膜法處理電鍍廢水與污泥量消減過程控制應用

膜法處理電鍍廢水與污泥量消減過程控制應用研究摘要：本文是在通過長期實驗和杜行電鍍有限公司、科信工程材料有限公司、雪佛罐件有限公司等工程實際案例的基礎上所獲得的基本經驗并加以總結，其目的在于利用膜分離技術為工業(yè)廢水處理回用、實現零排放、節(jié)能降耗創(chuàng)造條件。實踐證明是可能的，也是可行的。關鍵字：電鍍廢水改良多介質前置處理膜分離循環(huán)利用零排放前言電鍍廢水的處理，實際上是對含重金屬廢水的處理，面對這種廢水的處理往往是以傳統(tǒng)的化學法、化學沉淀法、氧化還原法、鐵氧化法為主要工藝選擇。但在以上幾種處理方法時，常常伴隨著大量污泥生成，其直接后果將導致企業(yè)廢水處理成本增大，且容易產生二次污染。為避免以上的難題，作者試圖以多介質過濾、物理與化學置換方法，著力于過程控制，終端收集處理工藝，最終消減污泥量，并實現與膜分離技術偶合工藝、廢水處理的閉路循環(huán)和再生利用。多介質濾料分離機理概述：1、活性炭吸附作用的基本原理（1）吸附作用活性炭表面存在大量的含氧基團，如羥基-OH、甲氧基-OCH3等?；钚蕴坎粏渭兪怯坞x碳，它是大分子量的有機物凝聚體，屬于苯核的各種衍生物。當pH=3-5時，由于含氧基團的存在，使微晶分子結構產生電子云，由氧向苯核中碳原子方向偏移，使羥基上的氫具有較大的靜電引力（正電引力），因而能吸附Cr2O72-或CrO42-等負離子，形成一個相對穩(wěn)定的結構，即：RC-OH+Cr2O72-→RC→O?????H+????CrO42-根據結構式中的表示，箭頭所指為電子云密度移動方向?？梢娀钚蕴繉α鶅r鉻具有明顯的吸附效果。隨著pH值的升高，水中的OH-濃度增大，活性炭含氧基團的吸附漸強，同時又形成一個相對穩(wěn)定的結構：RC-OH+OH-→RC→O?????H+????OH-由于含氧基團與OH-的親和力大于Cr2O72-的親和力。當pH>6時，原活性炭表面的吸附空間完全被OH-奪取，活性炭此時對六價鉻的吸附明顯下降，甚至不吸附。利用此原理，用堿處理可達到再生活性炭的目的，當pH值降至3-5時，再次恢復其吸附六價鉻的性能。利用電鍍破氰處理后放流水，進行在線容器內再生，通過PLC控制進行在線切換，交替運行，可降低化學藥物投加量和消減污泥量。從而達到節(jié)能降耗的目的。活性炭去除的無機物組分見下表指組分諷活性炭吸附去桿除情況槐1夾、高吸附性金跟屬籍

碰銻春（淘S盟b服）黑運鉀屑(K)幣森鉍男(Bi)肝跟鉻趕(Cr)糟密錫責(Sn)駕在一些溶解中隸有很好吸附性喝在高氧化態(tài)中恭吸附良好吸附屢良好吸附良好騙，容易還原吸滴附良好暫2宿、較好吸附性械金錘屬起別銀吼(Ag)電在活性炭表面桶還原京鈷懲(Co)未微量很易吸附校，成絡合物狀他態(tài)債汞魂(Hg)荒CH掛3癥HgC嚇l斬容易吸附，然烈后金屬被過濾飄出來盛鋯腿(Zr)女在懷低漏p招H喇值時吸附良好苗3將、低吸附性金誕屬繞

般鉛揀(Pb)雪良好丘鎳制(Ni)快差蝕鈦鍵(Ti)得良好，可變雖鐵振(Fe)荒Fe瞧3+新良好李，四Fe幅2+瑞差（但可氧化海）筒4輝、較低或未知凍吸附金屬喝

妄銅理(Cu)肆少量，但呈絡陜合物狀態(tài)時可滿能良好末鎘淚(Cd)鬧少量騎鋅置(Zn)木少量劫鈸婆榜未知很鋇格(Ba)引較差鞏硒身(Se)敏少量叛鉬趟(Mo)分潑錳辭(Mn)王少量猴（很pH=6-提8憶）呈絡合物時玉較好不理想（紹除擴MnO計4-攝外）軍鎢燈(W)感

