摘要(yao):介紹了(le)膜(mo)技術(shu)應(ying)用(yong)在(zai)電鍍漂洗廢(fei)水(shui)(shui)(shui)處理(li)(li)(li)與回用(yong)中的(de)(de)運(yun)行效果及成本分析的(de)(de)實例。將連(lian)續(xu)(xu)(xu)(xu)膜(mo)過濾技術(shu)(CMF)用(yong)于反滲(shen)透的(de)(de)預處理(li)(li)(li)，采用(yong)微濾膜(mo)在(zai)線(xian)連(lian)續(xu)(xu)(xu)(xu)反沖(chong)洗技術(shu)，成功解決了(le)傳統(tong)中空纖(xian)維膜(mo)易堵塞，不能連(lian)續(xu)(xu)(xu)(xu)工作的(de)(de)難(nan)題(ti)，保證(zheng)了(le)系統(tong)連(lian)續(xu)(xu)(xu)(xu)穩定(ding)運(yun)行。采用(yong)一級二段(duan)式RO(反滲(shen)透)系統(tong)，產(chan)水(shui)(shui)(shui)率(lv)65%，制備(bei)純水(shui)(shui)(shui)180 m3/d，既提(ti)高了(le)產(chan)水(shui)(shui)(shui)率(lv)也可滿足生(sheng)產(chan)用(yong)水(shui)(shui)(shui)要(yao)求(qiu)。將抑菌(jun)劑、阻垢劑、在(zai)線(xian)監測和控制系統(tong)等關鍵技術(shu)，系統(tong)性、集(ji)成性引(yin)入連(lian)續(xu)(xu)(xu)(xu)微濾和反滲(shen)透裝置(zhi)，為其應(ying)用(yong)于廢(fei)水(shui)(shui)(shui)脫鹽深度(du)處理(li)(li)(li)提(ti)供支撐和保障。

關(guan)鍵詞:電(dian)鍍(du)漂洗廢水;膜(mo)系統;反滲透;連續微濾

坐落于天津(jin)經濟(ji)技術開(kai)發區的天津(jin)三(san)環(huan)樂喜新材料(liao)有限公司是一個生(sheng)產(chan)電子(zi)產(chan)品的高科技企(qi)業(ye)(ye)，其(qi)電鍍中心在生(sheng)產(chan)過程中利用(yong)純水與自來水對(dui)電鍍元(yuan)器件進(jin)行清洗，耗水量較大，如何將產(chan)生(sheng)的電鍍漂洗廢水進(jin)行處理(li)并合理(li)回用(yong)，由傳統工業(ye)(ye)化生(sheng)產(chan)模式向生(sheng)態化、環(huan)保型模式轉變，以提高企(qi)業(ye)(ye)的可持續發展能力和企(qi)業(ye)(ye)競爭能力，是企(qi)業(ye)(ye)建設伊(yi)始就認真思(si)考的問題。

反(fan)滲透(tou)是(shi)以外加(jia)壓力克(ke)服滲透(tou)壓的(de)(de)一種膜(mo)分(fen)離(li)技(ji)術(shu)，成(cheng)為(wei)污水資源化技(ji)術(shu)中重要的(de)(de)核心技(ji)術(shu)之一。但是(shi)，如果將廢水不加(jia)預(yu)處理(li)直接應用(yong)于(yu)反(fan)滲透(tou)，會(hui)造成(cheng)反(fan)滲透(tou)膜(mo)流通量迅速降(jiang)低，頻(pin)繁清洗會(hui)使反(fan)滲透(tou)膜(mo)組件使用(yong)壽命降(jiang)低，因此選擇適當的(de)(de)預(yu)處理(li)設施(shi)是(shi)保證反(fan)滲透(tou)膜(mo)正常連續、穩定(ding)運行的(de)(de)關鍵［1］。

