膜工藝在電鍍廢水處理工程中的應用

徐 鵬

（江蘇建湖縣環(huán)保局監(jiān)測站 江蘇鹽城 224700）

引言

在我國經(jīng)濟發(fā)達的地區(qū)，電鍍工業(yè)是重要的加工工業(yè)之一。但是，在電鍍的過程中既耗費大量的水資源，也會有大量廢水的產(chǎn)生。在鍍件的前處理、漂洗以及設備冷卻和洗滌過程中都會產(chǎn)生大量廢水，廢水中往往含有銅、鋅、鎳、鉻等重金屬離子，一旦將電鍍廢水排放出去，必然會對水生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境造成嚴重的污染和破壞。所以，有必要對電鍍廢水作進一步處理，這也是保證金屬加工業(yè)健康發(fā)展、構建和諧社會的重大課題。

電鍍工業(yè)傳統(tǒng)的廢水處理工藝大多采用的混凝-沉淀的方法，取得一定成果。但是，近年來電鍍規(guī)模逐步擴大，電鍍廢水排放的標準越來越高，之前的廢水處理工藝已經(jīng)達不到要求。此時，膜技術逐漸成熟，膜產(chǎn)品逐漸走向市場化，其中有以壓力為分離驅(qū)動力的超濾、納濾、反滲透、微孔過濾和以電位差為分離驅(qū)動力的電滲析，還有膜分離和生物降解合為一體的膜生物反應器等一系列膜分離技術，在廢水處理工藝中發(fā)揮著功不可沒的作用。為了進一步推進膜技術在電鍍廢水處理過程中的應用，本文分析了近幾年電鍍工業(yè)廢水膜處理的實例，討論了膜法的應用過程以及廢水處理結(jié)果。

1 膜生物反應器在電鍍廢水改造中的應用

由于膜生物反應器的設備模塊化，占地面積比較小，所以，對膜生物反應器進行廢水處理工程的改造實施起來相對容易。和傳統(tǒng)的方法相比，膜生物反應器污泥產(chǎn)率比較低，能保持較高的污泥濃度和容積負荷，不會發(fā)生污泥膨脹，可以使膜生物反應器維持在良好的狀態(tài)下運行。根據(jù)處理單元結(jié)構形式的不同，膜生物反應器分為一體式和分體式兩種，分別以膜下游泵抽真空的負壓式和膜上游泵送廢水的分壓式為驅(qū)動力，分別稱為浸沒式膜生物反應器和外置式膜生物反應器。前者由于負壓式操作，過濾壓力遠遠小于加壓式的膜生物反應器。

基于廢水凈化處理的目的，設計了由外置式膜生物反應器和好氧生化處理池的強化式系統(tǒng)，廢水經(jīng)強化處理，其中的可降解有機污染物在好氧微生物作用下，被降解成一些無機物。在該廢水改造工程中，中空纖維膜過濾好氧池中的水之后，極大程度的去除了廢水中的污染物和固液分離效率。

2 UF/RO/NF膜集成技術在電鍍廢水回收利用中的應用

2.1 成套膜集成工藝

幾種分離性能不同的膜過程組合成一個系統(tǒng)，或者將它們與傳統(tǒng)凈水技術組合成一個新型水處理工藝的過程，就叫做膜集成工藝。工藝的優(yōu)點是可以將不同的水處理方法處在最合適的工作狀態(tài)下，發(fā)揮出最大的效率，遠超過單個幾單元的效果。新的電鍍廢水處理工藝是：電鍍廢水經(jīng)過多介質(zhì)過濾器，目的是除掉部分膠體和顆粒狀的懸浮物，先后進入功能不同的3種成套膜分離裝置。

2.2 UF/RO/NF的單元膜分離工藝流程

根據(jù)回用水的指標，各個單元的膜過程都有相應的參數(shù)。3套膜分離設備的操作參數(shù)都實行集中監(jiān)測和分散化的控制，以確保水質(zhì)、系統(tǒng)能耗和設備高效安全運行。作為操作單元，UF、RO、NF都是獨立完整的操作系統(tǒng)，一旦廢水處理運行中出現(xiàn)故障，對其進行維修和性能維護時，僅對其中一個膜單元的操作產(chǎn)生影響，不會影響其他兩個膜單元處理過程的安全連續(xù)化運行。

2.3 集成系統(tǒng)膜裝置運行性能

電鍍廢水處理系統(tǒng)經(jīng)過調(diào)試運行之后，得到大量運行數(shù)據(jù)。在這個過程中重點考察的是進出水的電導率值、COD去除率和離子的脫鹽率。無論是UF還是RO、NF的膜分離裝置，運行期間，電導率值和進水的COD會發(fā)生很大的變化，水質(zhì)變化會發(fā)生較大的變動。如果水質(zhì)不穩(wěn)定，就會妨礙膜的運行，水質(zhì)不穩(wěn)定。

3 RO膜濃縮回收電鍍廢水中的鎳

3.1 鍍鎳漂洗水的成分

鍍鎳漂洗水的主要成分鎳具有很高的回收價值，在預鍍鎳的工序中，主要成分是硫酸鎳、氯化鎳和硼酸，溫度在70℃；半亮鎳工序中，主要成分包括硫酸鎳、氯化鎳、硼酸和次級光亮劑，溫度在60℃；在光亮鎳工序中，主要成分包括硫酸鎳、氯化鎳、硼酸以及光亮劑，溫度在50-60℃。

3.2 鍍鎳漂洗水的鎳回收工藝

采用RO膜技術處理鍍鎳漂洗水，可以從濃縮液中回收鎳。對于3個工序廢水中鎳回收采用的工藝是活性炭吸附和兩段RO膜處理。兩段作用分別是預濃縮和二次濃縮。為了消除濃縮液中有機雜質(zhì)的影響，需要用活性炭吸附去除鍍鎳漂洗水中的雜質(zhì)，經(jīng)凈化處理后的含鎳廢水再進行兩級濃縮。

結(jié)語

電鍍廢水中污染物濃度高，含有大量的有毒成分，一旦直接排放將會對環(huán)境和水生態(tài)系統(tǒng)造成嚴重的破壞。本文提出采用新型的膜分離技術組合工藝，針對不同類型廢水和制定廢水處理要求，建造成設備可靠、工藝先進和運行高效的膜法深處理廢水工藝，實現(xiàn)了對電鍍廢水的凈化排放以及高價值物質(zhì)回收的清潔生產(chǎn)。