集成膜分離技術(shù)處理電鍍綜合廢水可行性研究

1、集成膜分離離技術(shù)處處理電鍍鍍綜合廢廢水可行行性研究究摘 要：集成成膜分離離技術(shù)以以篩分機(jī)機(jī)理為技技術(shù)平臺臺，其應(yīng)應(yīng)用范圍圍之廣，尤尤其在電電鍍、造造紙、印印染等污污染源較較大的工工礦企業(yè)業(yè)實現(xiàn)清清潔生產(chǎn)產(chǎn)，使循循環(huán)經(jīng)濟(jì)濟(jì)成為可可能。集集成膜分分離技術(shù)術(shù)處理電電鍍綜合合廢水與與傳統(tǒng)化化學(xué)法相相比，占占地少、消消減污泥泥量、處處理成本本低、自自動化程程度高、出出水水質(zhì)質(zhì)不僅優(yōu)優(yōu)于國家家一級排排放標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，且優(yōu)優(yōu)于國家家自來水水標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)經(jīng)集成膜膜系統(tǒng)處處理后水水質(zhì)電導(dǎo)導(dǎo)率小于于1000PPmm；脫鹽鹽率在996%以以上；完完全符合合電鍍工工藝用水水要求，對對提高電電鍍工件件表面結(jié)結(jié)合力質(zhì)質(zhì)量、降降低廢

2、品品率都有有著不可可估量的的作用。關(guān)鍵字：集成膜分離 篩分 電鍍綜合廢水 電導(dǎo)率 脫鹽率 工藝用水1概概述采用集集成膜技技術(shù)處理理電鍍綜綜合廢水水，實現(xiàn)現(xiàn)水在線線回用、清清潔生產(chǎn)產(chǎn)，以美美國通用用公司OOEM生生產(chǎn)汽車車輪轂企企業(yè)上海海某電鍍鍍廠項目目為案例例，該項項目日處處理廢水水量為4480MM3，要要求零排排放設(shè)計計，實現(xiàn)現(xiàn)循環(huán)水水85%利用，處處理后水水質(zhì)要求求理化指指標(biāo)與上上海自來來水標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)相同。處處理工藝藝主體完完全采用用當(dāng)今世世界先進(jìn)進(jìn)的膜分分離技術(shù)術(shù)，利用用OSMMONIICS一一種具有有半透性性能的高高分子合合成膜材材料，在在外壓趨趨動力作作用下實實現(xiàn)廢水水溶液中中某些組組分

3、選擇擇性透過過的分離離技術(shù)。膜膜材質(zhì)選選型為芳芳香族聚聚酰胺，可可脫除污污水中的的有機(jī)物物、細(xì)菌菌、病毒毒、鹽類類等物質(zhì)質(zhì)，操作作壓力為為0.44-1.0MPPa。利利用這種種新技術(shù)術(shù)、新設(shè)設(shè)備的凈凈化裝置置其性能能優(yōu)良、經(jīng)經(jīng)濟(jì)適用用、效果果突出、節(jié)節(jié)省投資資，運(yùn)行行成本低低廉，占占地面積積小，在在污水深深度凈化化處理中中實現(xiàn)開開電鍍綜綜合廢水水處理循循環(huán)利用用先河。電鍍廢廢水主要要包括電電鍍工藝藝的前處處理廢水水、鍍層層漂洗廢廢水、后后處理廢廢水、廢廢鍍液以以及設(shè)備備沖洗廢廢水、刷刷洗地坪坪和極板板廢水以以及由于于操作或或管理疏疏漏而引引起的跑跑冒滴漏漏產(chǎn)生的的廢水,還有:在廢水水傳統(tǒng)的的化

4、學(xué)處處理過程程中導(dǎo)致致的二次次污染等等。電鍍表表面處理理工藝過過程，常常用的鍍鍍種有鍍鍍鎳、鍍鍍銅、鍍鍍鉻、鍍鍍鋅等。電電鍍工藝藝根據(jù)不不同鍍種種分類，在在鍍件生生產(chǎn)過程程中，除除油、酸酸洗和電電鍍等所所產(chǎn)生的的鍍件清清洗、鍍鍍液過濾濾、廢液液、滲漏漏及地面面沖洗等等，廢水水中污染染物的濃濃度不盡盡相同,其中電電鍍前處處理工序序的除油油、除銹銹、活化化等過程程產(chǎn)生的的大量的的化學(xué)藥藥劑、重重金屬離離子和有有機(jī)添加加劑而形形成的酸酸堿廢水水總量占占50%以上。廢水處處理的目目的是將將廢水中中的有害害物質(zhì)加加以分離離，或使使有害物物質(zhì)改性性變成無無害物。電電鍍廢水水的處理理方法大大體可分分為物理理