悟5寫、其它無機物巨水溶組分兆

醬磷暈然

憶游離磷拔不存在從水中楚還原京PO嘩4紗3-冊不吸附，但可冤導致磷酸鈣或廣磷酸鐵沉淀遭游離鹵素坐

震F頁2滾在水中不存在些Cl霸2糊吸附很強并還察原晚Br傅2時吸附很強并還估原數l卷2奉吸附很強并穩(wěn)閘定訪鹵化物杏

孔F子-程在特殊條件下笨可吸附談Cl震l傅、著Br翼-省、吉l竹-仇吸附不可統(tǒng)計活性炭吸附處理重金屬廢水的效果與金屬存在的形式、廢水的pH值很大的關系。該裝置設在麥飯石、斜發(fā)沸石過濾、KDF系統(tǒng)之后，目前在上海杜行電鍍有限公司、江陰雪佛罐件制造有限公司、湖州科信工程有限公司、惠州中亮電鍍有限公司運行工況良好，其過濾處理后廢水可直接進入UF-RO膜分離系統(tǒng)進行深度處理，實現閉路循環(huán)回用。（2）還原作用從表可以得出，活性炭對鉻具有吸附作用之外，同時還有還原作用。因此活性炭在凈化含鉻廢水中既可作為吸附劑，又將是一種化學物質，在酸性條件下（pH<3時），活性炭可將吸附在表面的六價鉻還原為三價鉻，其反應式為：3C+4CrO42-+4OH-→3CO2+4Cr3++10H2O實踐證明：活性炭在吸附水溶液中氧原子、氫離子和陰離子之后即產生過氧化氫：C*O2+2H++2A-→C*+2Aad-+H2O+2P+注：式中C*----碳原子；鮮玩機A善--肢---虧-爭陰離子；從查浴Aad址-份---袋-惠吸附在活性炭顯中的陰離子；密墨幣P徑+觸---糊-淘活性炭帶正電巡荷的一個空穴桃。貫在酸性條伯件下儉，抽H賽2叮O掠2裕能比將綱Cr濟6+擺還原執(zhí)為灑Cr炊3+態(tài)：咳餓僅3H在2項O窗2痛+2CrO的4脂2-疲+10H峽+撤→泰2Cr賠3+圖+3O曲2庸+8H煙2爺O躍反應過程近中產生的氧大它部分不被活性貨炭吸附，更有額利例于臣H泊2吩O倡2銹的生成，使上椅述反應得以重腳復持續(xù)進行。唱刑評解在生產運行過嗽程中發(fā)現，側當往pH<埋4致時，含鉻廢水練經活性炭處理豆后，其出水中率含罰Cr車3+嶺，證明，在較消低洽p己H探值條件下，活慈性炭主要起還蔬原作用噸。干H約+辣濃度越高，還疊原能力越強。抄利用此原理，疲當活性炭吸附桃鉻達到飽和后慨，通入酸性廢突水，將其吸附肥的鉻以三價鉻等形式解析下來純，通過膜分離餡系統(tǒng)進一步分得離，從而實現洞提高產水純凈罰度。像譜（圍3杜）活性炭的物猴理性質算星碼爐工業(yè)吸附劑必合須滿足下列要陰求：違妹船①供吸附能力強；昂鑼櫻②萄吸附選擇性好耽；遼肉布③腔吸附平衡濃度雪低；瞧遍作④廣容易再生和利吳用；恒鍵摧⑤化機械強度好；烤滅赴⑥襪化學性質穩(wěn)定地；身師拿⑦導資源廣，價廉故。瓜休干川通常情況下，維一般的工業(yè)吸怪附劑不可能同嫩時具備以上的勞客觀屬性，因喇此，應根據這企些條件要求，嚇嚴格掌握原工盟藝生產條件，巴科學合理配置縱。龍仰妹阿活性炭是一種值非極性吸附劑達，主要成分除語碳以外，還含張有少量的氧、燈氫、硫等元素矩，以及水分、尸灰分，具有良駝好的吸附性能易和穩(wěn)定的化學耕性質，可耐強靜酸、強堿，能汗經受水侵、高瓶溫、高壓而作糞用不被破壞。炮扛倆包活性炭具有巨屠大的比表面積父和特別發(fā)達的們微孔，它以物零理吸附為主，和但由于表面氧六化物的存在，褲也進行一些化程學選擇性吸附排。棚玉泛妥纖維活性炭是工一種新型高效呀吸附材料，有輪著比普通活性勝炭更卓越的吸圾附優(yōu)勢。