膜法在电镀工业废水处理中的应用

摘要：电镀废水中含有大量有毒有害重金属，如处理不到位，就直接排入河流中既污染环境，又浪费资源。本文在分析电镀废水特点的基础上，实例分析了双层滤料过滤器、超滤、反渗透、纳滤等膜法工艺处理电镀废水的情况。经处理后，达到了废水回用，实现电镀废水的零排放。

关键词：膜法；电镀废水；超滤；反渗透；纳滤；处理；回用

中图分类号：X70 文献标识码

电镀是利用化学方法在金属或其它材料表面镀上各种金属，是关乎国计民生的行业，同时，电镀行业也是高污染行业。电镀废水的成分非常复杂，含有大量的锌、镍、铬等重金属离子及有机光亮剂等。传统的电镀废水处理工艺重金属未经深度处理便排放到水体中，极易对生物造成危害目前，应用较先进的膜法工艺可以较好的应用在电镀废水处理中，实现电镀废水中重金属的深度处理及回收利用。本文将根据某电镀企业废水回收处理的工程实例，论述采用膜法工艺实现电镀废水回用的处理方法。

1设计概要

1.1水质水量

3种漂洗水，水质都比较浓，锌槽1漂洗水含镍，锌槽2漂洗水无镍。

1.2 工艺流程

3种漂洗废水分别采用3套工艺系统处理，所用的废水处理设备为一致。每套处理系统均采用3级膜浓缩工艺：一级RO、二级RO、NF。多套系统的最终浓缩液量为2m3/d。淡水去纯水制备系统，提高水的回收利用率。单套系统工艺流程见图1。

2系统配置

根据原水水质，废水中含有大量悬浮物、明胶等杂质，通过多介质过滤器和超滤预处理去除水中的杂质，出水浊度和SDI达到反渗透进水要求。一级反渗透淡水去纯水制备系统，浓水进入二级反渗透系统，二级反渗透淡水回原水收集池，浓水进入三级纳滤系统，纳滤淡水回二级反渗透原水箱，浓水循环达到要求浓度后返回电镀槽回用。

2.1单套系统主要设备部件

（1）双层滤料过滤器

Φ1800多介质过滤器两台（一用一备），滤料为Φ0.8～1.6无烟煤和Φ0.5～1石英砂，无烟煤高度400mm，石英砂高度800mm。主要作用是去除水中的大颗粒杂质、悬浮物、部分胶体及有机物等。单台处理能力大于20m3/h。

（2）超滤装置

采用耐污染的聚砜材质UF1IA200型中空纤维超滤膜组件10支，主要用于除去水中的有机物、胶体、微生物等。装置自动运行，运行跨膜压差0.06～0.1MPa，产水量20m3/h左右，每40min反冲洗1min，反冲洗压力0.15MPa，反冲洗水量40m3/h。超滤产水浊度小于0.1NTU，SDI小于2，达到反渗透进水要求，保障反渗透正常的清洗周期和使用寿命。

超滤在运行一段时间后需进行化学清洗，化学清洗时常用的药剂为质量分数2%～3%的柠檬酸和2%～3%烧碱，在进行碱性化学清洗时，应先用清水对膜组件和管路冲洗，以防止重金属离子与碱发生反应在膜表面结垢。

（3）反渗透装置

反渗透装置是本系统中的脱盐浓缩装置。系统采用二级反渗透处理，一级反渗透装置用AG8040F聚酰胺复合膜元件25支，设计出力16m3/h，淡水去纯水制备系统，浓水进二级反渗透装置进一步浓缩，浓缩4倍左右；二级反渗透装置用AG8040F聚酰胺复合膜元件6支，设计出力4m3/h，淡水回一级反渗透原水池，浓水去纳滤装置。

（4）纳滤装置

纳滤装置是重金属的进一步浓缩装置，通过循环浓缩，最终将锌、铬的质量浓度浓缩至3g/L左右，达到重新回用的浓度，浓缩液最终量为2m3/d。装置采用耐污染NF8040纳滤膜元件3支，设计出力2m3/h。纳滤装置和反渗透装置共用一套清洗系统，根据原水水质及运行情况，清洗药剂多采用柠檬酸或盐酸，每一个月左右清洗一次。

3运行结果及问题分析

3.1运行结果

整个废水处理系统采用自动化运行，每个装置发挥各自功能，单套系统的膜装置运行效果见表2。

超滤在运行一段时间后，进行化学清洗，用清水先将超滤冲洗一遍，然后用质量分数2%～3%的氢氧化钠进行循环浸泡清洗2h，清洗后投入运行，超滤的透水量没有上升，反而下降。停机后再进行酸洗，用质量分数2%的柠檬酸循环浸泡清洗2h，投入运行后超滤的透水通量得以恢复。经过分析，出现这种问题的原因是超滤在用清水冲洗时未能冲洗干净，膜内残留的重金属物质与碱发生反应结垢，导致膜的透水通量降低。采取的措施是在膜（包括超滤、反渗透、纳滤）清洗时，先用清水将膜冲洗干净，先用酸清洗，然后再用碱清洗，这样就不会产生重金属结垢。

4技术经济分析

工程投资及技术经济效果均按单套系统工艺进行分析。

（1）工程投资：整个污水处理工程设备投资62万元。

（2）运行费用估算：操作人员3人，工资及福利72000元/a；运行药剂费5000元/a（PAC、PAM1000元/a，柠檬酸、氢氧化钠4000元/a）；工程电机总装机容量40kW，平均运行功率10kW，按电费1.0元/kWh计，则电费为86400元；设备维修费按2000元/a计，则年总运行费用165400元。废水处理运行费用为1.15元/m3。

（3）收益分析：一级RO年产淡水138000m3，按自来水价2.5元/m3计，年节约水费345000元；重金属回收2160kg/a，折合人民币约（按锌10元/kg计），年可回收21600元。

结语

综上所述，膜法处理电镀废水，具有回收电镀废水中的重金属，提高资源利用率、污水排放量少、设备自动化程度高，可实现在线监控、处理效率高等优势。因此，膜法工艺的应用很好的实现了电镀行业的清洁生产，符合电镀行业的可持续发展要求，值得推广。

参考文献

[1] 罗伟锋.电镀废水膜法回用后浓水达标处理研究[J].能源环境保护，2012（01）.

[2] 高融，顾宏，林振锋，钱为，熊元，周文娟.全膜法处理回用电镀清洗废水[J].工业水处理，2011（06）.