廣東益民水處理科技有限公司作者
針對電鍍廢水的水質(zhì)情況,通過介紹膜分離技術(shù)在電鍍廢水處理中的工程實(shí)例,指出采用膜分離技術(shù)處理重金屬電鍍廢水具有巨大的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,為今后的可持續(xù)性發(fā)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(huì)對自然環(huán)境造成嚴(yán)重威脅。防止水體污染的*途徑是使廢水實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán),即設(shè)計(jì)一套電鍍無排水系統(tǒng)。在進(jìn)行電鍍廢水治理的過程中發(fā)現(xiàn),采用膜分離技術(shù)處理電鍍廢水是一中較為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的回用技術(shù),它不僅可以使廢水回用率達(dá)到75%以上,而且使回用水水質(zhì)達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006),從而提高了鍍件的漂洗質(zhì)量。
2,處理工藝流程
2.1廢水來源
廣東某電鍍有限公司是一家從事衛(wèi)浴配件表面處理生產(chǎn)加工的企業(yè),其廢水中主要污染物質(zhì)有:①酸堿廢水-主要產(chǎn)生在塑膠件表面前處理清洗廢水;②含鎳廢水-產(chǎn)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(chǎn)生于ABS塑膠件粗化漂洗所產(chǎn)生廢水;④含銅廢水-產(chǎn)生于塑膠件鍍焦銅和鍍酸銅工序所產(chǎn)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(zhì)水量
根據(jù)電鍍有限公司提供資料,其廢水量為15t/h,廢水處理設(shè)施以每天運(yùn)行20小時(shí)計(jì)。
2.3廢水處理工藝流程
根據(jù)該電鍍廢水水質(zhì)情況,結(jié)合該廠廢水的事跡情況及處理要求,設(shè)計(jì)如圖1所示工藝流程。
2.4廢水工藝流程說明
?。?)各工序產(chǎn)生廢水在原水池進(jìn)行匯合及均量,原水池采用PP材質(zhì)。其出水由增壓泵增壓輸入后續(xù)各級預(yù)處理。
?。?)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(zhì),濁度高,本系統(tǒng)設(shè)置多介質(zhì)過濾器用于截留這部分固體顆粒和雜質(zhì),使水的濁度小于5mg/l。
?。?)活性炭過濾中的過濾介質(zhì)(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(zhì)被吸附、截留。通過活性炭過濾器的過濾,可進(jìn)一步降低原水的濁度、余氯、有機(jī)物等。
?。?)袋式過濾器是一種結(jié)構(gòu)新穎、體積小,操作簡便靈活、節(jié)能、、密閉工作,應(yīng)用范圍廣泛,適應(yīng)性強(qiáng)的多用途過濾設(shè)備。過濾細(xì)度靠濾袋保證,中間不需抽樣復(fù)驗(yàn),并可隨意移動(dòng)到任何生產(chǎn)線上進(jìn)行過濾。
(5)超濾是一種薄膜分離技術(shù)。在一定的壓力下,水在膜面上流動(dòng),水與溶解鹽和其他電解質(zhì)能夠滲透超濾膜,而相對分子質(zhì)量大的顆粒和膠體物質(zhì)就被超濾膜所阻,從而使水中的部分微粒得到分離的技術(shù)。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(jī)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(jī)物、色素等。
?。?)合格的超濾產(chǎn)水送入PE材質(zhì)的中間水箱。該水箱設(shè)置高低液位控制裝置和空氣呼吸器,能控制泵的聯(lián)鎖和防止大氣中塵埃顆粒和細(xì)菌進(jìn)入水箱。該水箱作為循環(huán)水箱。
?。?)反滲透膜分離推動(dòng)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(shè)置是為了使RO的進(jìn)水達(dá)到一定的壓力,讓RO過程得以進(jìn)行。即克服滲透壓使水分子透過RO膜到淡水層。
