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摘要：采用UF&RO工藝對昆山三麗電鍍有限公司電鍍廢水處理系統(tǒng)的出水進行深度處理，結(jié)果表明：該工藝出水水質(zhì)穩(wěn)定，其濁度、TSS、TDS及電導(dǎo)率等多項指標均滿足了離子交換系統(tǒng)的要求，使廢水得以純化而回用。該工藝的應(yīng)用，不僅取代了原有的純水生產(chǎn)工藝，節(jié)約了水費，提高了水的利用率;而且大大減少了排污量，既節(jié)省了排污費，又減少了環(huán)境污染，取得了顯著的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。
關(guān)鍵詞：超濾 反滲透 電鍍廢水
昆山市三麗電鍍有限公司是一家以生產(chǎn)眼鏡架為主的日本獨資企業(yè)，其生產(chǎn)工藝主要包括電鍍和電泳兩大部分。鍍種有鎳、銅、金、銀及電泳漆等。每天用水約45 m3，其中純水需20 m3(來自該企業(yè)的純水制備站)，主要用于電鍍?nèi)芤旱呐渲啤㈠兗逑吹裙ば?。該企業(yè)日排放廢水45 m3，含各種鍍種，為綜合電鍍廢水。現(xiàn)公司建有一套以化學(xué)沉淀為主的廢水處理系統(tǒng)，基本能達標排放。
為減少電鍍廢水的排放量，同時提高水的利用率，該企業(yè)引入UF&RO工藝，對電鍍廢水進行深度處理。
1 電鍍廢水
該企業(yè)電鍍綜合廢水經(jīng)化學(xué)處理后，各項水質(zhì)指標如表1。
表1 電鍍綜合廢水經(jīng)化學(xué)處理后水質(zhì)指標
2 工藝流程
電鍍廢水回用工藝如圖1所示。廢水處理系統(tǒng)出水流入原水池，經(jīng)潛水泵進入由4只直徑140 mm的超濾膜組件并聯(lián)組成的超濾系統(tǒng)進行制水，流量衰減到起初的10%后，由超濾濾過水分別正沖、反沖、再正沖膜組件，接著再制水，這樣制水和清洗過程循環(huán)往復(fù)，直到水力沖洗后的流量衰減到起初的10%時，采用藥液進行循環(huán)清洗。超濾濾過水經(jīng)高壓泵進入以一級兩段式排列的直徑為240 mm的抗污染性反滲透膜組件，淡水進入離子交換系統(tǒng)(混床)制取純水，濃水和超濾沖洗水則返回廢水處理系統(tǒng)。為延長反滲透制水時間，在高壓泵之前加入阻垢劑。當(dāng)反滲透裝置產(chǎn)水量下降10%，脫鹽率下降10%或進出壓差增大15%時，說明膜已被污染，這時需要進行化學(xué)清洗。
2.1 裝置說明
⑴ 增壓泵
增壓泵為超濾提供壓力，其功率P=1.1 kW，流量Q=8 m3/h，揚程H=25 m。增壓泵受水池液位控制，高開低停。
⑵ 超濾系統(tǒng)
采用超濾膜作預(yù)處理，可得到高質(zhì)量的RO進水，從而保證反滲透膜的長期穩(wěn)定性能。超濾膜技術(shù)已經(jīng)用于海水淡化及水凈化系統(tǒng)的預(yù)處理中[1~3]，該技術(shù)與常規(guī)預(yù)處理相比，具有標準化設(shè)計，投入少，產(chǎn)量高，無需連續(xù)加藥，穩(wěn)定性高，需勞動力少，占地面積小，自動化程度高，操作方便等優(yōu)點。
本系統(tǒng)中的超濾采用內(nèi)壓式中空纖維膜，在PLC的控制下，實現(xiàn)自動進水，自動反沖，確保該系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行。
⑶ 高壓泵
原水經(jīng)過預(yù)處理后，已達到反滲透進水水質(zhì)的要求，高壓泵為反滲透提供壓力，其功率P=3.0 kW，流量Q=4 m3/h，揚程H=29 m。
⑷ 反滲透系統(tǒng)
采用最新型的由美國海德能公司生產(chǎn)的抗污染性反滲透膜組件，以一級兩段形式排列，具有高脫鹽率，保證產(chǎn)水水質(zhì)。經(jīng)過反滲透膜處理后，脫鹽水進入反滲透淡水箱。
2.2 工藝特點
該工藝主要由超濾和反滲透兩部分組成，下面就其分別闡述。
2.2.1 UF系統(tǒng)
