膜分離技術(shù)處理電鍍廢水

電鍍廢水水質(zhì)復(fù)雜，含有鎳、鋅、鉻等重金屬離子，以及有機物、氨氮、酸堿污染物。處理過程復(fù)雜，是環(huán)保督查的重點。目前電鍍廢水處理排放標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格，回用要求高。傳統(tǒng)的物化+生物處理工藝難以滿足電鍍廢水嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)處理工藝亟待升級，更新和改進電鍍廢水處理工藝勢在必行。膜分離技術(shù)高效無污染，在我國已廣泛應(yīng)用于生活污水和垃圾滲濾液處理，但在電鍍廢水處理中的大規(guī)模應(yīng)用鮮有報道。本文將介紹膜技術(shù)在實際工程中的應(yīng)用。

1.MBR在電鍍廢水處理設(shè)施升級改造中的應(yīng)用

膜生物反應(yīng)器(MBR)是一種將膜分離技術(shù)和廢水生物處理技術(shù)有機結(jié)合的新型高效工藝。MBR被認(rèn)為是處理和回用城市污水和工業(yè)廢水的“最佳可行技術(shù)”。MBR系統(tǒng)能夠完全截留生物反應(yīng)器中的微生物，實現(xiàn)生物反應(yīng)器中水力停留時間和污泥齡的完全分離，對有機物和氨氮的去除效率高，出水可直接回用。

某中型電鍍企業(yè)主要有表面處理、電鍍、噴涂等生產(chǎn)工藝，廢水產(chǎn)生量為2600 m3/d，目前對預(yù)處理廢水、含氰廢水、含鉻廢水、混合廢水、綜合廢水分質(zhì)處理，采用常規(guī)物化工藝+水解酸化+接觸氧化工藝。但由于廢水中有機物含量高，末端生化處理工藝不能滿足電鍍廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)，因此電鍍廢水處理設(shè)施積極升級。

改造后，車間廢水預(yù)處理設(shè)施和分類收集管道再次優(yōu)化。針對出水COD超標(biāo)問題，將原水解酸化+接觸氧化工藝段改造為缺氧池+MBR工藝。預(yù)處理后的廢水全部進入新改造的生化工藝工段，廢水采用膜分離處理。膜分離過程的原理圖如圖1所示。

MBR工藝采用一體化內(nèi)置膜，正常運行時污泥濃度為5000mg/L，泥齡為7天，膜過濾通量為0.65 m3(m2·d)，在線清洗頻率為每周一次。與傳統(tǒng)活性污泥法相比，MBR在高容積負荷和低污泥負荷下運行，剩余污泥量少，污泥粒徑小，氧擴散速率高。因此，MBR工藝增強了有機物的去除能力，替代了原有水解酸化工藝的部分功能。缺氧工藝段的增加也保證了總氮的去除。工藝穩(wěn)定運行后，廢水處理系統(tǒng)處理后的出水達到《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900-2008)表3的標(biāo)準(zhǔn)，MBR系統(tǒng)的處理效果如表1所示。

改造后的污水處理設(shè)施具有流程模塊化、自動化程度高、操作簡單的特點。MBR系統(tǒng)正常運行后，對有機物和氨氮的去除效果顯著，對部分重金屬也有吸附作用，能保證出水水質(zhì)穩(wěn)定達標(biāo)。因此，膜生物反應(yīng)器可以作為電鍍廢水處理的技術(shù)選擇。

2.超濾/納濾/反滲透膜集成技術(shù)在電鍍廢水回用中的應(yīng)用

微濾、超濾、納濾和反滲透膜分離技術(shù)在污水回用領(lǐng)域已經(jīng)達到實用階段。具體分類和功能見圖2。

在膜應(yīng)用領(lǐng)域，目前以膜集成技術(shù)的發(fā)展為主，將多種膜技術(shù)進行集成，將各種分離性能的膜集合起來，即膜集成技術(shù)。常見的膜集成工藝有凈化海水的NF/RO膜、處理生活污水的MBR/UF-RO、處理微量污染物的MF/UF-NF/RO多級膜過濾工藝等。近年來，我國在將膜集成技術(shù)應(yīng)用于電鍍廢水處理和資源回收方面取得了進展。