?。?)反滲透裝置是該項(xiàng)目脫鹽的心臟部分,經(jīng)RO處理的水能去除絕大部分無機(jī)鹽、有機(jī)物、微生物及細(xì)菌等。并使料液濃縮一定的比例,設(shè)計(jì)的合理與否直接關(guān)系到該項(xiàng)目的投資費(fèi)用。整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)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(chǎn)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(zhì)水處理劑后達(dá)標(biāo)排放。
2.5工藝分析
(1)多介質(zhì)過濾器中所選的主要濾料是非金屬礦物質(zhì)沸石,其顯著特點(diǎn)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(yōu)異。
?。?)經(jīng)多介質(zhì)過濾器過濾的廢水再經(jīng)活性炭過濾和袋式過濾,進(jìn)一步去除廢水中雜質(zhì)及余氯、有機(jī)物等,不僅減輕后續(xù)的工作負(fù)荷,同時(shí)也保護(hù)了膜件。
?。?)超濾裝置的設(shè)置基本去除了有機(jī)物及膠體,且其操作簡便、成本低廉、不需添加任何化學(xué)藥劑。但是在超濾過程中,由于被截留物質(zhì)在膜表面的不斷累積,會(huì)產(chǎn)生濃差極化現(xiàn)象,使得膜透水量急劇下降,因而必須確定其*的工藝和運(yùn)行條件,zui大限度減輕濃差極化的影響,使其成為可靠經(jīng)濟(jì)的反滲透預(yù)處理方法,有效防止后續(xù)反滲透膜的結(jié)垢等現(xiàn)象,保證反滲透的生產(chǎn)效率。
?。?)超濾膜元件的化學(xué)清洗對于超濾的使用非常重要,提高清洗技術(shù)才能保證超濾設(shè)備的正常使用。清洗時(shí)一般選用酸堿藥劑,根據(jù)污染物的主要成分等著手確定合理的清洗工藝,以達(dá)到滿意的效果[1]。
?。?)反滲透技術(shù)處理廢水效果良好,但其裝置費(fèi)用較高,隨著膜材料的發(fā)展及膜的出現(xiàn),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(xué)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(xù)處理就可以直接回用于車間,運(yùn)行費(fèi)用較低,節(jié)省用水量。
?。?)反滲透裝置的主要工況參數(shù)為進(jìn)水的PH、溫度和運(yùn)行壓力等,運(yùn)行過程中應(yīng)根據(jù)原水的水質(zhì)要求,合理選擇反滲透系統(tǒng)的工藝參數(shù),提高出水水質(zhì)。
?。?)反滲透裝置長期運(yùn)行后,膜表面會(huì)逐漸積累各種污染物。這些物質(zhì)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(jìn)行定期的清洗和消毒。清洗時(shí),應(yīng)根據(jù)膜的材質(zhì)和污染物的種類選擇合適的清洗劑,而定期的反沖洗能zui大限度的減少膜結(jié)垢,保證膜通量及延長膜的使用壽命[2]。
3,處理效果
?。?)經(jīng)過近一個(gè)月的調(diào)試運(yùn)營,其反滲透純水水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)中的相關(guān)規(guī)定,即六價(jià)鉻≤0.05mg/L、總銅≤1.0mg/L、總鎳≤0.02mg/L、PH=6-9;其濃水經(jīng)物化處理后出水水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900-2008)中規(guī)定的排放指標(biāo),即CODcr≤80mg/L、NH3-N≤15mg/L、SS≤50mg/L、總磷≤1.5mg/L、PH=6-9、總銅≤0.5mg/L、六價(jià)鉻≤0.2mg/L、總鎳≤0.5mg/L。
?。?)采用技術(shù)*,運(yùn)行可靠,操作簡單的工藝,使*性和可靠性有機(jī)結(jié)合起來,確保了廢水處理達(dá)到處理目標(biāo),降低工程投資。
?。?)廢水處理設(shè)施、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、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(yùn)行費(fèi)用。
(4)該工藝全套采用自動(dòng)化控制,大大減少了勞動(dòng)強(qiáng)度。
4,結(jié)語
膜分離技術(shù)應(yīng)用于電鍍廢水的處理,優(yōu)于傳統(tǒng)處理工藝技術(shù),其不僅可以回用純水而且減少了污染物的排放,甚至實(shí)現(xiàn)*,減輕了環(huán)境污染,改善生態(tài)環(huán)境。既符合清潔生產(chǎn)的原則,也符合我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。隨著我國反滲透技術(shù)的不斷優(yōu)化,其在電鍍廢水中的使用將更有效、更經(jīng)濟(jì),具有更為廣泛的適用性。
