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UF&RO工藝在電鍍廢水回用中的應(yīng)用

放大字體??縮小字體 發(fā)布日期：2012-09-29??瀏覽次數(shù)：642 ??關(guān)注：加關(guān)注
核心提示：摘要：采用UFRO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(jìn)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、T

 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(jìn)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(xiàng)指標(biāo)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(fèi)，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(fèi)，又減少了環(huán)境污染，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
 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(dú)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逑吹裙ば颉Ｔ撈髽I(yè)日排放45 m3，含各種鍍種，為綜合電鍍。現(xiàn)公司建有一套以化學(xué)沉淀為主的處理系統(tǒng)，基本能達(dá)標(biāo)排放。

　　為減少電鍍的排放量，同時(shí)提高水的利用率，該企業(yè)引入U(xiǎn)F&RO工藝，對電鍍進(jìn)行深度處理。
　　1 電鍍
　　該企業(yè)電鍍綜合經(jīng)化學(xué)處理后，各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)如表1。
　　表1 電鍍綜合經(jīng)化學(xué)處理后水質(zhì)指標(biāo)

指標(biāo)
濁度/NTU
TSS/(mg·L-1)
TDS/(mg·L-1)
電導(dǎo)率/(mg·L-1)
Au/ (mg·L-1)
Ag/ (mg·L-1)
Ni/ (mg·L-1)
Cu/ (mg·L-1)
Fe/ (mg·L-1)
水質(zhì)
10.9
5332
2860
5390
0.0471
0.0063
2.500
2.38
2.032
指標(biāo)
Ca/ (mg·L-1)
Mg/ (mg·L-1)
Na/(mg·L-1)
K/(mg·L-1)
Cl-/ (mg·L-1)
SO42-/ (mg·L-1)
PO43-/ (mg·L-1)
NO3-/(mg·L-1)
pH
水質(zhì)
32.32
2.003
527.7
75.35
515.5
516
0.66
85.4
7.0

　　2 工藝流程
　　電鍍回用工藝如圖1所示。處理系統(tǒng)出水流入原水池，經(jīng)潛水泵進(jìn)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(jìn)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(shí)，采用藥液進(jìn)行循環(huán)清洗。超濾濾過水經(jīng)高壓泵進(jìn)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(jìn)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處理系統(tǒng)。為延長反滲透制水時(shí)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(jìn)出壓差增大15％時(shí)，說明膜已被污染，這時(shí)需要進(jìn)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(yáng)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，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(diǎn)。
　　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(shí)現(xiàn)自動進(jìn)水，自動反沖，確保該系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn)行。
　　⑶ 高壓泵
　　原水經(jīng)過預(yù)處理后，已達(dá)到反滲透進(jìn)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(yáng)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(jìn)入反滲透淡水箱。
　　2.2 工藝特點(diǎn)
　　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

水質(zhì)指標(biāo)
UF進(jìn)水
UF出水
濁度/ NTU
10.9
1.0
TSS/ (mg·L-1)
5332
3230
TDS/ (mg·L-1)
2860
1860
電導(dǎo)率/ (μs·cm-1)
5390
4290

　　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(jìn)反滲透系統(tǒng)就能得到有效的保證。
　　2.2.2 RO系統(tǒng)
　　表3  RO系統(tǒng)的處理效果 (Ⅰ)

水質(zhì)指標(biāo)
UF出水
RO出水
濁度/ NTU
1.0
0.47
TSS/ (mg·L-1)
3230
206
TDS/  (mg·L-1)
1860
120
電導(dǎo)率/ (μs·cm-1)
4290
181

　　表4  RO系統(tǒng)的處理效果 (Ⅱ)        mg·L-1

水質(zhì)指標(biāo)
Au
Ag
Ni
Cu
Ca
Mg
Fe
Na
K
NO3-
Cl-
SO42-
PO43-
UF出水
0.025
0.0057
1.64
2.38
14.84
0.78
0.018
51.08
63.07
36.80
107.6
48
0.56
RO出水
0.015
0.0001
0.052
0.25
0.29
0.023
0.0008
32.71
2.56
6.76
46.5
4.2
0

　　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(jìn)水要求。
　　由以上數(shù)據(jù)可說明：UF&RO系統(tǒng)在電鍍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(jìn)水，能夠保證反滲透組件長期穩(wěn)定地運(yùn)行。而反滲透膜具有較高的無機(jī)鹽截留率、單位面積透水量大、水的回收率高等特點(diǎn)，因而UF&RO系統(tǒng)的出水水質(zhì)很高，可以達(dá)到脫鹽水的標(biāo)準(zhǔn)，再經(jīng)混床處理，則能達(dá)到純水甚至高純水的標(biāo)準(zhǔn)，完全能回用于電鍍工藝。

3 工藝經(jīng)濟(jì)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。

 

 

圖2 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。

 

 

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(diǎn)：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。

 

 

圖4 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(fèi)，而且能取代自來水生產(chǎn)純水的工藝，既節(jié)省水費(fèi)，又省去了純水生產(chǎn)工藝，為該企業(yè)贏得了經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

3.2 經(jīng)濟(jì)性分析

該設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)按每天12 h計(jì)，每年開車360 d。

該回用工藝系統(tǒng)造水成本如下。

⑴ 計(jì)算依據(jù)

①裝置實(shí)際產(chǎn)水量 30 m3/d

②工程總投資 12萬元

③電費(fèi)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(fèi)(以總投資計(jì)) 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(fèi)用 0.65元/ (m3產(chǎn)水)

⑩人工費(fèi)(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(fèi)成本 0.45元/ (m3產(chǎn)水)

③膜更換費(fèi)用 0.71元/ (m3產(chǎn)水)

④化學(xué)藥品費(fèi)用 0.65元/ (m3產(chǎn)水)

⑤人工費(fèi) 0.56元/ (m3產(chǎn)水)

⑥維修費(fèi) 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(fù)荷。同時(shí)每天節(jié)約用水30 m3，既有環(huán)境效益又有經(jīng)濟(jì)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(jī)物和含鹽量進(jìn)一步降低，其濁度、TSS、TDS及電導(dǎo)率等各項(xiàng)指標(biāo)均滿足后續(xù)離子交換系統(tǒng)的進(jìn)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(fèi)，而且減少了排污量，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

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