电镀废水膜处理回用技术,电镀废水处理工艺流程


摘要:针对电镀废水的水质情况,通过介绍膜分离技术在电镀废水处理中的工程实例,指出采用膜分离技术处理重金属电镀废水具有巨大的环境效益、经济效益和社会效益,为今后的可持续性发展带来更为广阔的前景。
 
1 前言
电镀废水中所含有的酸、碱、重金属盐类等随废水排出会对自然环境造成严重威胁。防止水体污染的最佳途径是使废水实现闭路循环,即设计一套电镀无排水系统。在进行电镀废水治理的过程中发现,采用膜分离技术处理电镀废水是一中较为经济实用的回用技术,它不仅可以使废水回用率达到75%以上,而且使回用水水质达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006),从而提高了镀件的漂洗质量。
2 处理工艺流程
2.1 废水来源
福建某电镀有限公司是一家从事卫浴配件表面处理生产加工的企业,其废水中主要污染物质有:①酸碱废水-主要产生在塑胶件表面前处理清洗废水;②含镍废水-产生于ABS塑胶件镀镍工序跑、冒、滴、漏和膜反冲洗废水;③含铬废水-主要产生于ABS塑胶件粗化漂洗所产生废水;④含铜废水-产生于塑胶件镀焦铜和镀酸铜工序所产生废水;⑤其他废水-电镀地面冲洗废水、换槽液、酸雾水洗废水及膜处理膜件冲洗废水。
2.2 废水水质水量
根据电镀有限公司提供资料,其废水量我15 t/h,废水处理设施以每天运行20小时计。
2.3 废水处理工艺流程
根据该电镀废水水质情况,结合该厂废水的事迹情况及处理要求,设计如图1所示工艺流程。
 
2.4 废水工艺流程说明
(1)各工序产生废水在原水池进行汇合及均量,原水池采用PP材质。其出水由增压泵增压输入后续各级预处理。
(2)由于废水中含有部分较大的固体颗粒及一些容易沉降的杂质,浊度高,本系统设置多介质过滤器用于截留这部分固体颗粒和杂质,使水的浊度小于5mg/l。
(3) 活性炭过滤中的过滤介质(石英砂、活性炭等)的接触絮凝作用、吸附和截留作用使得原水中的杂质被吸附、截留。通过活性炭过滤器的过滤,可进一步降低原水的浊度、余氯、有机物等。
(4)袋式过滤器是一种结构新颖、体积小,操作简便灵活、节能、高效、密闭工作,应用范围广泛,适应性强的多用途过滤设备。过滤细度靠滤袋保证,中间不需抽样复验,并可随意移动到任何生产线上进行过滤。
(5)超滤是一种薄膜分离技术。在一定的压力下,水在膜面上流动,水与溶解盐和其他电解质能够渗透超滤膜,而相对分子质量大的颗粒和胶体物质就被超滤膜所阻,从而使水中的部分微粒得到分离的技术。超滤是介于纳滤及微滤之间的一种膜分离过程,也是以筛孔分离为机理的,在此用切割分子量在8-10万的膜以截留大于此分子量的胶体、有机物、色素等。
(6)合格的超滤产水送入PE材质的中间水箱。该水箱设置高低液位控制装置和空气呼吸器,能控制泵的联锁和防止大气中尘埃颗粒和细菌进入水箱。该水箱作为循环水箱。
(7)反渗透膜分离推动力是压力差,而这种压力是由高压泵来提供的,因此高压泵的设置是为了使RO的进水达到一定的压力,让RO过程得以进行。即克服渗透压使水分子透过RO膜到淡水层。
(8)反渗透装置是该项目脱盐的心脏部分,经RO处理的水能去除绝大部分无机盐、有机物、微生物及细菌等。并使料液浓缩一定的比例,设计的合理与否直接关系到该项目的投资费用。整个系统运行经济合理,使用寿命长,操作可靠简便。其反渗透纯水基本回用到各车间,产生的浓水则全部流入物化池,加入本公司研制的天然矿物质水处理剂后达标排放。
2.5 工艺分析
(1)多介质过滤器中所选的主要滤料是非金属矿物质沸石,其显著特点是孔隙度高、比表面积大,离子交换性、吸附性、催化性、耐酸性、耐热性、耐辐射性等性能优异。
(2)经多介质过滤器过滤的废水再经活性炭过滤和袋式过滤,进一步去除废水中杂质及余氯、有机物等,不仅减轻后续的工作负荷,同时也保护了膜件。
  (3)超滤装置的设置基本去除了有机物及胶体,且其操作简便、成本低廉、不需添加任何化学药剂。但是在超滤过程中,由于被截留物质在膜表面的不断累积,会产生浓差极化现象,使得膜透水量急剧下降,因而必须确定其最佳的工艺和运行条件,最大限度减轻浓差极化的影响,使其成为可靠经济的反渗透预处理方法,有效防止后续反渗透膜的结垢等现象,保证反渗透的生产效率。
(4)超滤膜元件的化学清洗对于超滤的使用非常重要,提高清洗技术才能保证超滤设备的正常使用。清洗时一般选用酸碱药剂,根据污染物的主要成分等着手确定合理的清洗工艺,以达到满意的效果[1]。
  (5)反渗透技术处理废水效果良好,但其装置费用较高,随着膜材料的发展及高效膜的出现,其成本将不断下降。其用于重金属废水回用处理,一次性投资相对于化学法及吸附法要高,但反渗透不需另外加药,处理后出水不需后续处理就可以直接回用于车间,运行费用较低,节省用水量。
(6)反渗透装置的主要工况参数为进水的PH、温度和运行压力等,运行过程中应根据原水的水质要求,合理选择反渗透系统的工艺参数,提高出水水质。
(7)反渗透装置长期运行后,膜表面会逐渐积累各种污染物。这些物质积累在膜表面,引起反渗透装置性能的下降,因而须对反渗透膜进行定期的清洗和消毒。清洗时,应根据膜的材质和污染物的种类选择合适的清洗剂,而定期的反冲洗能最大限度的减少膜结垢,保证膜通量及延长膜的使用寿命[2]。
3 处理效果
(1)经过近一个月的调试运营,其反渗透纯水水质各项指标达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中的相关规定,即六价铬≤0.05 mg/L、总铜≤1.0 mg/L、总镍≤0.02 mg/L、PH=6-9;其浓水经物化处理后出水水质各项指标均达到《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)中规定的排放指标,即CODcr≤80mg/L、NH3-N≤15mg/L、SS≤50mg/L、总磷≤1.5 mg/L、PH=6-9、总铜≤0.5 mg/L、六价铬≤0.2 mg/L、总镍≤0.5 mg/L。
(2)采用技术先进,运行可靠,操作简单的工艺,使先进性和可靠性有机结合起来,确保了废水处理达到处理目标,降低工程投资。
(3)废水处理设施高效、节能、经济、耐用,且占地少,有效利用该厂地形地貌及水头落差以减少工程投资和电能消耗,降低运行费用。
(4)该工艺全套采用自动化控制,大大减少了劳动强度。
4 结语
膜分离技术应用于电镀废水的处理,优于传统处理工艺技术,其不仅可以回用纯水而且减少了污染物的排放,甚至实现零排放,减轻了环境污染,改善生态环境。既符合清洁生产的原则,也符合我国可持续发展的战略要求。随着我国反渗透技术的不断优化,其在电镀废水中的使用将更有效、更经济,具有更为广泛的适用性。

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