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(huì)對自然環(huán)境造成嚴(yán)重威脅。防止水體污染的*途徑是使廢水實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán),即設(shè)計(jì)一套電鍍無排水系統(tǒng)。在進(jìn)行電鍍廢水治理的過程中發(fā)現(xiàn),采用膜分離技術(shù)處理電鍍廢水是一中較為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的回用技術(shù),它不僅可以使廢水回用率達(dá)到75%以上,而且使回用水水質(zhì)達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006),從而提高了鍍件的漂洗質(zhì)量。
2,處理工藝流程
2.1廢水來源
廣東某電鍍有限公司是一家從事衛(wèi)浴配件表面處理生產(chǎn)加工的企業(yè),其廢水中主要污染物質(zhì)有:①酸堿廢水-主要產(chǎn)生在塑膠件表面前處理清洗廢水;②含鎳廢水-產(chǎn)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(chǎn)生于ABS塑膠件粗化漂洗所產(chǎn)生廢水;④含銅廢水-產(chǎn)生于塑膠件鍍焦銅和鍍酸銅工序所產(chǎn)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(zhì)水量
根據(jù)電鍍有限公司提供資料,其廢水量為15t/h,廢水處理設(shè)施以每天運(yùn)行20小時(shí)計(jì)。
2.3廢水處理工藝流程
根據(jù)該電鍍廢水水質(zhì)情況,結(jié)合該廠廢水的事跡情況及處理要求,設(shè)計(jì)如圖1所示工藝流程。
2.4廢水工藝流程說明
?。?)各工序產(chǎn)生廢水在原水池進(jìn)行匯合及均量,原水池采用PP材質(zhì)。其出水由增壓泵增壓輸入后續(xù)各級預(yù)處理。
?。?)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(zhì),濁度高,本系統(tǒng)設(shè)置多介質(zhì)過濾器用于截留這部分固體顆粒和雜質(zhì),使水的濁度小于5mg/l。
?。?)活性炭過濾中的過濾介質(zhì)(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(zhì)被吸附、截留。通過活性炭過濾器的過濾,可進(jìn)一步降低原水的濁度、余氯、有機(jī)物等。
?。?)袋式過濾器是一種結(jié)構(gòu)新穎、體積小,操作簡便靈活、節(jié)能、、密閉工作,應(yīng)用范圍廣泛,適應(yīng)性強(qiáng)的多用途過濾設(shè)備。過濾細(xì)度靠濾袋保證,中間不需抽樣復(fù)驗(yàn),并可隨意移動(dòng)到任何生產(chǎn)線上進(jìn)行過濾。
(5)超濾是一種薄膜分離技術(shù)。在一定的壓力下,水在膜面上流動(dòng),水與溶解鹽和其他電解質(zhì)能夠滲透超濾膜,而相對分子質(zhì)量大的顆粒和膠體物質(zhì)就被超濾膜所阻,從而使水中的部分微粒得到分離的技術(shù)。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(jī)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(jī)物、色素等。
?。?)合格的超濾產(chǎn)水送入PE材質(zhì)的中間水箱。該水箱設(shè)置高低液位控制裝置和空氣呼吸器,能控制泵的聯(lián)鎖和防止大氣中塵埃顆粒和細(xì)菌進(jìn)入水箱。該水箱作為循環(huán)水箱。
?。?)反滲透膜分離推動(dòng)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(shè)置是為了使RO的進(jìn)水達(dá)到一定的壓力,讓RO過程得以進(jìn)行。即克服滲透壓使水分子透過RO膜到淡水層。
?。?)反滲透裝置是該項(xiàng)目脫鹽的心臟部分,經(jīng)RO處理的水能去除絕大部分無機(jī)鹽、有機(jī)物、微生物及細(xì)菌等。并使料液濃縮一定的比例,設(shè)計(jì)的合理與否直接關(guān)系到該項(xiàng)目的投資費(fèi)用。整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)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(chǎn)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(zhì)水處理劑后達(dá)標(biāo)排放。
