集成膜技術(shù)處理電鍍廢水的中試研究

劉 萍, 宋玉萍

(安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 ，安徽 合肥 231600)

隨著我國制造業(yè)的崛起，電鍍行業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位日益突出，但是電鍍行業(yè)產(chǎn)生的電鍍廢水因含大量懸浮顆粒、有機(jī)物、重鉻、鎳、銅等重金屬，使其成為污水處理系統(tǒng)中一類高污染的廢水來源。以往電鍍廢水常采用化學(xué)沉淀技術(shù)處理，但此法需用到大量化學(xué)試劑，且造成大量重金屬損失，中水回用率低。最新的《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900-2008)對電鍍廢水污染防治、重金屬排放濃度限值提出了更高的要求,因此需要企業(yè)采取更環(huán)保的生產(chǎn)工藝、先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和符合要求的廢水治理技術(shù)，以期在達(dá)到中水回收利用同時減少廢水治理過程中能源的過度消耗和資源浪費。本項目采用微濾(MF)、納濾(NF)及反滲透(RO)集成膜處理技術(shù)處理電鍍廢水，構(gòu)建試驗裝置，設(shè)計中試工藝，探索集成膜技術(shù)在電鍍廢水工業(yè)上的應(yīng)用，以期實現(xiàn)電鍍行業(yè)清潔生產(chǎn)的目標(biāo)。

1 試驗

1.1 試驗水樣

試驗水樣來自于合肥某電鍍工業(yè)園電鍍企業(yè)，廢水水質(zhì)情況如表1所列，其每日廢水排放量高達(dá)1400噸。其中30%的水量可循環(huán)再利用，回用價值非常高。

表1 廢水水質(zhì)情況

1.2 試驗工藝流程

由多效沉降池、壓濾裝置、溢流池構(gòu)成的預(yù)處理系統(tǒng)首先去除廢水中的懸浮物、有機(jī)物，防止造成集成膜的污染及淤積，過濾后的廢水再經(jīng)過高壓提升泵送入集成膜系統(tǒng)，經(jīng)過微濾繼續(xù)去除部分COD,再經(jīng)過納濾、反滲透處理后送入回水儲槽后返回電鍍工藝。運行一段時間后，采用化學(xué)清洗方式去除膜組件受到懸浮物或難溶物質(zhì)的污染，多效沉降池將來自清洗裝置的水樣進(jìn)一步循環(huán)處理，整個工藝可實現(xiàn)電鍍廢水處理的零排放。

1.3 分析項目和方法

分析檢測的項目主要有:集成膜系統(tǒng)中進(jìn)出水的CODcr、SS、濁度、電導(dǎo)率、pH以及鎳和銅的含量測定，各檢測項目采用的分析方法如表2所列。

表2 分析項目和分析方法

2 結(jié)果與討論

經(jīng)過微濾、納濾及反滲透集成膜系統(tǒng)裝置穩(wěn)定運行1個月跟蹤測試，試驗研究了該系統(tǒng)對電鍍廢水中的濁度、CODcr、電導(dǎo)率、SS等的處理效果。

2.1 CODcr的去除效果分析

如圖1所示，集成膜系統(tǒng)處理電鍍廢水進(jìn)水CODcr數(shù)值范圍在100～150mg/L，而經(jīng)過集成膜系統(tǒng)處理后回水儲槽內(nèi)水樣CODcr已降低到10mg/L以下。盡管進(jìn)水系統(tǒng)水質(zhì)情況有所波動，但是由于集成膜對CODcr有部分的截留作用，回水儲槽的CODcr數(shù)值可穩(wěn)定在10 mg/L以下，CODcr去除率可達(dá)95%左右，符合最新的《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。由此可見，集成膜系統(tǒng)中試結(jié)果穩(wěn)定，在CODcr處理上有一定的優(yōu)勢。

圖1 CODcr的去除效率

2.2 SS的去除效果分析

多效沉降池電鍍廢水出水的混合液體懸浮固體物(SS)范圍在120～150mg/L，經(jīng)過微濾和納濾系統(tǒng)處理后出水SS在5～10mg/L，反滲透出水SS小于可檢測范圍,結(jié)果如圖2所示，平均去除率97.1%，數(shù)據(jù)說明了集成膜處理技術(shù)在去除SS上的可靠性。

圖2 出水系統(tǒng)中SS去除效果

2.3 電導(dǎo)率去除效果分析

微濾和納濾出水的電導(dǎo)率相比較進(jìn)水電導(dǎo)率如圖3所示，下降幅度不大，而通過對反滲透出水電導(dǎo)率測定發(fā)現(xiàn)，出水電導(dǎo)率平均值42.5μS/cm，脫鹽率最高可達(dá)98%。這是由于電導(dǎo)率其實是微觀粒子傳導(dǎo)電流能力的反應(yīng)，電導(dǎo)率的高低間接反應(yīng)了溶液中溶解離子的含量大小。微濾和納濾對懸浮顆粒截留效果雖好，但對溶解在廢水中的離子的截留效果較差，相比較RO優(yōu)秀的脫鹽能力，微濾和納濾對一價、二價離子沒有很好的去除能力。因此，單純的微濾達(dá)不到降低電導(dǎo)率的目的，電鍍廢水處理若達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)值及電鍍廢水回用標(biāo)準(zhǔn)，還需要與反滲透膜的脫鹽能力相配合。

圖3 集成膜出水系統(tǒng)電導(dǎo)率及除鹽率

2.4 濁度去除效果分析

如圖4所示，設(shè)備穩(wěn)定運行期間測試的沉降池出水濁度最高19.3NTU，最低12.9NTU，平均16.1NTU，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國家標(biāo)準(zhǔn)。而經(jīng)過MF和NF處理后的濁度最高0.8NTU，最低0.5NTU，平均0.6NTU，經(jīng)過RO處理后，出水濁度0.10 NTU，已遠(yuǎn)低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)，滿足電鍍回水水質(zhì)要求。

圖4 集成膜系統(tǒng)進(jìn)出水濁度

3 結(jié)束語

試驗考察了集成膜處理電鍍工業(yè)廢水的效果，探索集成膜技術(shù)處理電鍍廢水的穩(wěn)定性和可靠性。試驗表明：集成膜技術(shù)處理電鍍廢水在CODcr處理上有一定的優(yōu)勢；集成膜技術(shù)在處理廢水SS上去除率優(yōu)于單獨微濾和納濾效果，平均SS去除率97.1%；微濾和納濾出水的電導(dǎo)率相比較進(jìn)水電導(dǎo)率下降幅度不大，而反滲透脫鹽率可以達(dá)到98%，說明了集成膜技術(shù)中反滲透對脫鹽率有至關(guān)重要的作用；通過集成膜處理技術(shù)，出水濁度可降至0.1以下，達(dá)到電鍍廢水回用標(biāo)準(zhǔn)。綜合分析，集成膜技術(shù)在電鍍廢水處理上顯示出可靠的穩(wěn)定性。