【導(dǎo)讀】華美（臺山）五金制品有限公司。電鍍廢水處理改造及回用工程。廣東新大禹環(huán)境工程有限公司-II-

　　

【正文】 6 萬噸。日本在橫濱建設(shè)一個規(guī)模達(dá)每天 20 萬噸的飲用水 處理站 。美國還計劃建造用膜技術(shù)日處理 100 萬噸的飲用水 處理站 。 ? 膜分離是利用一張?zhí)厥庵圃斓摹⒕哂羞x擇透過性能的薄膜，在外力推動下對混合物進(jìn)行分離、提純、濃縮的一種過程。其中所采用的薄膜必須具有使有的物質(zhì)可以通過，有的物質(zhì)不能通過的特性。膜的材料和形態(tài)各異，可以是有機(jī)的或無機(jī)的，也可以是固態(tài)的、液態(tài)的或氣態(tài)的。推動膜分離過程的外力可以是壓力差、電位差、濃度差、溫度差或濃度差加化學(xué)反應(yīng)。 ? 目前，已有微濾、超濾、納濾、反滲透等膜在不同過程和 眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，成為替代傳統(tǒng)技術(shù)，提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。以飲用水處理為例，隨著工業(yè)的發(fā)展，天然水中的農(nóng)藥和 三致 （致癌、致畸、致突變）特質(zhì)不斷增加，而這些物質(zhì)都是傳統(tǒng)處理技術(shù)無法除掉的。因此，為了保證人民飲水的清潔，發(fā)達(dá)國家已開始用膜技術(shù)逐步取代傳統(tǒng)的飲用水處理技術(shù)。 ? 在廢水處理和回用方面，膜分離技術(shù)的應(yīng)用也十分廣泛。由于在膜分離過程中不加入任何其他物質(zhì)，因此膜技術(shù)凈化廢水的過程同時也使有用物質(zhì)得以回收，產(chǎn)品質(zhì)量或生產(chǎn)效率得以提高，成本降低，能耗與物耗減少，污染消除或減輕，因而是名副其實(shí)的環(huán)保生產(chǎn)技術(shù)。比如，采用超濾膜處理電泳漆廢水，不僅處理后的水可以回用于清洗，而且分離出的涂料也可以回用；采用納濾膜處理染料華美（臺山）五金制品有限公司 850t/d 電鍍廢水 改造及 510t/d 回用 工程設(shè)計方案 廣東新大禹環(huán)境工程有限公司 23 廢水，不僅可以凈化水，還可回收染料。 ? 表 22 總結(jié)了通常采用的 廢水 資源化處理技術(shù)及其對不同污染物的去除作用。 表 22 不同 廢水 資源化處理技術(shù)及其應(yīng)用對象 處理技術(shù) 處理對象 懸浮物 微生物 有機(jī)物 無機(jī)物 氮 磷 嗅 混凝 ++ + + + 過濾 ++ 活性炭吸附 + + ++ ++ ++ 土地滲濾 ++ ++ + + + + 離子交換 ++ + + 臭氧氧化 ++ ++ + 氯氧化 ++ + + 紫外線照射 ++ 膜分離技術(shù) ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ 注： “+”表示 能部分去除， “++”表示 能大量去除。 ? 表 23 列舉了幾種常用 廢水 資源化處理工藝在處理 廢水 時的出水水質(zhì)。 表 23 幾種常用 廢水 資源化處理工藝的出水水質(zhì) 處理工藝 出水水質(zhì) SS mg/L BOD5 mg/L COD mg/L TN mg/L NH3N mg/L PO43－ mg/L 濁度 NTU 過濾 4~6 5~10 30~70 15~35 15~25 4~10 3~5 過濾 +活性炭吸附 5 5 5~20 15~30 15~25 4~10 ~3 過濾 +活性炭吸附 +膜分離 1 1 5~10 2 2 1 ~1 華美（臺山）五金制品有限公司 850t/d 電鍍廢水 改造及 510t/d 回用 工程設(shè)計方案 廣東新大禹環(huán)境工程有限公司 24 ? 