電鍍廢水處理膜分離技術(shù)

　　電鍍廢水水質(zhì)復(fù)雜，含有鎳、鋅、鉻等多種重金屬離子，還含有有機(jī)物、氨氮、酸堿污染物，處理工藝復(fù)雜，是環(huán)保監(jiān)管的重點(diǎn)。目前，電鍍廢水處理排放標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)，回用要求高，傳統(tǒng)的物化+生物處理工藝難以滿足嚴(yán)格的電鍍廢水達(dá)標(biāo)排放要求，迫切需要對傳統(tǒng)的處理工藝進(jìn)行升級改造，故電鍍廢水處理工藝更新改進(jìn)勢在必行。膜分離技術(shù)高效無污染，在我國生活污水、垃圾滲濾液處理等方面已經(jīng)取得較廣泛應(yīng)用，在電鍍廢水處理規(guī)模化應(yīng)用還少見報(bào)道，本文擬就膜工藝在實(shí)際工程中的應(yīng)用作介紹。

　　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(MembraneBioreactor，MBR)是一種將膜分離技術(shù)與污水生物處理工藝有機(jī)結(jié)合的新型高效污水處理工藝。MBR在城市污水和工業(yè)廢水的處理和回用方面被視為“最佳實(shí)用技術(shù)(BestAvailableTechnology)”。MBR系統(tǒng)可使微生物完全截留在生物反應(yīng)器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器水力停留時間和污泥齡的完全分離，對有機(jī)物、氨氮去除效率高，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)污量為2600m3/d。現(xiàn)有廢水處理將前處理廢水、含氰廢水、含鉻廢水、混排廢水和綜合廢水分質(zhì)處理，采用常規(guī)物化工藝+水解酸化+接觸氧化工藝處理。但由于廢水中有機(jī)物含量高，末端生化處理工藝無法滿足電鍍廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，因此積極進(jìn)行電鍍廢水處理設(shè)施升級改造。

　　經(jīng)過改造后，重新優(yōu)化了車間廢水分質(zhì)預(yù)處理設(shè)施和分類收集管道。針對出水COD超標(biāo)問題，重點(diǎn)將原有水解酸化+接觸氧化工藝段改造為缺氧池+MBR工藝，所有廢水經(jīng)預(yù)處理后統(tǒng)一進(jìn)入新改造生化工藝段，對廢水實(shí)施膜分離深度處理。膜分離過程原理示意圖見圖1。

　　MBR工藝使用一體式內(nèi)置膜，正常運(yùn)行污泥濃度為5000mg/L，污泥泥齡7d，膜過濾通量為0.65m3(m2?d)，在線清洗頻次為1次/周。同傳統(tǒng)活性污泥法相比，MBR在高容積負(fù)荷低污泥負(fù)荷下運(yùn)行，剩余污泥產(chǎn)生量少，污泥粒徑較少，氧擴(kuò)散速率得以提高。故此，MBR工藝增強(qiáng)了有機(jī)物的去除能力，替換了原有水解酸化工藝部分功能。增加的缺氧工藝段，也保證了總氮的去除。工藝穩(wěn)定運(yùn)行后，廢水處理系統(tǒng)處理出水達(dá)到《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900-2008)表3標(biāo)準(zhǔn)，MBR系統(tǒng)處理效果見表1。

　　經(jīng)過改造后的廢水處理設(shè)施具有工藝模塊化，自動程度化高，操作簡便的特點(diǎn)。MBR系統(tǒng)正常運(yùn)行后，有機(jī)物、氨氮去除效果顯著，對部分重金屬還具有吸附效果，能夠保證出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。因此，膜生物反應(yīng)器能夠作為電鍍廢水處理的技術(shù)選擇。

　　2、UF/NF/RO膜集成技術(shù)在電鍍廢水回用中的應(yīng)用

　　微濾(Microfiltration，MF)、超濾(Ultrafiltration，UF)、納濾(Nanofiltration，NF)反滲透(ReverseOsmosis，RO)膜分離技術(shù)，在污水回用領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到了實(shí)用階段，具體分類和功能見圖2。

　　膜應(yīng)用領(lǐng)域，目前以發(fā)展膜集成工藝為主，將多種膜技術(shù)整合，組合各種分離性能的膜集合即膜集成工藝。常見的膜集成工藝有NF/RO膜凈化海水、MBR/UF-RO處理生活污水、MF/UF-NF/RO多級膜過濾工藝處理微量污染物等。近年來我國對膜集成工藝應(yīng)用于電鍍廢水治理和資源回收方面也取得了進(jìn)展。

