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工程技术:电镀废水处理工程案例分析

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-11  浏览次数:687

[内容摘要]“超滤+反渗透”膜法水处理电镀中水既可达到最新电镀废水排放标准,又可实现中水回用,节约了水资源。超滤取代传统的反渗透系统的预处理,具有更高的过滤精度,保证了反渗透系统的进水水质同时延长反渗透的使用寿命。

[关键词]中水回用;超滤;反渗透

前言

目前电镀废水的处理方法一般采用物化法之分流—综合两段处理。前段处理多分三支水:铬水、氰水和综合水(铜镍锌水)。铬水用还原剂使之变价还原,氰水用两级氧化破氰,铜镍锌水直接与前两股水汇合而成为综合水。后段处理综合水,基本上是用碱(烧碱或石灰)、聚合氯化铝(PAC)和有机絮凝剂(PAM)使重金属絮凝沉淀。随着国家标准《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)于2008年8月1日实施且所有的电镀企业将于2010年7月1日执行《电镀污染物排放标准》中的更为严格的标准,电镀废水处理经过传统的方法处理很难达到新的排放标准,对电镀废水进行深度处理或者寻求新的处理工艺已经成为各电镀厂家必须面对的难题。超滤+反渗透膜法处理电镀中水,既可达到排放标准又可以实现中水回用。

工程案例超滤技术分析

1、工程概况

中山某电子产生电镀废水,设计超滤系统的产水量50T/H,产水水质达到SDI≤5,浊度<0.2NTU。

该电镀废水处理工程由东莞某水处理设备有限公司承建,采用UF+RO膜法对电镀中水进行处理。

该工艺流程核心是反渗透(RO)处理单元,该单元的处理原理是在压力的驱动下,使废水中的水从反渗透膜中透过成为可回用的水,而不能透过的盐分及少量的有机物将保留在浓缩液中。为减轻反渗透单元的处理压力,在反渗透处理前增加了超滤单元,超滤能截留0.002~0.1微米的颗粒和杂质,有效阻挡住胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物。为了避免废水中所含的杂质污染超滤膜元件,影响系统的稳定运行和膜元件的使用寿命,必须对进水进行有效的预处理。因此,处理系统增加了叠片过滤器、石英砂过滤器、袋式过滤器等预处理单元,并适当投加了阻垢剂、消毒剂、除氯剂。

图1电镀废水处理工艺流程图

3、超滤系统设计参数

(1)超滤进水水质

经过破氰和沉淀的原水水质为pH:5.95-6.81;浊度:10NTU;SS:40mg/l,该水质超过超滤系统的进水水质标准,必须经过预处理,使SS值降至30mg/L以下的水平;另外,进水中会残留有少量的胶体颗粒,这些胶体会对超滤膜和RO膜造成严重的堵塞,因此必须通过预处理将这些胶体去除;此外,由于废水处理中加入了酸、碱、盐等化学药剂,因此,回用进水中所含的金属离子较多,电导率也会较高,若所加的是石灰或钙盐,则回用处理过程中会产生严重的结垢现象。针对以上进水水质的特点,超滤系统和反渗透系统必须采取有效的预处理措施,才能保证取得良好的处理效果,并能长期稳定运行。

(2)超滤预处理

叠片过滤器是通过一系列刻有大量一定微米尺寸沟槽的叠片在弹簧和流体压力的作用下被压紧,从而形成独特的深层过滤,能有效截留前级截留不了的细颗粒悬浮物。砂滤器的过滤介质为粒径0.5~0.8mm的石英砂,能去除粒径为100μm以上的颗粒,使浊度达到1左右。袋式过滤器可以过滤去除废水中的一些细小颗粒物,以防止这些颗粒物在泵的加速作用下击穿膜元件,造成过滤时膜组件的泄漏。具有结构合理、密封性好、流通能力强、操作简便等诸多优点。