5、法、物物化法和和生化處處理法。物物理處理理法主要要是去除除或回收收廢水中中較大顆顆粒的懸懸浮物和和油類等等，包括括自然沉沉淀、浮浮選、過過濾、離離心、蒸蒸發(fā)等；物化法法主要是是去除或或回收廢廢水中的的細(xì)小懸懸浮物、膠膠體和溶溶解物質(zhì)質(zhì)，或者者將有毒毒物質(zhì)改改性轉(zhuǎn)化化為無毒毒物質(zhì)，包包括混凝凝沉淀、中中和、氧氧化還原原、萃取取、吸附附、離子子交換、反反滲透、電電滲析等等；生化化處理法法主要是是通過生生物作用用將廢水水中膠體體的和溶溶解的有有機(jī)物分分解破壞壞而加以以分離去去除。以集成成膜技術(shù)術(shù)處理電電鍍廢水水就是以以篩分為為機(jī)理按按電鍍廢廢水的特特性分級級分段或或多級多多段處理理。集成成膜過程程是

6、進(jìn)幾幾年來在在膜分離離技術(shù)的的發(fā)展中中的又一一項新技技術(shù)，即即：將幾幾種膜分分離過程程聯(lián)合起起來，或或?qū)⒛し址蛛x與其其它分離離方法結(jié)結(jié)合起來來，將它它們各自自用在最最適合的的條件下下，發(fā)揮揮其最大大的效率率。隨著著集成膜膜分離技技術(shù)的不不斷發(fā)展展和完善善，膜分分離技術(shù)術(shù)在工業(yè)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)領(lǐng)域中將將發(fā)揮更更大的作作用。2項項目來源源與背景景上海閔閔行某電電鍍有限限公司是是美國通通用公司司、福特特、戴姆姆勒-克克萊斯勒勒三大汽汽車制造造公司的的整車輪輪轂OEEM生產(chǎn)產(chǎn)廠。項目單單位概況況：廠區(qū)區(qū)占地面面積1338766平方米米，建筑筑面積6671667平平方米，綠綠化面積積2777522平方米米，綠化

7、化率200%。年年產(chǎn)電鍍鍍輪轂330萬只只、銷售售122240萬萬元、利利潤30000萬萬元。設(shè)計電電鍍廢水水總排放放量1884M33D，實實際電鍍鍍廢水排排放總量量7688M3D（其其中含有有生活區(qū)區(qū)26MM3D生生活污水水）。 該電電鍍廠位位于上海海黃浦江江上游準(zhǔn)準(zhǔn)水源保保護(hù)區(qū)、上上海世博博園區(qū)東東南隅，新新建項目目要求不不得向準(zhǔn)準(zhǔn)水源排排污，實實現(xiàn)重金金屬廢水水閉路處處理與循循環(huán)水利利用。3項項目設(shè)計計依據(jù)鍍件前前處理廢廢水： 15MM3HRR；銅系漂漂洗廢水水： 33M3HRR；鎳系漂漂洗廢水水： 66M3HRR；鉻系漂漂洗廢水水： 33M3HRR；鋅系漂漂洗廢水水： 44M3HR；含

8、 氰氰 廢 水： 5M3HRR；跑冒滴滴漏廢水水： 112M33HRR（含沖沖洗水）；電鍍生生產(chǎn)線總總廢水量量：7668M33D （82班次次）；電鍍原原廢水水水質(zhì)主要要成分表1序 號工 序成 分溫 度1前處理（脫脫脂、脫脫蠟）碳酸鈉70磷酸三鈉硅酸鈉2陰極除油碳酸鈉70-800磷酸三鈉3堿濁氫氧化鈉常溫4沉鋅氫氧化鈉40-500氧化鋅5脫鋅硝酸常溫6預(yù)鍍鎳硫酸鎳55氯化鎳硼酸7鍍銅前酸活活化硫酸常溫8光亮鍍銅硫酸銅50硫酸9半亮鎳硫酸鎳60氯化鎳硼酸BTLTL-210高硫鎳硫酸鎳50氯化鎳硼酸BTLTN11亮鎳硫酸鎳60氯化鎳硼酸12 鎳封硫酸鎳50-600氯化鎳硼酸BNT-BBBNF-11