航謠著2振、斜發(fā)沸石成社分及吸附的基曾本原理秩斜發(fā)沸石寬的化學組成：局侍（雁M見2+劉，漲M季+瘋）茄OAl蚊2跡O傍3拔·mSiO飲2惹·nH吧2轉O(抽3旗≤眠n辮≤疼10)鍬表示盒，糞M構2+時睡、栗M扇+切分別代表二價防或一價金屬離葬子，主要修含羊C祖a豎和櫻N臉a覽。將斜發(fā)沸石犯進行使用前的件化學處理，以鋪增加斜發(fā)沸石較表面的活化面帝積和活化基，胖經過化學改性研的斜發(fā)沸石成劣為腫Na殘+藝或掩NH峽4+誤型，糖對煌Zn及2+跪的吸附容量將伏有很大提高。春置將殺2踐0旅—欲5汗0創(chuàng)目的斜發(fā)沸石柳經過化學前處嫌理，改陷為扯Na咽+引型呢NH給4+枝型沸石，可對后各種金屬離子節(jié)有良好的吸附絹性能，鈉型斜熄發(fā)沸石對重金寸屬離子的交換攤順序燥為勾Pb沒2+陡>Cu擋2+欲>Ca譯2+兄,鷹利用斜發(fā)沸石兔吸附處理重金勻屬廢水已在廈苗門格瑞空氣水滲處理技術研究柔成功經驗的基借礎上并制造出星定型設備，在瘦六家企業(yè)先后播得以應用，它小作為膜分離系精統(tǒng)前置處理器舅，進行電鍍廢累水同步深度處查理，得以成為拔再生利用的可健能。不但可作琴為電鍍漂洗水臥，還可作為電產鍍槽液配液用銅水。上海杜行完電鍍有限公司顛是美國通用公非司趁（拿G彩E憐）幼的悄OE厭M莊生產廠，生產飽工藝要求嚴，敞質量要求高，斧過去因水問題劇引起質量的瑕跌疵，其合格率捧僅擴為濱68將%蛾。經改造后的鳴再生利用水直燒接在線回用汪480m插3響/移d殃設備運泄行進1逝8粱個月，產品合菌格率提高遣到憑95勸%編以上，而污泥久量僅為傳統(tǒng)工睬藝的化學法處柱理壓的虜5%--10災%頓（運行究近懸2物年至今未取運居過）。矮愛詞3惡、麥飯石吸附即的基本原理穗麥飯石的仁礦物組分主要趣有石英、長石荒、黑云母、磁惱鐵石、高齡石摟和蒙托石等，樂主要化學組分癥為栽SiO磨2番63.14%亂;Al拳2裝O私3姨13.82%竄,Fe齊2抽O沖3捎4.69%,條CaO2.2脹4%MgO躁2.02%,冶K納2榆O5.08%肝,Na本2膏O2.24%匹,您麥飯石對重金法屬離子的吸附友作用主要表征術為離子交換和拍表面絡合物吸債附。矮泳用仙8噴0菜目麥飯石吸附璃處理電鍍廢水沾去除重金屬離貼子，在不同浙的粗p紛H艘條件下吸附率臥不同榮。環(huán)pH<忌4釣時吸附率低，牧在寺pH=4.汽5妻—鳳8.尊8揪之間對重金屬代離子吸附率可負達紹到嶺80鳳%漠，歲對貧Pb曠2+末,Cu書2+幣吸附可達某到磨95淺%夠以上，從現有份的工程案例的秒運行結果來看肌，吸附順序為將：林Pb槐2+榨>Cu饑2迷>Zn跟2+暴>Ca毯2+草.仰猴計4悅、巧KD清F籃的作用機理蝴頑困KD沸F布是一種高純度棄的銅鋅合金顆鴿粒，它通過微氧電化學還原反豬應，在水中具團有強大的反應積能力和極快的午反應速度，可鈴去除水跳中蟲99動%接的余氯和水中艷鉛、汞、鎳、擱鉻等金屬離子淋及其他化合物祥。描初（咬1姜）去除余氯灑由銅鋅合火金組成的兩個梁不同的合金載許體，為陽極的黨鋅在含鋅廢水廈中失去電子，則為陰極的銅發(fā)虹生游離氯的還駁原反應，水為患溶劑和余氯發(fā)為生反應，生成扁氫離子、氫氧佳根離子和氯離企子，反應式為詳：作塵馳Zn+H體OCl+智H吵2鐮O+2e咸-別→卵Zn掩2+撕+Cl闖-浮+H局+澆+2OH畫-代耳臘挨水中其它的氧諒化劑如臭氧、忌溴、碘等擇與姨KD茂F欺接觸后也有類櫻似氧化還原反徹應，所以可以籌實現去除余氯貴。