連續(xu)膜(mo)過(guo)(guo)濾技術(shu)(CMF)是國(guo)內(nei)外最新(xin)發(fa)展(zhan)起(qi)來的一(yi)種新(xin)型膜(mo)處理(li)技術(shu)。它以(yi)中(zhong)空纖維微濾膜(mo)、超濾膜(mo)為(wei)中(zhong)心(xin)處理(li)單元，配以(yi)特殊(shu)設計的管路(lu)、閥(fa)門、預處理(li)單元、自清(qing)洗(xi)單元、加藥單元和可編(bian)程控制(zhi)器(qi)(PLC)自控單元等(deng)，形成閉路(lu)連續(xu)操作系統。當(dang)處理(li)液(ye)在一(yi)定壓力下通過(guo)(guo)微濾膜(mo)，達到物理(li)分離的目標。

由(you)于(yu)其技(ji)(ji)術(shu)(shu)方(fang)面(mian)的(de)優(you)越性，短短十(shi)年，CMF已成(cheng)(cheng)為污水(shui)處(chu)理(li)方(fang)面(mian)的(de)主(zhu)流(liu)設(she)計技(ji)(ji)術(shu)(shu)。因此天津三(san)環(huan)樂喜新材料(liao)有限公司(si)，以在(zai)國(guo)內(nei)外(wai)目前水(shui)處(chu)理(li)市場前景非常看好的(de)膜技(ji)(ji)術(shu)(shu)為主(zhu)體(ti)(ti)，進行系統技(ji)(ji)術(shu)(shu)集成(cheng)(cheng)，以連(lian)續膜過濾(lv)(lv)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(CMF)為反滲透的(de)重要(yao)前處(chu)理(li)設(she)施，同時連(lian)續微濾(lv)(lv)膜過濾(lv)(lv)后的(de)水(shui)可以直接供給(gei)廠內(nei)低(di)端用水(shui)，形成(cheng)(cheng)了獨特的(de)技(ji)(ji)術(shu)(shu)設(she)備，提高企業的(de)整體(ti)(ti)環(huan)保水(shui)平。

1·廢水來源與水量

生(sheng)產中(zhong)不同的工(gong)序(xu)(xu)(xu)(xu)分(fen)別使(shi)用(yong)(yong)自(zi)來(lai)(lai)(lai)水(shui)(shui)或純(chun)水(shui)(shui)作為(wei)(wei)漂(piao)洗(xi)(xi)(xi)(xi)水(shui)(shui)，處理(li)與回(hui)用(yong)(yong)系(xi)統總進水(shui)(shui)量(liang)為(wei)(wei)280m3/d。其來(lai)(lai)(lai)水(shui)(shui)分(fen)別為(wei)(wei):酸洗(xi)(xi)(xi)(xi)工(gong)序(xu)(xu)(xu)(xu)漂(piao)洗(xi)(xi)(xi)(xi)水(shui)(shui)45 m3/d(使(shi)用(yong)(yong)自(zi)來(lai)(lai)(lai)水(shui)(shui))、脫脂工(gong)序(xu)(xu)(xu)(xu)漂(piao)洗(xi)(xi)(xi)(xi)水(shui)(shui)45 m3/d(使(shi)用(yong)(yong)自(zi)來(lai)(lai)(lai)水(shui)(shui))、活(huo)化工(gong)序(xu)(xu)(xu)(xu)漂(piao)洗(xi)(xi)(xi)(xi)水(shui)(shui)10 m3/d(使(shi)用(yong)(yong)自(zi)來(lai)(lai)(lai)水(shui)(shui))、鍍(du)鎳工(gong)序(xu)(xu)(xu)(xu)漂(piao)洗(xi)(xi)(xi)(xi)水(shui)(shui)120m3/d(使(shi)用(yong)(yong)純(chun)水(shui)(shui))、鍍(du)銅工(gong)序(xu)(xu)(xu)(xu)漂(piao)洗(xi)(xi)(xi)(xi)水(shui)(shui)40 m3/d(使(shi)用(yong)(yong)純(chun)水(shui)(shui))、鍍(du)鋅(xin)工(gong)序(xu)(xu)(xu)(xu)漂(piao)洗(xi)(xi)(xi)(xi)水(shui)(shui)10m3/d(使(shi)用(yong)(yong)純(chun)水(shui)(shui))、鍍(du)鉻工(gong)序(xu)(xu)(xu)(xu)漂(piao)洗(xi)(xi)(xi)(xi)水(shui)(shui)10 m3/d(使(shi)用(yong)(yong)純(chun)水(shui)(shui))。2處理(li)工(gong)藝(yi)流(liu)程在天(tian)津三環(huan)樂喜新材料有限公司建(jian)立了(le)180 t/d回(hui)用(yong)(yong)示范工(gong)程，對電鍍(du)生(sheng)產過程中(zhong)各種漂(piao)洗(xi)(xi)(xi)(xi)水(shui)(shui)進行(xing)處理(li)并回(hui)用(yong)(yong)。處理(li)回(hui)用(yong)(yong)系(xi)統以連續膜(mo)過濾(CMF)和(he)反滲透(RO)為(wei)(wei)主要構成(cheng)。RO配置了(le)8吋卷式超低壓(ya)抗污堵膜(mo)元件，CMF配置了(le)專(zhuan)(zhuan)利(li)聚偏(pian)氟乙烯(xi)(PVDF)中(zhong)空纖維膜(mo)組件和(he)專(zhuan)(zhuan)利(li)外壓(ya)清洗(xi)(xi)(xi)(xi)和(he)氣洗(xi)(xi)(xi)(xi)工(gong)藝(yi)。系(xi)統集(ji)膜(mo)分(fen)離技(ji)(ji)術和(he)PLC控制技(ji)(ji)術于一體(ti)，使(shi)設備的運(yun)行(xing)、自(zi)清洗(xi)(xi)(xi)(xi)、化學清洗(xi)(xi)(xi)(xi)等操(cao)作完(wan)全由PLC自(zi)動控制完(wan)成(cheng)(也可現場手動操(cao)作)。處理(li)工(gong)藝(yi)見圖1:

