集成膜分离技术处理电镀综合废水可行性研究

1、集成膜分离离技术处处理电镀镀综合废废水可行行性研究究摘 要：集成成膜分离离技术以以筛分机机理为技技术平台台，其应应用范围围之广，尤尤其在电电镀、造造纸、印印染等污污染源较较大的工工矿企业业实现清清洁生产产，使循循环经济济成为可可能。集集成膜分分离技术术处理电电镀综合合废水与与传统化化学法相相比，占占地少、消消减污泥泥量、处处理成本本低、自自动化程程度高、出出水水质质不仅优优于国家家一级排排放标准准，且优优于国家家自来水水标准。经经集成膜膜系统处处理后水水质电导导率小于于1000PPmm；脱盐盐率在996%以以上；完完全符合合电镀工工艺用水水要求，对对提高电电镀工件件表面结结合力质质量、降降低废

2、品品率都有有着不可可估量的的作用。关键字：集成膜分离 筛分 电镀综合废水 电导率 脱盐率 工艺用水1概概述采用集集成膜技技术处理理电镀综综合废水水，实现现水在线线回用、清清洁生产产，以美美国通用用公司OOEM生生产汽车车轮毂企企业上海海某电镀镀厂项目目为案例例，该项项目日处处理废水水量为4480MM3，要要求零排排放设计计，实现现循环水水85%利用，处处理后水水质要求求理化指指标与上上海自来来水标准准相同。处处理工艺艺主体完完全采用用当今世世界先进进的膜分分离技术术，利用用OSMMONIICS一一种具有有半透性性能的高高分子合合成膜材材料，在在外压趋趋动力作作用下实实现废水水溶液中中某些组组分

3、选择择性透过过的分离离技术。膜膜材质选选型为芳芳香族聚聚酰胺，可可脱除污污水中的的有机物物、细菌菌、病毒毒、盐类类等物质质，操作作压力为为0.44-1.0MPPa。利利用这种种新技术术、新设设备的净净化装置置其性能能优良、经经济适用用、效果果突出、节节省投资资，运行行成本低低廉，占占地面积积小，在在污水深深度净化化处理中中实现开开电镀综综合废水水处理循循环利用用先河。电镀废废水主要要包括电电镀工艺艺的前处处理废水水、镀层层漂洗废废水、后后处理废废水、废废镀液以以及设备备冲洗废废水、刷刷洗地坪坪和极板板废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产生的的废水,还有:在废水水传统的的化

4、学处处理过程程中导致致的二次次污染等等。电镀表表面处理理工艺过过程，常常用的镀镀种有镀镀镍、镀镀铜、镀镀铬、镀镀锌等。电电镀工艺艺根据不不同镀种种分类，在在镀件生生产过程程中，除除油、酸酸洗和电电镀等所所产生的的镀件清清洗、镀镀液过滤滤、废液液、渗漏漏及地面面冲洗等等，废水水中污染染物的浓浓度不尽尽相同,其中电电镀前处处理工序序的除油油、除锈锈、活化化等过程程产生的的大量的的化学药药剂、重重金属离离子和有有机添加加剂而形形成的酸酸碱废水水总量占占50%以上。废水处处理的目目的是将将废水中中的有害害物质加加以分离离，或使使有害物物质改性性变成无无害物。电电镀废水水的处理理方法大大体可分分为物理理

5、法、物物化法和和生化处处理法。物物理处理理法主要要是去除除或回收收废水中中较大颗颗粒的悬悬浮物和和油类等等，包括括自然沉沉淀、浮浮选、过过滤、离离心、蒸蒸发等；物化法法主要是是去除或或回收废废水中的的细小悬悬浮物、胶胶体和溶溶解物质质，或者者将有毒毒物质改改性转化化为无毒毒物质，包包括混凝凝沉淀、中中和、氧氧化还原原、萃取取、吸附附、离子子交换、反反渗透、电电渗析等等；生化化处理法法主要是是通过生生物作用用将废水水中胶体体的和溶溶解的有有机物分分解破坏坏而加以以分离去去除。以集成成膜技术术处理电电镀废水水就是以以筛分为为机理按按电镀废废水的特特性分级级分段或或多级多多段处理理。集成成膜过程程是