由于環(huán)境影響評價批準(zhǔn)文件限制了某電鍍園區(qū)的用水要求，為滿足擴大生產(chǎn)規(guī)模的需求，需要深化廢水回用程度，開展廢水深度回用工程。園區(qū)產(chǎn)生廢水3000m3/d，回用率60%。經(jīng)過論證，綜合重復(fù)利用率設(shè)計為80%。在工藝應(yīng)用上，整合原有回用水處理設(shè)施，經(jīng)過多介質(zhì)過濾+UF過濾預(yù)處理、三級NF-RO-RO過濾濃縮，過濾后的水高效循環(huán)利用。

電鍍廢水經(jīng)綜合處理后，工藝出水進入回用處理系統(tǒng)，通過多介質(zhì)過濾器+UF預(yù)過濾預(yù)處理可去除進水中的膠體和懸浮物，然后濾液依次引入三級完全膜分離裝置。一級納濾淡水從純水制備系統(tǒng)中移出或直接儲存以供再利用。濃水進入二級反滲透系統(tǒng)，二級反滲透系統(tǒng)返回原水收集池。濃水進入三級反滲透原水箱，三級濃水進入終端處理收集箱。經(jīng)過微電解氧化+芬頓氧化+物化混凝沉淀+曝氣生物濾池后，廢水達標(biāo)排放。

該系統(tǒng)的膜預(yù)處理工藝是該膜集成裝置的特點。在超濾膜的應(yīng)用過程中，膠體和大分子有機物的過濾有助于達到廢水深度凈化的目的，并進一步減少后續(xù)膜污染或膜堵塞的問題。納濾膜的孔徑(0.5~5nm)介于反滲透和超濾之間，具有荷電的納米微孔結(jié)構(gòu)。無機鹽的保留效果主要取決于膜對離子的電荷效應(yīng)。利用納濾膜的這種分離特性，可以有效地從水中分離和去除多價重金屬離子。反滲透膜的孔徑在0.1~1nm以下，主要是根據(jù)反滲透膜的半透膜原理。因為反滲透膜在高壓下只允許水分子通過，不允許鉀、鈉、鈣、鋅、病毒、細菌通過，所以可以獲得高品質(zhì)的純水。由于前級采用了水回收率高的納濾膜，后級的濃縮反滲透水作為納濾水返回前級，整個系統(tǒng)達到了較高的水回收率，實際運行廢水回收率可達80%以上。

集成膜系統(tǒng)不同模塊的參數(shù)設(shè)計基于回用水標(biāo)準(zhǔn)，將分布式控制系統(tǒng)應(yīng)用于成套膜分離設(shè)備，有效實現(xiàn)了分散控制、集中監(jiān)控的目標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，幫助設(shè)備長期處于安全運行狀態(tài)，可以達到控制各級出水水質(zhì)系統(tǒng)能耗的目的。

UF/NF/RO既是一個有機整體，又是三個獨立的系統(tǒng)，根據(jù)成套膜分離單元的特點和車間循環(huán)水的不同水質(zhì)要求。因此，在廢水處理的實際過程中，當(dāng)單臺設(shè)備需要暫停性能維護和故障排除時，影響范圍會縮小到單臺膜單元，不會影響到其他膜單元。從而達到連續(xù)處理廢水的目的，達到穩(wěn)定運行的效果。

3.結(jié)束語

綜上所述，由于水環(huán)境質(zhì)量問題的緊迫性和污水排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，應(yīng)用復(fù)合技術(shù)和多級膜強化處理電鍍廢水，既能滿足標(biāo)準(zhǔn)的處理要求，又能實現(xiàn)水資源的再利用，是處理技術(shù)的發(fā)展方向。MBR工藝的應(yīng)用可為電鍍廢水的有機處理提供技術(shù)支持。UF/NF/RO集成膜技術(shù)的應(yīng)用可以實現(xiàn)電鍍廢水的回用，符合清潔生產(chǎn)的目標(biāo)，滿足廢水資源化利用的要求。(來源:清遠綠色動力環(huán)?？萍加邢薰?

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