摘要:介紹了膜技術(shù)應(yīng)用在電鍍漂洗廢水處理與回用中的運行效果及成本分析的實例。將連續(xù)膜過濾技術(shù)(CMF)用于反滲透的預處理，采用微濾膜在線連續(xù)反沖洗技術(shù)，成功解決了傳統(tǒng)中空纖維膜易堵塞，不能連續(xù)工作的難題，保證了系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運行。采用一級二段式RO(反滲透)系統(tǒng)，產(chǎn)水率65%，制備純水180 m3/d，既提高了產(chǎn)水率也可滿足生產(chǎn)用水要求。將抑菌劑、阻垢劑、在線監(jiān)測和控制系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)，系統(tǒng)性、集成性引入連續(xù)微濾和反滲透裝置，為其應(yīng)用于廢水脫鹽深度處理提供支撐和保障。

關(guān)鍵詞:電鍍漂洗廢水;膜系統(tǒng);反滲透;連續(xù)微濾

坐落于天津經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的天津三環(huán)樂喜新材料有限公司是一個生產(chǎn)電子產(chǎn)品的高科技企業(yè)，其電鍍中心在生產(chǎn)過程中利用純水與自來水對電鍍元器件進行清洗，耗水量較大，如何將產(chǎn)生的電鍍漂洗廢水進行處理并合理回用，由傳統(tǒng)工業(yè)化生產(chǎn)模式向生態(tài)化、環(huán)保型模式轉(zhuǎn)變，以提高企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能力和企業(yè)競爭能力，是企業(yè)建設(shè)伊始就認真思考的問題。

反滲透是以外加壓力克服滲透壓的一種膜分離技術(shù)，成為污水資源化技術(shù)中重要的核心技術(shù)之一。但是，如果將廢水不加預處理直接應(yīng)用于反滲透，會造成反滲透膜流通量迅速降低，頻繁清洗會使反滲透膜組件使用壽命降低，因此選擇適當?shù)念A處理設(shè)施是保證反滲透膜正常連續(xù)、穩(wěn)定運行的關(guān)鍵［1］。

連續(xù)膜過濾技術(shù)(CMF)是國內(nèi)外最新發(fā)展起來的一種新型膜處理技術(shù)。它以中空纖維微濾膜、超濾膜為中心處理單元，配以特殊設(shè)計的管路、閥門、預處理單元、自清洗單元、加藥單元和可編程控制器(PLC)自控單元等，形成閉路連續(xù)操作系統(tǒng)。當處理液在一定壓力下通過微濾膜，達到物理分離的目標。

由于其技術(shù)方面的優(yōu)越性，短短十年，CMF已成為污水處理方面的主流設(shè)計技術(shù)。因此天津三環(huán)樂喜新材料有限公司，以在國內(nèi)外目前水處理市場前景非常看好的膜技術(shù)為主體，進行系統(tǒng)技術(shù)集成，以連續(xù)膜過濾技術(shù)(CMF)為反滲透的重要前處理設(shè)施，同時連續(xù)微濾膜過濾后的水可以直接供給廠內(nèi)低端用水，形成了獨特的技術(shù)設(shè)備，提高企業(yè)的整體環(huán)保水平。

1·廢水來源與水量

生產(chǎn)中不同的工序分別使用自來水或純水作為漂洗水，處理與回用系統(tǒng)總進水量為280m3/d。其來水分別為:酸洗工序漂洗水45 m3/d(使用自來水)、脫脂工序漂洗水45 m3/d(使用自來水)、活化工序漂洗水10 m3/d(使用自來水)、鍍鎳工序漂洗水120m3/d(使用純水)、鍍銅工序漂洗水40 m3/d(使用純水)、鍍鋅工序漂洗水10m3/d(使用純水)、鍍鉻工序漂洗水10 m3/d(使用純水)。2處理工藝流程在天津三環(huán)樂喜新材料有限公司建立了180 t/d回用示范工程，對電鍍生產(chǎn)過程中各種漂洗水進行處理并回用。處理回用系統(tǒng)以連續(xù)膜過濾(CMF)和反滲透(RO)為主要構(gòu)成。RO配置了8吋卷式超低壓抗污堵膜元件，CMF配置了專利聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維膜組件和專利外壓清洗和氣洗工藝。系統(tǒng)集膜分離技術(shù)和PLC控制技術(shù)于一體，使設(shè)備的運行、自清洗、化學清洗等操作完全由PLC自動控制完成(也可現(xiàn)場手動操作)。處理工藝見圖1:

進入純水系統(tǒng)的酸洗漂洗水經(jīng)中和處理后PH被控制在9～10進入系統(tǒng)調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池中與其它來水發(fā)生微絮凝反應(yīng)，Cr3+、Ni2+、Zn2+、Cu2+等金屬離子與OH－反應(yīng)，部分生成絮體。

采用一級二段式RO(反滲透)系統(tǒng)，可以保證系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運行，產(chǎn)水率65%，制備純水180 m3/d，滿足生產(chǎn)使用。排濃鹽水100 m3/d至化學廢水處理站與生產(chǎn)中其它廢水一并處理達標后排放。

1)預過濾系統(tǒng)

預過濾為兩級過濾，第1級過濾采用石英砂過濾器，去除50μm以上的微粒。第2級采用保安過濾器，去除5μm以上的微粒、膠體、鐵銹等雜質(zhì)。

2)CMF過濾系統(tǒng)