6、进几几年来在在膜分离离技术的的发展中中的又一一项新技技术，即即：将几几种膜分分离过程程联合起起来，或或将膜分分离与其其它分离离方法结结合起来来，将它它们各自自用在最最适合的的条件下下，发挥挥其最大大的效率率。随着着集成膜膜分离技技术的不不断发展展和完善善，膜分分离技术术在工业业生产领领域中将将发挥更更大的作作用。2项项目来源源与背景景上海闵闵行某电电镀有限限公司是是美国通通用公司司、福特特、戴姆姆勒-克克莱斯勒勒三大汽汽车制造造公司的的整车轮轮毂OEEM生产产厂。项目单单位概况况：厂区区占地面面积1338766平方米米，建筑筑面积6671667平平方米，绿绿化面积积2777522平方米米，绿化

7、化率200%。年年产电镀镀轮毂330万只只、销售售122240万万元、利利润30000万万元。设计电电镀废水水总排放放量1884M33D，实实际电镀镀废水排排放总量量7688M3D（其其中含有有生活区区26MM3D生生活污水水）。 该电电镀厂位位于上海海黄浦江江上游准准水源保保护区、上上海世博博园区东东南隅，新新建项目目要求不不得向准准水源排排污，实实现重金金属废水水闭路处处理与循循环水利利用。3项项目设计计依据镀件前前处理废废水： 15MM3HRR；铜系漂漂洗废水水： 33M3HRR；镍系漂漂洗废水水： 66M3HRR；铬系漂漂洗废水水： 33M3HRR；锌系漂漂洗废水水： 44M3HR；含

8、 氰氰 废 水： 5M3HRR；跑冒滴滴漏废水水： 112M33HRR（含冲冲洗水）；电镀生生产线总总废水量量：7668M33D （82班次次）；电镀原原废水水水质主要要成分表1序 号工 序成 分温 度1前处理（脱脱脂、脱脱蜡）碳酸钠70磷酸三钠硅酸钠2阴极除油碳酸钠70-800磷酸三钠3碱浊氢氧化钠常温4沉锌氢氧化钠40-500氧化锌5脱锌硝酸常温6预镀镍硫酸镍55氯化镍硼酸7镀铜前酸活活化硫酸常温8光亮镀铜硫酸铜50硫酸9半亮镍硫酸镍60氯化镍硼酸BTLTL-210高硫镍硫酸镍50氯化镍硼酸BTLTN11亮镍硫酸镍60氯化镍硼酸12 镍封硫酸镍50-600氯化镍硼酸BNT-BBBNF-11

9、10BNF-222013镀铬前酸活活化铬酐3014镀铬铬酐30硫酸4系系统主体体工程设设计(1)设计电电镀废水水收集槽槽收集来来自电镀镀生产线线的各镀镀种漂洗洗废水（含含冲洗、跑跑冒滴漏漏废水），收收集槽废废水停留留时间88h；(2)经提升升泵进入入前置预预处理去去除悬浮浮物固体体；(3)初处理理废水进进入UFF分子筛筛分子系系统去除除大分子子物质及及胶体、去去除部分分CODD；(4)实现NNFRRO进水水要求时时由多级级分离增增压泵送送入离子子筛分系系统，同同时在线线调整ppH值，使使分离后后水质指指标达到到电镀生生产工艺艺用水及及漂洗水水要求；(5)系统产产水收集集备用并并提升至至高位水水

10、箱输送送到生产产线；(6)系统设设计pHH自动加加药调整整、集成成膜分离离维护药药洗系统统；(7)系统过过程控制制设PLLC自动动报警控控制系统统，在线线监测OORP、TTDS、ppH，确确保循环环利用水水水质标标准；(8)膜分离离后少量量浓缩液液经一步步法化学学处理，上上清液导导入原废废水池进进入系统统循环处处理，少少量残渣渣取出定定期处理理（6个个月或112个月月清理一一次）。5集集成膜系系统构成成系统构构成（图图1）： 6工工艺流程程及设备备配置分分析工艺流流程（图图2）：系统设设备配置置及运行行工况分分析： 膜法法水处理理与传统统工艺不不同在于于，膜处处理过程程是物理理过程，不不发生相