2.5工藝分析
(1)多介質(zhì)過濾器中所選的主要濾料是非金屬礦物質(zhì)沸石,其顯著特點(diǎn)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(yōu)異。
?。?)經(jīng)多介質(zhì)過濾器過濾的廢水再經(jīng)活性炭過濾和袋式過濾,進(jìn)一步去除廢水中雜質(zhì)及余氯、有機(jī)物等,不僅減輕后續(xù)的工作負(fù)荷,同時(shí)也保護(hù)了膜件。
?。?)超濾裝置的設(shè)置基本去除了有機(jī)物及膠體,且其操作簡便、成本低廉、不需添加任何化學(xué)藥劑。但是在超濾過程中,由于被截留物質(zhì)在膜表面的不斷累積,會(huì)產(chǎn)生濃差極化現(xiàn)象,使得膜透水量急劇下降,因而必須確定其*的工藝和運(yùn)行條件,zui大限度減輕濃差極化的影響,使其成為可靠經(jīng)濟(jì)的反滲透預(yù)處理方法,有效防止后續(xù)反滲透膜的結(jié)垢等現(xiàn)象,保證反滲透的生產(chǎn)效率。
?。?)超濾膜元件的化學(xué)清洗對于超濾的使用非常重要,提高清洗技術(shù)才能保證超濾設(shè)備的正常使用。清洗時(shí)一般選用酸堿藥劑,根據(jù)污染物的主要成分等著手確定合理的清洗工藝,以達(dá)到滿意的效果[1]。
?。?)反滲透技術(shù)處理廢水效果良好,但其裝置費(fèi)用較高,隨著膜材料的發(fā)展及膜的出現(xiàn),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(xué)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(xù)處理就可以直接回用于車間,運(yùn)行費(fèi)用較低,節(jié)省用水量。
?。?)反滲透裝置的主要工況參數(shù)為進(jìn)水的PH、溫度和運(yùn)行壓力等,運(yùn)行過程中應(yīng)根據(jù)原水的水質(zhì)要求,合理選擇反滲透系統(tǒng)的工藝參數(shù),提高出水水質(zhì)。
?。?)反滲透裝置長期運(yùn)行后,膜表面會(huì)逐漸積累各種污染物。這些物質(zhì)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(jìn)行定期的清洗和消毒。清洗時(shí),應(yīng)根據(jù)膜的材質(zhì)和污染物的種類選擇合適的清洗劑,而定期的反沖洗能zui大限度的減少膜結(jié)垢,保證膜通量及延長膜的使用壽命[2]。
3,處理效果
?。?)經(jīng)過近一個(gè)月的調(diào)試運(yùn)營,其反滲透純水水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)中的相關(guān)規(guī)定,即六價(jià)鉻≤0.05mg/L、總銅≤1.0mg/L、總鎳≤0.02mg/L、PH=6-9;其濃水經(jīng)物化處理后出水水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900-2008)中規(guī)定的排放指標(biāo),即CODcr≤80mg/L、NH3-N≤15mg/L、SS≤50mg/L、總磷≤1.5mg/L、PH=6-9、總銅≤0.5mg/L、六價(jià)鉻≤0.2mg/L、總鎳≤0.5mg/L。
?。?)采用技術(shù)*,運(yùn)行可靠,操作簡單的工藝,使*性和可靠性有機(jī)結(jié)合起來,確保了廢水處理達(dá)到處理目標(biāo),降低工程投資。
?。?)廢水處理設(shè)施、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、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(yùn)行費(fèi)用。
(4)該工藝全套采用自動(dòng)化控制,大大減少了勞動(dòng)強(qiáng)度。
4,結(jié)語
膜分離技術(shù)應(yīng)用于電鍍廢水的處理,優(yōu)于傳統(tǒng)處理工藝技術(shù),其不僅可以回用純水而且減少了污染物的排放,甚至實(shí)現(xiàn)*,減輕了環(huán)境污染,改善生態(tài)環(huán)境。既符合清潔生產(chǎn)的原則,也符合我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。隨著我國反滲透技術(shù)的不斷優(yōu)化,其在電鍍廢水中的使用將更有效、更經(jīng)濟(jì),具有更為廣泛的適用性。
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