图2叠片过滤器

表1超滤膜技术参数

针对电镀废水的特点,本系统设计采用AQU-200-H-100K型号超滤膜作为本分离系统的核心处理部件,AQU-200-H-100K超滤膜采用材质为改性PVC的中空纤维,其表面活化层致密,支撑层为双排脂状结构,拉伸强度高、跨膜压差小、反洗效果好、抗污染、使用寿命长,对胶体、悬浮颗粒、色度、浊度、细菌、大分子有机物具有良好的去除能力。在设计上,根据产水流量、回收率以及产水水质,确定系统串联元件数、段数及级数。为保证产水水质以及延长膜元件的使用寿命,设计过水通量比膜元件的额定过水通量要低20%~30%。因此,虽然首次的投资会稍高,但却能保证膜处理系统长期稳定的运行,并降低运行费用。本工程实例中,单支超滤膜产水量为1.53T/H,共需要36支AQU200-H-100K超滤膜。为保证超滤系统的布水均匀,长期稳定运行及降低超滤清洗和反洗设备的投入,设计2套超滤系统,每套超滤系统18支超滤膜,背靠背安装在机架上。

图3超滤膜组件

(4)超滤反洗和清洗设计

超滤膜在使用的过程中,受到外界环境中物质的污染,导致膜组件产水通量的下降和膜孔的堵塞。为了保障超滤系统的长期稳定运行,需配置反洗装置和化学清洗装置来去除污染物,消除污染物对膜组件的影响。

表2反洗和清洗设计参数

采用频繁的反洗方式,单独设置反洗水泵,反洗水泵参数按以下选取:

a.流量:膜元件反洗通量按200L/(m2·h),折合成膜组件流量在单套装置组件数量即可获得。

b.扬程:考虑管路损失,在满足流量要求下,一般控制反洗扬程25m水柱。

c.泵材质:过流部分不锈钢。

综上所叙反洗泵流量为92m3/h,扬程25m水柱。

超滤化学清洗时调节并稳定压力至0.1MPa,进行循环酸洗20-30分钟,清洗通量为为100L/(m2·h),折合成单套膜组件流量,则清洗泵流量为46m3/h,扬程20m水柱。

4、超滤运行状况管理及评价

整个超滤膜处理系统的控制参数主要有:温度、浊度、pH、压力、流量等。特别是进出水压力、流量这两个参数能及时反映膜元件的处理状况,可判别是否有故障问题,从而及时采取措施解决。一般来说,膜处理系统在稳定运行一段时间后出现产水量下降、压降增加的现象,造成以上现象的原因主要有污堵、氧化破坏、泄漏等,可采取清洗、消毒、维修、更换超滤膜件等措施解决。平时做好日常的运行记录,掌握膜处理系统运行的规律,将系统调整在最佳的运行状态,并能及时采取预防性的维护,防止发生重大问题而影响生产。

图4超滤系统

采用超滤作为反渗透系统的预处理,UF+RO膜处理系统至今一直保持稳定运行,效果良好。超滤系统运行状况如下:

a、产水SDI绝大部分时间在2.5以下,浊度在0.2NTU以下;

b、在两个多月的时间里,在没有进行化学清洗的情况下(系统按照程序进行自动水反洗和气反洗),超滤跨膜压差保持稳定,表明膜工况良好。

5、结论

在本工程案例中,AQUCELL超滤膜有效去除原水中的各种细菌、微生物以及一些大分子的有机物和水中所有不溶解性的胶体等,使处理出水浊度≤0.2NTU、SDI≤3,有效的延长了后续反渗透膜的使用寿命,减少反渗透膜清洗周期,减少反渗透膜阻垢剂、杀菌剂等的用量,降低反渗透系统运行成本,提高反渗透膜的出水通量。超滤膜用于反渗透预处理与常规预处理工艺相比,超滤具有模块化设计的特点,方便和后续工程的对接,有效的避免了前期设备和后期工程不兼容的缺点。超滤系统还具有占地面积小,运行自动化程度高,操作方便等优点。

超滤+反渗透膜技术在电镀行业废水回用处理上逐渐得到广泛的应用,并取得了实践成果,是电镀企业实现电镀废水循环利用、清洁生产的有效手段,具有广阔的发展前景。

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