從表 22 可以看出，膜分離技術(shù)在懸浮物、微生物、有機(jī)物、無機(jī)物、氮、磷及嗅味的除去方面均優(yōu)于其他技術(shù)，其綜合性能的優(yōu)勢十分明顯。 ? 從表 23 可以看出，隨著增加膜分離的后處理工藝， SS、 BOD5 、COD、 TN、 NH3N、 PO43－ 、濁度的除去率大幅提高，且滿足回用水的要求，可以說 ，膜分離技術(shù)是 廢水 資源化處理的最后把關(guān)工藝。 膜分離技術(shù)的比 選 ? 用于 廢水 處理和回用的膜工藝主要是壓力驅(qū)動的膜，按照膜能有效地去除的污染物的大小來分類，可分為微濾（ MF）、超濾（ UF）、納濾（ NF）和反滲透（ RO）等。 表 24 膜法水處理的效果比較表 參數(shù) 處理后 水質(zhì) 典型的 去除率 （ %） 去除效果 MF UF NF RO 活性炭 +UF/MF 濁度 97 ★ ★ ★ ★ ★ 色度 5 90 部分 部分 ★ 100% ★ 鐵 80 部分 部分 ★ ★ ★ 錳 90 部分 部分 ★ ★ ★ 鋁 90 部分 部分 ★ ★ 部分 硬度 無 無 中等 好 無 無 硫酸鹽 無 無 ≥90% ≥99% 無 氯化物 無 無 2090% ≥99% 無 三鹵甲烷 部分 部分 9099% ≥90% ≤70% 鹵乙酸 無 部分 ≥80% ≥90% TOC 2040% ≤50% 9099% ≥90% ≤75% 華美（臺山）五金制品有限公司 850t/d 電鍍廢水 改造及 510t/d 回用 工程設(shè)計方案 廣東新大禹環(huán)境工程有限公司 25 大腸菌群 0 100 LR6 100% 100% 100% 糞大腸菌 0 100 LR 100% 100% 100% 隱孢子蟲 0 100 100% 100% 100% 100% ★ 表示去除效果很好，表中空白處表示無相關(guān)數(shù)據(jù) ? 微濾（ MF）、超濾（ UF）對濁度、膠體和細(xì)菌具有很好的去除效果，而對色度、無機(jī)物、有機(jī)物的去除效果不理想，因此需要與其他技術(shù)，例如化學(xué)藥劑（絮凝劑、氧化劑）、粉末活性炭相結(jié)合的組合工藝才能達(dá)到較好的處理效果。 ? 反滲透（ RO）對離子的截留沒有選擇性，對有機(jī)物、各種鹽類均有相當(dāng)高的脫除率。目前廣泛應(yīng)用于海 水淡化、純水和高純水的制備等各項(xiàng)領(lǐng)域。電子行業(yè)的高純水廣泛采用 RO 技術(shù)。 ? 納濾膜的研究開發(fā)是從反滲透基礎(chǔ)上衍生出來的。在 80 年代中商品化，其孔徑范圍在 nm 級，其對分子質(zhì)量截留在 nm 級。納濾膜由于結(jié)構(gòu)和表面性能的不同，而性能各異，難以用一個標(biāo)準(zhǔn)來評價其優(yōu)劣和性能。但大多數(shù)膜用 NaCl 的截留率做為性能指標(biāo)之一，一般在 20％～ 90％，看膜的性能而定。其操作壓力比反滲透法要大大降低能耗，其運(yùn)行壓力一般在 ～ 兆帕左右，運(yùn)行成本相對比反滲透便宜。目前國外很多大型飲用水系統(tǒng)都采用納濾膜 。由于納濾膜多帶有負(fù)電荷， 通過靜電作用，可阻礙多價離子（特別是多價陰離子）的透過性。對多數(shù)納濾膜而言，對于陰離子的截留率按照下列順序遞增： NO Cl、 OH、 SO4 CO32；而對于陽離子的截留遞增順序?yàn)?H+、 Na+、 K+、 Ca2+、 Mg2+、 Cu2+。截留率的濃度相關(guān)性能主要是由道南平衡引起的。根據(jù)道南平衡，進(jìn)料溶液中的單價離子濃度越高，微孔中的濃度也越高。因此，最終在透過液中的濃度也越高，即膜的截留率隨著濃度的增加而下降。 