9、10BNF-222013鍍鉻前酸活活化鉻酐3014鍍鉻鉻酐30硫酸4系系統(tǒng)主體體工程設(shè)設(shè)計(1)設(shè)計電電鍍廢水水收集槽槽收集來來自電鍍鍍生產(chǎn)線線的各鍍鍍種漂洗洗廢水（含含沖洗、跑跑冒滴漏漏廢水），收收集槽廢廢水停留留時間88h；(2)經(jīng)提升升泵進(jìn)入入前置預(yù)預(yù)處理去去除懸浮浮物固體體；(3)初處理理廢水進(jìn)進(jìn)入UFF分子篩篩分子系系統(tǒng)去除除大分子子物質(zhì)及及膠體、去去除部分分CODD；(4)實現(xiàn)NNFRRO進(jìn)水水要求時時由多級級分離增增壓泵送送入離子子篩分系系統(tǒng)，同同時在線線調(diào)整ppH值，使使分離后后水質(zhì)指指標(biāo)達(dá)到到電鍍生生產(chǎn)工藝藝用水及及漂洗水水要求；(5)系統(tǒng)產(chǎn)產(chǎn)水收集集備用并并提升至至高位水水

10、箱輸送送到生產(chǎn)產(chǎn)線；(6)系統(tǒng)設(shè)設(shè)計pHH自動加加藥調(diào)整整、集成成膜分離離維護(hù)藥藥洗系統(tǒng)統(tǒng)；(7)系統(tǒng)過過程控制制設(shè)PLLC自動動報警控控制系統(tǒng)統(tǒng)，在線線監(jiān)測OORP、TTDS、ppH，確確保循環(huán)環(huán)利用水水水質(zhì)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)；(8)膜分離離后少量量濃縮液液經(jīng)一步步法化學(xué)學(xué)處理，上上清液導(dǎo)導(dǎo)入原廢廢水池進(jìn)進(jìn)入系統(tǒng)統(tǒng)循環(huán)處處理，少少量殘渣渣取出定定期處理理（6個個月或112個月月清理一一次）。5集集成膜系系統(tǒng)構(gòu)成成系統(tǒng)構(gòu)構(gòu)成（圖圖1）： 6工工藝流程程及設(shè)備備配置分分析工藝流流程（圖圖2）：系統(tǒng)設(shè)設(shè)備配置置及運(yùn)行行工況分分析： 膜法法水處理理與傳統(tǒng)統(tǒng)工藝不不同在于于，膜處處理過程程是物理理過程，不不發(fā)生相

11、相變、在在常溫下下運(yùn)行、選選擇性強(qiáng)強(qiáng)、無化化學(xué)變化化、適應(yīng)應(yīng)性強(qiáng)?？丝朔藗鱾鹘y(tǒng)工藝藝能耗高高、二次次污染、占占地面積積大、自自動化控控制難和和操作繁繁瑣的缺缺點。 前置置預(yù)處理理系統(tǒng)由由DGFFACCFMMF裝置置組成：前置預(yù)預(yù)處理系系統(tǒng)廢水水來源破破氰、鍍鍍鉻及綜綜合廢水水，經(jīng)多多介質(zhì)濾濾器進(jìn)入入系統(tǒng)處處理，使使SS基基本去除除后進(jìn)一一步降低低濁度而而實現(xiàn)部部分重金金屬吸附附去除。多多介質(zhì)過過濾有效效去除廢廢水中的的生物絮絮體和膠膠體物質(zhì)質(zhì)，去除除化學(xué)絮絮凝過程程產(chǎn)生的的鐵鹽、鋁鋁鹽、等等沉積物物，顯著著降低出出水的懸懸浮物含含量和濁濁度，使使出水安安全進(jìn)入入下一個個系統(tǒng)，以以保證UUF分

12、子子篩分系系統(tǒng)的正正常運(yùn)行行。活性性炭過濾濾進(jìn)一步步降低出出水的BBOD、CCOD值值，對重重金屬、細(xì)細(xì)菌、病病毒有很很高的去去除率。MF過過濾裝置置：微濾濾是以靜靜壓差為為推動力力，利用用篩網(wǎng)狀狀過濾介介質(zhì)膜的的“篩分分”作用用進(jìn)行分分離的膜膜過程，其其原理與與普通過過濾相類類似，但但過濾的的微粒在在0.003115mm，因此此又稱其其為精密密過濾，是是過濾技技術(shù)的最最新發(fā)展展。在靜靜壓差作作用下，小小于膜孔孔的粒子子通過膜膜，比膜膜孔大的的粒子則則被截留留在膜面面上，使使大小不不同的組組分得以以分離，操操作壓力力為0.777Kpaa。MFF膜的截截留作用用大體可可分為以以下幾種種：A、機(jī)機(jī)