芽做（暢2坡）去除重金屬柱利瞎KD璃F類是通過置換反住應，物理和化移學吸附來完成肯的。其去除重縫金屬的機理：領當廢水進入裝行置后，通過容湯器設備，金屬沸離子吸附趕于劑KD犁F警介質表面并與挑其產生反應被準吸附要在材KD盾F胃表面或進報入窄KD灰F栽晶格，從而使耐有毒重金屬佩與雁KD亦F狼結合，如：水革中溶解的鉛離喝子還原成不溶碌性的鉛原子被秒吸附，又如汞噸離子漲與憶KD迷F吸反應時，通敗過組X磁射線衍射研究辜，發(fā)現汞的去互除是形成儀銅觸-袖汞合金。在處委理電鍍廢水中場，茶KD匯F系有著很好作用鑼。運拌用滲KD她F班處理電鍍廢水晉已在上海杜行裂電鍍有限公司榆獲得成功實踐籠，述將羞KD撐F拋裝置與活性炭侵、斜發(fā)沸石、威麥飯石等組合雙，建立一個完央整的電鍍廢水刑前置預處理裝煎置，粘經章PL奴C普控制，使各系扭統(tǒng)切換和偶合陜運行狀態(tài)。杰條哄5就、在線連鎖運葉行過程控制媽流程圖如瓣下：鍋將生產線濱破氰廢水導流企至電鍍酸性廢攜水池，其它鍍擠種綜合廢水收端集槽，鳳使滔p筒H巾值提高城到脫6.憶5燃以上，必要時辭以抖NaOH(3燦0%)俱2.0g奇/飛L繭在線計量加藥薪。由于電鍍廢查水舒p巾H泰不穩(wěn)定且波動菌較大，電鍍線傷前處理酸洗廢件水在換槽液時居全部放流，會噸導致綜合廢水模收集槽例批五p孝H糖陡然下降間（敵p堡H枯有時僅呀在異1.偷8浸左右）。此種創(chuàng)廢水若進入膜伙分離系統(tǒng)，顯槳然不符合膜技肉術要求，如果介要按過去化學坑法處理則要大腸量投宿加乘NaO妖H驚和化學沉淀劑扎，污泥量則大鑼量生成，會造茫成處理成本增牽大。根據中試你和實際工程應魚用結果譯，甩p洞H請值敵在腹6.著5厭左右時，基本貌不產生沉淀物挺，這樣既消減怒了污泥量又滿侍足了膜分離系踢統(tǒng)的進水要求勢。仙電鍍綜合捏廢水瞧經瘋DM霸F任、玻AC奴F燭、兄KD臉F自、盈M涉F朱漸進過濾后進絲入彈U訊F伯、缺NF/R殲O星膜分離系統(tǒng)，拳產薄水否p句H勸值呈中性時送招電鍍生產線或收入清水池備用民。膜分離系統(tǒng)蒼排放的濃水再淘進入一步法反慚應分離裝置，陰清液循環(huán)進入非綜合廢水池，偉少量的污泥經世離心脫水器定歪時作干渣收集愁，脫水也同樣予流至綜合廢水緞池，以實現循食環(huán)利用水資源梯，最大可能實辣現廢水利用和悉零排放。結論：弄技術與創(chuàng)疾新決定于思想偽觀念。本文是詠作者從實際出掩發(fā)，著重工程列技術應用領域嘩的電鍍廢水處舟理與再利用，飾它還涉及到更捕多的應用領域日，如：造紙、筋印染、化工等聲更多的應用領鳴域。以膜分離陣技術為核心的疏廢水處理工程姐，是必先解決喊廢水處理系統(tǒng)嘴問題；是必先柴解決膜分離系寇統(tǒng)進語水航p齡H竭、弟S穴S客、線SD念I布、游離氯問題瞧；是必先考慮您過濾分離介質冊技術選型要求滾。本文是在通腥過上杜行電鍍叼有限公司、江厘陰雪佛罐件有劣限公司、湖州飛科信工程材料桃有限公司、廈部門康盛鴻電鍍戚有限公司等六才家實際應用結飄果得出的，廢懸水循環(huán)利用的欺水質都優(yōu)于市喂政自來水標準連要求，某些指坐標接近或達到坊純水標準。因沈此，經改良的謀多介質電鍍廢栽水前置預處理鏈器與膜分離技訓術相結合，不總僅僅只是處理串普通水源，同脾樣可以在工業(yè)猾領域廣泛應用竹，在城市污水擊深度處理中應毯