華美（臺山）五金制品有限公司 850t/d 電鍍廢水 改造及 510t/d 回用 工程設(shè)計方案 廣東新大禹環(huán)境工程有限公司 26 ? 綜上所述，納濾（ NF）在 廢水 回用方面，與微濾、超濾膜技術(shù)相比，無論對色度、無機(jī)物、有機(jī)物的去除 ，還是濁度、膠體和細(xì)菌的去除，具有一定的優(yōu)勢。對于多價鹽的去除率有 90％以上，對于一價離子有 10～ 90％的去除率，總的來說出水比反滲透略差。但比反滲透的優(yōu)勢是在低壓下，具有更大的流通量，從運(yùn)行電耗方面僅為反滲透的 1/3~1/4，甚至更低。 ? 綜上所述，采用膜技術(shù)對廢水進(jìn)行分離軟化而達(dá)到飲用水的要求，納濾膜和 RO 膜分離技術(shù)將是廢水回用的兩大選擇。以下將對該兩類膜技術(shù)的選用作出具體論述和選擇。 回用工藝的確定 ? 根據(jù)各種膜的去除性能，表 26 的水經(jīng)過陶氏系列膜分離后水質(zhì)如下： ? 表 26 項(xiàng) 目 水洗水水質(zhì) 飲用水 水質(zhì) 納濾膜出水 RO 膜出水 水質(zhì) 去除率 水質(zhì) 去除率 硬度 300mg/L 300mg/L 30mg/L 90％ 3mg/L 99％ 硫酸鹽 1000mg/L 100mg/L 100mg/L 90％ 10mg/L 99％ 氯化物 500mg/L 250mg/L 200mg/L 60％ 5mg/L 99％ 高錳酸鉀消耗量（ CODMn5以氧計） 10mg/L 2mg/L 1mg/L 90％ 1mg/L 90％ ? 對比納濾膜和 RO 膜的產(chǎn)水水質(zhì)，經(jīng)過混凝沉淀各重 金屬達(dá)標(biāo)的水質(zhì)，經(jīng)過納濾膜后水質(zhì)勉強(qiáng)符合飲用水要求，經(jīng)過 RO 膜后水質(zhì)華美（臺山）五金制品有限公司 850t/d 電鍍廢水 改造及 510t/d 回用 工程設(shè)計方案 廣東新大禹環(huán)境工程有限公司 27 遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于自來水水質(zhì)，也可以放心作為車間生產(chǎn)線上用水。 ? 根據(jù)各種膜的去除性能，目前生產(chǎn)廠家生產(chǎn)出一些大通量超低壓的 RO 膜，其運(yùn)行壓力和納濾膜差不多，在 兆帕左右可以達(dá)到99％的脫鹽率 。而且考慮到膜的透鹽率會每年遞增 10～ 15％，也就是說一年后膜的脫鹽率將會降低 10～ 15％。 ? 綜上所述，根據(jù)車間的排水情況和用水情況，本工程采取大通量的 超低壓反滲透抗污染膜 對 回用 水進(jìn)行膜分離后達(dá)到自來水水質(zhì)回用到電鍍車間生產(chǎn)線上。 回用處理工藝流程說明 ? 工藝流 程圖如下： ? 中間水 箱 中間水 箱 能對系統(tǒng)的給水起到水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)作用，防止給水水量達(dá)標(biāo)排放水 中間水箱 原水泵 多介質(zhì)過濾器 超濾裝置 高壓泵 反滲透主機(jī) 超濾反洗裝置 超濾水箱 精密過濾器 純 水箱 化學(xué)清洗裝置 用水點(diǎn) 濃水 至膜分離濃液貯池 濃水 至膜分離濃液貯池 殺菌劑計量裝置 阻垢劑計量裝置 活性炭吸附 華美（臺山）五金制品有限公司 850t/d 電鍍廢水 改造及 510t/d 回用 工程設(shè)計方案 廣東新大禹環(huán)境工程有限公司 28 和水質(zhì)的不穩(wěn)定對生產(chǎn)造成影響，對來水中的雜質(zhì)起一定的沉淀作用。原水箱中設(shè)置高、低水位控制裝置。 ? 原水泵 原水增壓泵提供預(yù)處理系統(tǒng)正常工作的動力源。