13、械截留留作用 指膜具具有截留留比它孔孔徑大或或孔徑相相當(dāng)?shù)奈⑽⒘５入s雜質(zhì)的作作用，即即篩分作作用。B、物物理作用用或吸附附截留作作用 如如果過分分強(qiáng)調(diào)篩篩分作用用就會得得不出不不符合實實際的結(jié)結(jié)論，除除了要考考慮孔徑徑因素外外，還要要考慮其其他因素素的影響響，其中中包括吸吸附和電電性能的的影響。C、架架橋作用用 通過過電鏡可可以觀測測到，在在孔的入入口處，微微粒因為為架橋作作用也同同樣可以以被截留留。D、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)型膜膜的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)內(nèi)部截截留作用用是將微微粒截留留在膜的的內(nèi)部，并并非截留留在膜的的表面。UF分分子篩分分裝置：超濾是是介于微微濾和納納濾之間間的一種種膜過程程，膜孔孔徑范圍圍為0.05m（

14、接接近MFF）至11nm（接接近NFF），超超濾的典典型應(yīng)用用是從溶溶液中分分離大分分子物質(zhì)質(zhì)和膠體體，所分分離的溶溶質(zhì)分子子量下限限為幾千千Dalltonn(1DDaltton即即1Daa,1DDa=11.6660544100-27kkg)。超超濾膜對對溶質(zhì)的的分離過過程主要要有：A、在在膜表面面及微孔孔內(nèi)吸附附；B、在在孔中停停留而被被去除；C、在在膜面的的機(jī)械截截留。超濾對對于水中中懸浮物物、固體體、膠體體、大分分子、細(xì)細(xì)菌有較較高的去去除率，對對BODD和COOD有部部分的去去除率。超超濾膜可可通過定定期反洗洗和化學(xué)學(xué)清洗，保保持長期期使用。NF(RO)離子篩篩分裝置置：ROO系統(tǒng)原原

15、理：在在濃液的的一邊加加上比自自然滲透透壓更高高的壓力力，扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)自然滲滲透方向向，把濃濃溶液中中的溶劑劑（水）壓壓到半透透膜的另另一邊稀稀溶液中中，這是是和自然然滲透過過程相反反的。這這種現(xiàn)象象表明，當(dāng)當(dāng)對鹽水水一側(cè)施施加的壓壓力超過過水的滲滲透壓時時，可以以利用半半透膜裝裝置從鹽鹽水中獲獲得淡水水。反滲滲透對于于水中溶溶質(zhì)、鹽鹽（懸浮浮物、大大分子、離離子、二二價和多多價陽離離子鹽）有有很高的的脫除率率。采用用進(jìn)口超超低壓膜膜進(jìn)行除除鹽，脫脫鹽率可可達(dá)到999.55%以上上，使產(chǎn)產(chǎn)水電導(dǎo)導(dǎo)率下降降到2000ss/cmm以下。PLCC在線控控制系統(tǒng)統(tǒng)及相關(guān)關(guān)輔助設(shè)設(shè)備：RRO系統(tǒng)統(tǒng)的控制制（集

16、中中控制）方方式采用用手動控控制（按按鈕操作作）和全全自動控控制（PPLC 運(yùn)行）方方式兩種種。在全全自動控控制方式式無故障障情況下下不采用用手動控控制方式式，確保保反滲透透系統(tǒng)正正常運(yùn)行行，避免免在操作作失誤的的情況下下造成不不必要損損失。RO控控制系統(tǒng)統(tǒng)采用模模擬屏顯顯示，各各種運(yùn)行行參數(shù)、狀狀態(tài)及水水質(zhì)情況況直觀明明了；整整套控制制系統(tǒng)配配有在線線ORPPTDDSppH監(jiān)測測儀、高高壓泵低低壓保護(hù)護(hù)裝置、在在線壓力力傳感器器、水箱箱液位傳傳感器、在在線溫度度傳感器器、在線線流量傳傳感器等等全套在在線儀表表，確保保各種運(yùn)運(yùn)行參數(shù)數(shù)都能在在模擬顯顯示屏上上反應(yīng)出出來。同同時具有有運(yùn)行狀狀態(tài)及