主要包括膜組件、機架、閥門等，膜組件采用天津膜天科技有限公司生產(chǎn)的(CMF)中空纖維膜組件，該組件為中空纖維外壓式膜，材質(zhì)為PVDF，膜孔徑≤0．2μm，具有通量大、操作壓力低、耐污染和易清洗等特點，可保證在規(guī)定工藝條件中長期運行使用。產(chǎn)水透過膜進入CMF產(chǎn)水水箱，供低端沖洗和反滲透制水使用。

3)RO系統(tǒng)

采用一級兩段反滲透系統(tǒng)，主要包括膜組件、機架、閥門等，膜組件采用美國海德能公司生產(chǎn)的8吋膜組件，材質(zhì)為芳香族聚酰胺復合材料，具有通量大、操作壓力低、耐污染和易清洗等特點，可保證在規(guī)定工藝條件中長期運行使用。產(chǎn)水透過膜進入RO產(chǎn)水水箱供生產(chǎn)使用。

4)供水系統(tǒng)

供水系統(tǒng)由供水泵以及管路閥門等組成。供水泵采用變頻供電。PLC采集供水母管的壓力，經(jīng)PID調(diào)節(jié)控制供水泵的轉(zhuǎn)速，達到使供水母管恒壓的目的。

5)反沖洗系統(tǒng)

反沖洗系統(tǒng)包括反洗泵、加藥泵及相應(yīng)管路、閥門組成，作用是在膜組件污染后對其進行在線氣水清洗，保證膜組件正常、高效運行。反沖洗過程包括氣水雙洗、大流量反沖、排污等過程，在反洗過程中加入化學藥品，可有效地洗脫膜表面的各種污染物。

6)壓縮空氣系統(tǒng)

壓縮空氣系統(tǒng)包括空氣壓縮機、空氣儲罐及相應(yīng)管路閥門等，作用是為系統(tǒng)的自動閥門提供動力，在系統(tǒng)反洗過程中提供壓縮空氣，提高清洗效果。

7)化學清洗系統(tǒng)

化學清洗系統(tǒng)包括酸洗泵、堿洗泵及相應(yīng)管路閥門等，作用是當膜系統(tǒng)污染較為嚴重時，投加藥劑對系統(tǒng)進行有效的清洗。  

8)自控系統(tǒng)  

自控系統(tǒng)由PLC、流量傳感器、壓力傳感器、變頻器、觸摸屏等組成。其作用是通過流量傳感器和變頻器對膜裝置運行中的工作與清洗狀態(tài)進行控制，采用壓力檢測實現(xiàn)超運行壓力時自動進入清洗狀態(tài)。

3·處理效果

電鍍生產(chǎn)中各種漂洗水經(jīng)過微濾和反滲透系統(tǒng)處理后，滿足生產(chǎn)用水要求直接回用于電鍍生產(chǎn)過程中。具體的處理效果見表1:

4·效益分析

2007年10月處理系統(tǒng)投入運行，至2011年8月更換反滲透膜，累計處理各類電鍍漂洗水近31萬t，制備純水20余萬t返回生產(chǎn)使用。系統(tǒng)運行費用約為6．95元/t水(包含了膜組件更換、設(shè)備折舊、藥劑、電費、人工等費用)，低于自來水費(天津市工業(yè)用水7.2元/t)，企業(yè)生產(chǎn)得到保證的同時降低了生產(chǎn)成本，也減少了廢水排放量。

5·結(jié)論

經(jīng)過四年來的工程性運行，通過天津三環(huán)樂喜新材料有限公司電鍍漂洗廢水深度處理與回用系統(tǒng)的開發(fā)，已經(jīng)形成電鍍漂洗廢水深度處理成套設(shè)計步驟、建設(shè)方法和管理經(jīng)驗。

將膜技術(shù)用于廢水處理，其設(shè)備控制簡單，系統(tǒng)自動化控制程度高;結(jié)構(gòu)緊湊;模塊化設(shè)計可根據(jù)用戶需求靈活地擴大或縮小;高抗污染的膜材料，耐氧化，使用壽命長;獨特的在線氣水雙洗方法，優(yōu)異的膜通量恢復率;運行費用低廉;可采用氧化性清洗劑進行系統(tǒng)清洗;產(chǎn)水水質(zhì)高，保證了生產(chǎn)需求。

將CMF用于反滲透的預處理，出水水質(zhì)能夠滿足反滲透進水要求，與傳統(tǒng)方法相比，CMF具有處理效果好、運行穩(wěn)定、對原水水質(zhì)波動的適應(yīng)能力強、占地面積小、運行費用低等優(yōu)點，在技術(shù)上有較大突破:

1)采用了微濾膜在線連續(xù)反沖洗技術(shù)，成功解決了傳統(tǒng)中空纖維膜易堵塞，不能連續(xù)工作難題，使連續(xù)膜過濾膜技術(shù)成為可能。

2)將抑菌劑、阻垢劑、在線監(jiān)測、控制系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)，系統(tǒng)性、集成性引入連續(xù)微濾和反滲透裝置。為其應(yīng)用于廢水脫鹽深度處理提供支撐和保障。

參考文獻

［1］陳德強，石鳳林，周古雙，等．連續(xù)膜過濾技術(shù)在市政污水深度處理中的應(yīng)用［J］．中國給水排水，2009，24(總260):64－68．

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