　　某電鍍園區(qū)由于環(huán)評審批文件限定用水要求，為了滿足擴(kuò)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)廢水產(chǎn)生量為3000m3/d，回用率為60%，經(jīng)論證后，綜合回用率設(shè)計(jì)為80%。工藝應(yīng)用中，整合原有回用水處理設(shè)施，經(jīng)過多介質(zhì)過濾器+UF過濾預(yù)處理，三級NF-RO-RO過濾濃縮，過濾水實(shí)現(xiàn)了高效回收利用目的。

　　電鍍廢水綜合處理后工藝出水進(jìn)入回用處理系統(tǒng)，進(jìn)水中膠體、懸浮物等可以被多介質(zhì)濾器+UF前置過濾預(yù)處理去除，然后將濾液依次引入三級成套膜分離裝置中。一級納濾淡水去純水制備系統(tǒng)或直接貯存回用，濃水進(jìn)入二級反滲透系統(tǒng)，二級反滲透淡水回原水收集池，濃水進(jìn)入三級反滲透系統(tǒng)，三級反滲透淡水回二級反滲透原水箱，三級濃水進(jìn)入末端處理收集池，經(jīng)過微電解氧化+芬頓氧化+物化混凝沉淀+曝氣生物濾池工藝處理后，廢水標(biāo)準(zhǔn)排放。

　　系統(tǒng)膜法預(yù)處理工藝為本膜集成裝置的特點(diǎn)，在對UF膜進(jìn)行應(yīng)用的過程中，通過對膠體、大分子有機(jī)物的濾除，有助于實(shí)現(xiàn)深度凈化廢水的目標(biāo)，更減輕了后繼膜污染或膜堵塞的問題。納濾膜孔徑(0.5~5nm)介于反滲透與超濾之間，具有荷電的納米級微孔結(jié)構(gòu)，對無機(jī)鹽的截留效果主要取決于膜對離子的電荷效應(yīng)的強(qiáng)弱。利用納濾膜這種分離特性可以有效將多價重金屬離子從水中分離去除。反滲透膜的孔徑在0.1~1nm以下，主要根據(jù)反滲透膜的半透膜原理，由于反滲透膜在高壓情況下，只允許水分子通過，而不允許鉀、鈉、鈣、鋅、病毒、細(xì)菌通過，所以它能獲得高質(zhì)量的純水。由于前級采用水回收率較高的納濾膜、后級反滲透濃水返回前級作為納濾進(jìn)水，使整個系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)較高的水回收率，實(shí)際運(yùn)行廢水回收率可達(dá)80%以上。

　　膜集成系統(tǒng)不同模塊參數(shù)設(shè)計(jì)以回用水標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，將集散型控制系統(tǒng)應(yīng)用于成套膜分離設(shè)備中，有效實(shí)現(xiàn)分散控制和集中監(jiān)測的目標(biāo)，在此基礎(chǔ)上有助于設(shè)備長期處于安全運(yùn)行狀態(tài)下，且可以實(shí)現(xiàn)控制各級出水水質(zhì)系統(tǒng)能耗的目標(biāo)。

　　根據(jù)成套膜分離裝置的特點(diǎn)和車間回用水品質(zhì)要求不同，UF/NF/RO既是一個有機(jī)整體，也是三個獨(dú)立的系統(tǒng)。因此在實(shí)際展開廢水處理的過程中，當(dāng)單個設(shè)備需要暫停進(jìn)行性能維護(hù)和故障檢修時，影響范圍會縮小到單一膜單元，不會對另外膜單元造成影響，因此可以實(shí)現(xiàn)廢水連續(xù)處理的目標(biāo)，具有穩(wěn)定運(yùn)行的效果。

　　3、結(jié)束語

　　綜上所述，由于水環(huán)境質(zhì)量問題的緊迫性以及排污標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格化，運(yùn)用復(fù)合技術(shù)和多級膜強(qiáng)化治理電鍍廢水，既能滿足達(dá)標(biāo)處理要求，也能夠回用水資源，是治理技術(shù)發(fā)展的方向。MBR工藝的應(yīng)用，能夠?yàn)殡婂儚U水有機(jī)物治理提供達(dá)標(biāo)技術(shù)保障。對UF/NF/RO集成膜技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)電鍍廢水生產(chǎn)回用，滿足清潔生產(chǎn)的目標(biāo)，達(dá)到廢水資源化要求。(來源：清遠(yuǎn)市綠力環(huán)?？萍加邢薰?