表2 UF系統(tǒng)的處理效果
如表2所示，超濾系統(tǒng)對濁度有很好的去除效果，對TSS有約40%的去除效果，TDS和電導(dǎo)率均有部分的去除。這樣經(jīng)過超濾系統(tǒng)的預(yù)處理，出水再進反滲透系統(tǒng)就能得到有效的保證。
2.2.2 RO系統(tǒng)
如表3、4所示，反滲透對各種離子都有明顯的去除作用，其出水水質(zhì)也滿足了離子交換系統(tǒng)的j進水要求。
由以上數(shù)據(jù)可說明：UF&RO系統(tǒng)在電鍍廢水的回用中起到了重要作用，其中超濾膜可以從溶液中分離大分子物質(zhì)、膠體、蛋白質(zhì)、微粒等，截留分子量范圍從500到500 000左右。其出水作為反滲透的進水，能夠保證反滲透組件長期穩(wěn)定地運行。而反滲透膜具有較高的無機鹽截留率、單位面積透水量大、水的回收率高等特點，因而UF&RO系統(tǒng)的出水水質(zhì)很高，可以達到脫鹽水的標準，再經(jīng)混床處理，則能達到純水甚至高純水的標準，完全能回用于電鍍工藝。
3 工藝經(jīng)濟性分析
3.1 UF&RO工藝使用前后企業(yè)用水情況比較
UF&RO工藝使用前該企業(yè)用水情況如圖2所示。
UF&RO工藝使用前該企業(yè)用水情況
原純水制備流程見圖3。
原純水制備流程
由以上可以看出，該企業(yè)用水具有以下特點：⑴ 出水不循環(huán)使用，用水量很大;⑵ 水的排放量大，造成的環(huán)境影響也大。
UF&RO工藝使用后該企業(yè)用水情況如圖4所示。
UF&RO工藝使用后該企業(yè)用水情況
由UF&RO工藝使用前后該企業(yè)用水情況可看出，采用該系統(tǒng)不僅能減少廢水排放量，節(jié)省排污費，而且能取代自來水生產(chǎn)純水的工藝，既節(jié)省水費，又省去了純水生產(chǎn)工藝，為該企業(yè)贏得了經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。
3.2 經(jīng)濟性分析
該設(shè)備運轉(zhuǎn)按每天12 h計，每年開車360 d。
該回用工藝系統(tǒng)造水成本如下。
⑴ 計算依據(jù)
①裝置實際產(chǎn)水量 30 m3/d
②工程總投資 12萬元
③電費成本 0.5元/(kW·h)
④單位產(chǎn)水能耗 0.9 kW·h/(m3產(chǎn)水)
⑤維修費(以總投資計) 1%
⑥裝置及配套設(shè)施使用壽命 20 a
⑦UF組件使用壽命 8 a
⑧RO組件使用壽命 5 a
⑨化學(xué)藥品費用 0.65元/ (m3產(chǎn)水)
⑩人工費(一班一人制) 6000元/(a·人)
⑵ 造水成本
①投資成本 0.56元/ (m3產(chǎn)水)
②電費成本 0.45元/ (m3產(chǎn)水)
③膜更換費用 0.71元/ (m3產(chǎn)水)
④化學(xué)藥品費用 0.65元/ (m3產(chǎn)水)
⑤人工費 0.56元/ (m3產(chǎn)水)
⑥維修費 0.11元/ (m3產(chǎn)水)
總造水成本 3.04元/ (m3產(chǎn)水)
采用該回用工藝之前每天的排放量為45 m3，采用該工藝后每天的排放水量為15 m3，可見大大降低了環(huán)境負荷。同時每天節(jié)約用水30 m3，既有環(huán)境效益又有經(jīng)濟效益。
4 結(jié)論
⑴ UF&RO工藝處理經(jīng)化學(xué)沉淀后的電鍍綜合廢水，使廢水的有機物和含鹽量進一步降低，其濁度、TSS、TDS及電導(dǎo)率等各項指標均滿足后續(xù)離子交換系統(tǒng)的進水要求，而且水質(zhì)穩(wěn)定、可靠。
⑵ UF&RO工藝處理電鍍廢水回用于生產(chǎn)工藝，不僅取代原有的純水生產(chǎn)線，節(jié)約了水費，而且減少了排污量，取得了良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。
參考文獻
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