11、相变、在在常温下下运行、选选择性强强、无化化学变化化、适应应性强。克克服了传传统工艺艺能耗高高、二次次污染、占占地面积积大、自自动化控控制难和和操作繁繁琐的缺缺点。 前置置预处理理系统由由DGFFACCFMMF装置置组成：前置预预处理系系统废水水来源破破氰、镀镀铬及综综合废水水，经多多介质滤滤器进入入系统处处理，使使SS基基本去除除后进一一步降低低浊度而而实现部部分重金金属吸附附去除。多多介质过过滤有效效去除废废水中的的生物絮絮体和胶胶体物质质，去除除化学絮絮凝过程程产生的的铁盐、铝铝盐、等等沉积物物，显著著降低出出水的悬悬浮物含含量和浊浊度，使使出水安安全进入入下一个个系统，以以保证UUF分

12、子子筛分系系统的正正常运行行。活性性炭过滤滤进一步步降低出出水的BBOD、CCOD值值，对重重金属、细细菌、病病毒有很很高的去去除率。MF过过滤装置置：微滤滤是以静静压差为为推动力力，利用用筛网状状过滤介介质膜的的“筛分分”作用用进行分分离的膜膜过程，其其原理与与普通过过滤相类类似，但但过滤的的微粒在在0.003115mm，因此此又称其其为精密密过滤，是是过滤技技术的最最新发展展。在静静压差作作用下，小小于膜孔孔的粒子子通过膜膜，比膜膜孔大的的粒子则则被截留留在膜面面上，使使大小不不同的组组分得以以分离，操操作压力力为0.777Kpaa。MFF膜的截截留作用用大体可可分为以以下几种种：A、机机

13、械截留留作用 指膜具具有截留留比它孔孔径大或或孔径相相当的微微粒等杂杂质的作作用，即即筛分作作用。B、物物理作用用或吸附附截留作作用 如如果过分分强调筛筛分作用用就会得得不出不不符合实实际的结结论，除除了要考考虑孔径径因素外外，还要要考虑其其他因素素的影响响，其中中包括吸吸附和电电性能的的影响。C、架架桥作用用 通过过电镜可可以观测测到，在在孔的入入口处，微微粒因为为架桥作作用也同同样可以以被截留留。D、网网络型膜膜的网络络内部截截留作用用是将微微粒截留留在膜的的内部，并并非截留留在膜的的表面。UF分分子筛分分装置：超滤是是介于微微滤和纳纳滤之间间的一种种膜过程程，膜孔孔径范围围为0.05m（

14、接接近MFF）至11nm（接接近NFF），超超滤的典典型应用用是从溶溶液中分分离大分分子物质质和胶体体，所分分离的溶溶质分子子量下限限为几千千Dalltonn(1DDaltton即即1Daa,1DDa=11.6660544100-27kkg)。超超滤膜对对溶质的的分离过过程主要要有：A、在在膜表面面及微孔孔内吸附附；B、在在孔中停停留而被被去除；C、在在膜面的的机械截截留。超滤对对于水中中悬浮物物、固体体、胶体体、大分分子、细细菌有较较高的去去除率，对对BODD和COOD有部部分的去去除率。超超滤膜可可通过定定期反洗洗和化学学清洗，保保持长期期使用。NF(RO)离子筛筛分装置置：ROO系统原原

15、理：在在浓液的的一边加加上比自自然渗透透压更高高的压力力，扭转转自然渗渗透方向向，把浓浓溶液中中的溶剂剂（水）压压到半透透膜的另另一边稀稀溶液中中，这是是和自然然渗透过过程相反反的。这这种现象象表明，当当对盐水水一侧施施加的压压力超过过水的渗渗透压时时，可以以利用半半透膜装装置从盐盐水中获获得淡水水。反渗渗透对于于水中溶溶质、盐盐（悬浮浮物、大大分子、离离子、二二价和多多价阳离离子盐）有有很高的的脱除率率。采用用进口超超低压膜膜进行除除盐，脱脱盐率可可达到999.55%以上上，使产产水电导导率下降降到2000ss/cmm以下。PLCC在线控控制系统统及相关关辅助设设备：RRO系统统的控制制（集

