào)節(jié)池有效容積76.8m3，水力停留時間（HRT）為9.6h。調(diào)節(jié)池設(shè)置液位控制器，控制綜合廢水提升泵的啟停。
　　
　　3.2絡(luò)合廢水調(diào)節(jié)池
　　
　　絡(luò)合廢水按11m3/h的處理能力設(shè)計，調(diào)節(jié)池有效容積95.7m3，HRT為8.7h。調(diào)節(jié)池同樣設(shè)置了液位控制器，控制絡(luò)合廢水提升泵的啟停。
　　
　　3.3反應(yīng)水箱
　　
　　反應(yīng)水箱分為3個單元：*單元內(nèi)通過在線pH儀表控制氫氧化鈉計量加藥泵，調(diào)節(jié)水箱內(nèi)pH在9.0~10.0范圍內(nèi)；第二單元內(nèi)通過在線ORP（氧化還原電位）儀表控制Na2S加藥計量泵；第三單元投加聚合氯化鋁（PAC）及FeSO4。每個單元的HRT均為30min。
　　
　　3.4循環(huán)水箱
　　
　　循環(huán)水箱為DF膜裝置提供穩(wěn)定的水源，并接納DF膜裝置產(chǎn)生的濃縮液，設(shè)計流量為19m3/h，循環(huán)水箱內(nèi)通過在線pH儀表控制氫氧化鈉計量加藥泵，調(diào)節(jié)循環(huán)水箱內(nèi)pH在9.0左右。循環(huán)水箱內(nèi)設(shè)置液位控制器，控制循環(huán)水泵的啟停。有廢水需要處理的單位，也可以到污水寶項目服務(wù)平臺咨詢具備類似污水處理經(jīng)驗的企業(yè)。
　　
　　3.5DF膜裝置
　　
　　DF膜裝置通過微濾膜的截留作用實現(xiàn)泥水分離，將形成沉淀的重金屬、懸浮物等污染物截留在循環(huán)水箱內(nèi)，使得過濾產(chǎn)水中的重金屬含量降至排放標準以下，同時水質(zhì)也能滿足反滲透裝置的進水要求。DF膜裝置共采用24支DF-415膜。
　　
　　3.6DF產(chǎn)水箱
　　
　　DF產(chǎn)水箱收集DF膜裝置的產(chǎn)水，同時也為反滲透裝置提供穩(wěn)定的水源。DF產(chǎn)水箱內(nèi)設(shè)置液位控制器，控制反滲透增壓泵及循環(huán)泵的啟停。
　　
　　3.7反滲透裝置
　　
　　反滲透裝置通過反滲透膜的選擇透過性作用，實現(xiàn)水和水中離子等污染物的分離，使出水達到回用水水質(zhì)要求。反滲透膜裝置共采用21支8040抗污染反滲透膜，反滲透膜殼采用7支3芯膜殼，段間按4∶2∶1排列（即一段4支膜殼，二段2支膜殼，三段1支膜殼），并采用濃水回流的方式控制回收率。反滲透裝置的產(chǎn)水能力為15t/h。
　　
　　3.8反滲透產(chǎn)水箱
　　
　　反滲透產(chǎn)水箱收集反滲透裝置的產(chǎn)水，同時也為回用水泵提供穩(wěn)定的水源。
　　
　　3.9反滲透濃水處理系統(tǒng)
　　
　　反滲透產(chǎn)生的濃水采用混凝沉淀處理，投加堿、重金屬捕捉劑、PAC和聚丙烯酰胺（PAM），確保濃水達標排放。
　　
　　3.10自動控制
　　
　　廢水處理系統(tǒng)的電氣控制采用控制值班室主電控柜、現(xiàn)場控制箱、上位計算機人機界面監(jiān)控等三地控制方式，通過上位計算機可視化人機界面及相關(guān)控制程序?qū)φ麄€廢水處理系統(tǒng)工藝流程進行自動化監(jiān)控和管理，實現(xiàn)整個廢水處理站的自動化運行，確保了廢水處理系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行，處理后出水水質(zhì)達到GB21900–2008《電鍍污染物排放標準》的要求。
　　
　　4.運行效果
　　
　　該聯(lián)合工藝于2009年5月10日正式投產(chǎn)運行。自投入使用以來，運行穩(wěn)定，處理效果較好，該電鍍廠廢水處理后排放水達標，綜合廢水和絡(luò)合廢水的中水回用率達到75%以上，總體廢水回用率達到60%。廢水處理系統(tǒng)運行費用（不含折舊費）為5.84元/t，每天可為廠方節(jié)約自來水300m3。
　　
　　工程應(yīng)用表明，采用全膜法對綜合廢水和絡(luò)合廢水進行處理，能達到非常好的處理效果。連續(xù)監(jiān)測結(jié)果表明，排放水能穩(wěn)定達標排放，中水回用率也能達到較高的水平。解決了重金屬處理系統(tǒng)中水回用系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，膜產(chǎn)品壽命短及運行費用高等問題。對電鍍企業(yè)綜合廢水和絡(luò)合廢水采用全膜法系統(tǒng)進行深度處理，可有效解決以往采用傳統(tǒng)中水回用工藝存在的膜元件污堵快、清洗周期短及中水回用率低的難題，并且可進一步對濃水進行處理，保持濃水達標排放。本工藝效果穩(wěn)定，工藝簡單，運行成本相對低廉。本全膜法處理方法的成功應(yīng)用將從根本上解決目前常規(guī)中水回用處理工藝普遍存在的回用率低、處理費用較高、投資成本高、處理出水不穩(wěn)定、管理操作復雜等問題。
　　
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