原水泵設(shè)置高過熱保護(hù)器、壓力控制器，出現(xiàn)故障自動報警。 ? 多介質(zhì)過濾 多 介質(zhì)過濾器用以除去水中的微粒、懸浮物、膠體物和藻類物質(zhì)，降低 SDI 值，提高后續(xù)系統(tǒng)的使用壽命和出水水質(zhì)。多介質(zhì)過濾器反沖洗采用氣水聯(lián)合反沖洗。 ? 活性炭過濾 活性炭過濾，對 微生物、 有機(jī)物進(jìn)行吸附、分離去除，同時可吸附色與味，保護(hù)反滲透膜?；钚蕴繛V器反沖洗采用氣水聯(lián)合反沖洗。 ? 超濾裝置 超濾裝置可以進(jìn)一步去除水中的懸浮物、膠體、有機(jī)大分子的雜質(zhì)，提高后續(xù)處理設(shè)備的進(jìn)水水質(zhì)和延長設(shè)備使用壽命。 ? 超濾反洗裝置和化學(xué)清洗系統(tǒng) 由于超濾膜上的微孔很小，可以有效除去各種水中懸浮顆粒、膠體、細(xì)菌和大分子有機(jī)物等，這些截留物質(zhì)可能會在膜的內(nèi)表面集聚，所以需要對超濾膜組件進(jìn)行定期的反沖洗和化學(xué)清洗。 ? 超濾水箱 超濾水箱對反滲透系統(tǒng)的給水起到水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)作用，同時為超濾系統(tǒng)的反洗提供水源。防止給水水量 和水質(zhì)的不穩(wěn)定對生產(chǎn)造成影響，超濾水箱中設(shè)置高、低水位控制裝置。 ? 增壓泵 增壓泵提供 RO 給水高壓泵的進(jìn)水，設(shè)置高過熱保護(hù)器、壓力控制器，出現(xiàn)故障自動報警。 華美（臺山）五金制品有限公司 850t/d 電鍍廢水 改造及 510t/d 回用 工程設(shè)計方案 廣東新大禹環(huán)境工程有限公司 29 ? 阻垢劑投加裝置 阻垢劑計量裝置用于投加阻垢劑，防止反滲透濃水端特別是最后一跟膜元件出現(xiàn) CaCO MgCO MgSO CaSO4等化學(xué)性結(jié)垢而破壞膜元件。 ? 1u精密過濾器 可去除由于阻垢劑的投加而可能帶來的沒有溶解的固體顆粒，同時可預(yù)防由于超濾系統(tǒng)出現(xiàn)故障時對后續(xù) RO系統(tǒng)的影響。 ? 高壓泵 高壓泵的設(shè)置是為了使反滲透的進(jìn)水達(dá)到一定的壓力，讓逆滲透過程得 以進(jìn)行，即克服滲透壓使水分子透過反滲透膜到達(dá)淡水層。高壓泵是 RO 系統(tǒng)主要組成部分，它向膜元件提供平穩(wěn)、不間斷的流量和合適的壓力。 ? 反滲透裝置 反滲透是一種利用高分子膜進(jìn)行物質(zhì)分離的過程，可以從水中除去90%以上的溶解鹽類及 99%以上班的膠體、微生物、有機(jī)物等，用反滲透脫鹽比一般蒸餾或離子交換脫鹽具有更高的效率和經(jīng)濟(jì)性。 ? RO 水 箱 純水箱用于存儲純水，對系統(tǒng)工況運(yùn)行進(jìn)行合理調(diào)度。純水箱中設(shè)置高、低水位控制裝置，當(dāng)水箱高液位時反滲透系統(tǒng)即停止運(yùn)行。 ? 反滲透裝置清洗 長期運(yùn)行后，反滲透膜面上會積累各種污染物，導(dǎo)致 性能下降，除日常低壓沖洗外，需定期進(jìn)行化學(xué)清洗，以恢復(fù)其性能。 ? 反滲透膜污染的一般特征 污染原因 一般特征 鹽透過率 膜的壓損 產(chǎn)水量 金屬氧化物 (Fe、 Mn、 Ca 等 ) 增加速度快 ≥2倍 增加速度快 ≥2倍 急速降低華美（臺山）五金制品有限公司 850t/d 電鍍廢水 改造及 510t/d 回用 工程設(shè)計方案 廣東新大禹環(huán)境工程有限公司 30 2025% 鈣沉淀物 (CaCO CaSO4) 增加 1025% 增加 1025% 稍微減