16、中中控制）方方式采用用手动控控制（按按钮操作作）和全全自动控控制（PPLC 运行）方方式两种种。在全全自动控控制方式式无故障障情况下下不采用用手动控控制方式式，确保保反渗透透系统正正常运行行，避免免在操作作失误的的情况下下造成不不必要损损失。RO控控制系统统采用模模拟屏显显示，各各种运行行参数、状状态及水水质情况况直观明明了；整整套控制制系统配配有在线线ORPPTDDSppH监测测仪、高高压泵低低压保护护装置、在在线压力力传感器器、水箱箱液位传传感器、在在线温度度传感器器、在线线流量传传感器等等全套在在线仪表表，确保保各种运运行参数数都能在在模拟显显示屏上上反应出出来。同同时具有有运行状状态及

17、故故障报警警远传功功能。系系统运行行工况受受进水及及预处理理水箱的的液位自自动控制制，高位位运行，低低位停止止。系统处处理后水水质情况况表2 序号项 目原水水质指指标中水水质指指标系统产水水水质1pH值1.829.036.5-77.52CN- (mg/L) 790.70.055 3Cr6+ (mgg/L) 2560.780.055 4总铬(mgg/L) 2840.840.1 5Ni2+ (mgg/L) 35.50.67220.022 6Cu2+ (mgg/L) 524.30.5 7电导(ss/cmm) -150膜对不不同价离离子的截截留性能能表3化合物/无无机盐膜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经经济效益益分析 设计计每天电电镀综合合废水进进水处理理量：QQ进7688m 33/d；即： 7688 m/d 33755%=5576mm3/d； 设计计每天系系统产水水回用量量（755%）： Q出出

19、5766m3/d ；（不含含系统回回流） 回用用水按自自来水单单价2.5元/ m33计算 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；年直接接回用水水产生效效益：1172，800m3/a2.5=432,000元/a；年节约约排污费费用：排排污费按按300元/mm3计算即：7768mm3/d300元/mm3 3300天天6991,2200元元/a；运行费费用： 以处理理量 7768mm3/d计计,耗电电45kkw/hh,按00.5元元/kwwh计计 即： 455kw/h00.5元元166h3360元元/d

20、； 则年年用电费费用：3360元元300011080000元元/年；材料损损耗费用用：更换UUFRRO膜元元件,设设膜寿命命三年,整套设设备需配配膜组件件1088支，单单支膜平平均单价价按2，5500元元支计计即：22，5000元10882770，0000元元（平均均每三年年间歇更更换一次次）；则每年年损耗费费为： 2700，0000元3990，0000元元/a；电镀废废水回用用工程实实际创造造效益：年节水水：1440,4400mm3/a；年节水水产生效效益：4432,0000元/aa；年节约约排污费费用：6691,2000元年水回回用直接接效益+节约补补给水效效益+节节约排污污费-(用电费费

21、用+材材料费用用) 即：( 4432，00006911，2000元)/年(11080000元元+900，0000元)/年=9255，2000元/年则：年年实现效效益9225，2200元元。 工程程及设备备总投资资2，5500，0000万万元（人人民币） 工程程投资回回收期 2，5500，0000万万元9925，2200元元/年3年 即:不到三三年收回回投资 。 结论采用集集成膜分分离技术术处理电电镀废水水，根据据上海、惠惠州、厦厦门、湖湖州、江江阴等几几家电镀镀企业的的工程实实例的运运行结果果，技术术可行、工工程设计计方案愈愈来愈科科学合理理。本文文着重工工程技术术应用领领域的电电镀废水水处理与与再利用用，它还还涉及到到电镀漂漂洗水在在线浓缩缩回收贵贵重金属属。以膜膜分离技技术为核核心的废废水处理理工程，是是必先解解决废水水处理系系统问题题；是必必先解决决