進(jin)入純水(shui)系(xi)統(tong)的酸洗漂洗水(shui)經中(zhong)和處理(li)后PH被控制(zhi)在9～10進(jin)入系(xi)統(tong)調節池(chi)，在調節池(chi)中(zhong)與其它來水(shui)發(fa)生微絮凝反應，Cr3+、Ni2+、Zn2+、Cu2+等金屬(shu)離子與OH－反應，部分生成(cheng)絮體。

采用一級二(er)段式RO(反滲透)系統，可以保證系統連續穩定運行，產水(shui)率65%，制備純(chun)水(shui)180 m3/d，滿(man)足生(sheng)(sheng)產使(shi)用。排濃鹽水(shui)100 m3/d至化學(xue)廢(fei)水(shui)處理站與(yu)生(sheng)(sheng)產中其它廢(fei)水(shui)一并處理達(da)標后排放。

1)預過(guo)濾系統

預(yu)過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)為兩(liang)級(ji)過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)，第(di)1級(ji)過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)采用石英(ying)砂過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)器，去(qu)除50μm以上(shang)(shang)的微粒。第(di)2級(ji)采用保安(an)過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)器，去(qu)除5μm以上(shang)(shang)的微粒、膠體、鐵(tie)銹等(deng)雜質。

2)CMF過(guo)濾系統

主要包(bao)括(kuo)膜(mo)組(zu)(zu)件(jian)(jian)、機架、閥(fa)門等(deng)，膜(mo)組(zu)(zu)件(jian)(jian)采用(yong)天(tian)津(jin)膜(mo)天(tian)科技有限公司(si)生產的(CMF)中(zhong)空纖維膜(mo)組(zu)(zu)件(jian)(jian)，該(gai)組(zu)(zu)件(jian)(jian)為(wei)中(zhong)空纖維外(wai)壓(ya)(ya)式膜(mo)，材質為(wei)PVDF，膜(mo)孔徑≤0．2μm，具有通量大、操作壓(ya)(ya)力低(di)(di)、耐污染和易清洗(xi)等(deng)特點，可保證在規定工藝條件(jian)(jian)中(zhong)長期運行(xing)使用(yong)。產水(shui)(shui)透(tou)過膜(mo)進入(ru)CMF產水(shui)(shui)水(shui)(shui)箱，供低(di)(di)端(duan)沖洗(xi)和反滲(shen)透(tou)制水(shui)(shui)使用(yong)。