17、故故障報警警遠(yuǎn)傳功功能。系系統(tǒng)運(yùn)行行工況受受進(jìn)水及及預(yù)處理理水箱的的液位自自動控制制，高位位運(yùn)行，低低位停止止。系統(tǒng)處處理后水水質(zhì)情況況表2 序號項 目原水水質(zhì)指指標(biāo)中水水質(zhì)指指標(biāo)系統(tǒng)產(chǎn)水水水質(zhì)1pH值1.829.036.5-77.52CN- (mg/L) 790.70.055 3Cr6+ (mgg/L) 2560.780.055 4總鉻(mgg/L) 2840.840.1 5Ni2+ (mgg/L) 35.50.67220.022 6Cu2+ (mgg/L) 524.30.5 7電導(dǎo)(ss/cmm) -150膜對不不同價離離子的截截留性能能表3化合物/無無機(jī)鹽膜A膜B膜C膜DNaCl15.8

18、1133.15535.15540.811Na2COO362.26672.53375.51178.188Na2SOO485.87791.02292.60096.211MgSO4480.70087.37793.09998.488KCl20.57740.57742.21142.711CaCl2247.36652.80068.51173.633BaCl2238.22246.66662.32276.1777經(jīng)經(jīng)濟(jì)效益益分析 設(shè)計計每天電電鍍綜合合廢水進(jìn)進(jìn)水處理理量：QQ進(jìn)7688m 33/d；即： 7688 m/d 33755%=5576mm3/d； 設(shè)計計每天系系統(tǒng)產(chǎn)水水回用量量（755%）： Q出出

19、5766m3/d ；（不含含系統(tǒng)回回流） 回用用水按自自來水單單價2.5元/ m33計算 即：5766 m33 22.5元元=14440元元/d；年直接接水回用用量：5576mm3/d3000天=1172,8000m3/a；年直接接回用水水產(chǎn)生效效益：1172，800m3/a2.5=432,000元/a；年節(jié)約約排污費(fèi)費(fèi)用：排排污費(fèi)按按300元/mm3計算即：7768mm3/d300元/mm3 3300天天6991,2200元元/a；運(yùn)行費(fèi)費(fèi)用： 以處理理量 7768mm3/d計計,耗電電45kkw/hh,按00.5元元/kwwh計計 即： 455kw/h00.5元元166h3360元元/d

20、； 則年年用電費(fèi)費(fèi)用：3360元元300011080000元元/年；材料損損耗費(fèi)用用：更換UUFRRO膜元元件,設(shè)設(shè)膜壽命命三年,整套設(shè)設(shè)備需配配膜組件件1088支，單單支膜平平均單價價按2，5500元元支計計即：22，5000元10882770，0000元元（平均均每三年年間歇更更換一次次）；則每年年損耗費(fèi)費(fèi)為： 2700，0000元3990，0000元元/a；電鍍廢廢水回用用工程實實際創(chuàng)造造效益：年節(jié)水水：1440,4400mm3/a；年節(jié)水水產(chǎn)生效效益：4432,0000元/aa；年節(jié)約約排污費(fèi)費(fèi)用：6691,2000元年水回回用直接接效益+節(jié)約補(bǔ)補(bǔ)給水效效益+節(jié)節(jié)約排污污費(fèi)-(用電費(fèi)費(fèi)

21、用+材材料費(fèi)用用) 即：( 4432，00006911，2000元)/年(11080000元元+900，0000元)/年=9255，2000元/年則：年年實現(xiàn)效效益9225，2200元元。 工程程及設(shè)備備總投資資2，5500，0000萬萬元（人人民幣） 工程程投資回回收期 2，5500，0000萬萬元9925，2200元元/年3年 即:不到三三年收回回投資 。 結(jié)論采用集集成膜分分離技術(shù)術(shù)處理電電鍍廢水水，根據(jù)據(jù)上海、惠惠州、廈廈門、湖湖州、江江陰等幾幾家電鍍鍍企業(yè)的的工程實實例的運(yùn)運(yùn)行結(jié)果果，技術(shù)術(shù)可行、工工程設(shè)計計方案愈愈來愈科科學(xué)合理理。本文文著重工工程技術(shù)術(shù)應(yīng)用領(lǐng)領(lǐng)域的電電鍍廢水水處理與與再利用用，它還還涉及到到電鍍漂漂洗水在在線濃縮縮回收貴貴重金屬屬。以膜膜分離技技術(shù)為核核心的廢廢水處理理工程，是是必先解解決廢水水處理系系統(tǒng)問題題；是必必先解決決