3)RO系統

采用一(yi)級兩段反滲(shen)透系(xi)統，主要(yao)包括膜組件、機架、閥門等(deng)，膜組件采用美國海德能公司生產(chan)(chan)(chan)的(de)8吋膜組件，材(cai)質為芳香族(zu)聚(ju)酰胺復合材(cai)料(liao)，具有通量大、操作壓(ya)力(li)低、耐(nai)污染和易清洗等(deng)特點，可保證在(zai)規定工藝(yi)條(tiao)件中長期運行使用。產(chan)(chan)(chan)水透過膜進(jin)入RO產(chan)(chan)(chan)水水箱供生產(chan)(chan)(chan)使用。

4)供水系統

供水(shui)系統由供水(shui)泵以及(ji)管路閥門等組(zu)成。供水(shui)泵采用(yong)變頻(pin)供電。PLC采集供水(shui)母管的壓力，經(jing)PID調(diao)節(jie)控制(zhi)供水(shui)泵的轉速(su)，達到使供水(shui)母管恒壓的目(mu)的。

5)反沖(chong)洗系統(tong)

反(fan)沖洗系統包括反(fan)洗泵(beng)、加藥(yao)泵(beng)及(ji)相(xiang)應(ying)管路(lu)、閥門組(zu)成，作用是在(zai)(zai)膜(mo)組(zu)件(jian)污染后對其進行在(zai)(zai)線(xian)氣(qi)水清洗，保證膜(mo)組(zu)件(jian)正常(chang)、高效(xiao)運行。反(fan)沖洗過(guo)程(cheng)包括氣(qi)水雙洗、大流量反(fan)沖、排(pai)污等過(guo)程(cheng)，在(zai)(zai)反(fan)洗過(guo)程(cheng)中加入化學藥(yao)品，可有效(xiao)地洗脫(tuo)膜(mo)表面的各種(zhong)污染物。

6)壓(ya)縮空(kong)氣系(xi)統

 壓縮(suo)(suo)空氣系(xi)統包括空氣壓縮(suo)(suo)機、空氣儲罐及(ji)相應管路閥門等，作用是為系(xi)統的自動閥門提供(gong)動力(li)，在系(xi)統反洗過程(cheng)中提供(gong)壓縮(suo)(suo)空氣，提高清洗效果(guo)。

7)化(hua)學清洗系統

化學清洗系統(tong)包括酸洗泵、堿洗泵及相(xiang)應管路閥門等，作用是當膜系統(tong)污(wu)染(ran)較為(wei)嚴重時，投加藥劑對(dui)系統(tong)進行有效的清洗。  

8)自控(kong)系(xi)統  

自控系統(tong)由PLC、流(liu)量傳感(gan)器、壓力(li)傳感(gan)器、變頻器、觸摸屏等組成。其作用(yong)(yong)是通(tong)過流(liu)量傳感(gan)器和變頻器對膜裝置運行(xing)中的(de)工作與清(qing)洗狀(zhuang)態(tai)進(jin)行(xing)控制，采(cai)用(yong)(yong)壓力(li)檢測實(shi)現超運行(xing)壓力(li)時自動進(jin)入清(qing)洗狀(zhuang)態(tai)。

3·處理效果

電(dian)鍍生(sheng)產(chan)中各(ge)種(zhong)漂洗(xi)水經過微(wei)濾和反滲透系(xi)統(tong)處理后(hou)，滿足生(sheng)產(chan)用水要求直接回用于電(dian)鍍生(sheng)產(chan)過程(cheng)中。具體的處理效果見表(biao)1:

4·效益(yi)分(fen)析

2007年(nian)10月(yue)處(chu)理(li)系統(tong)(tong)投入(ru)運行，至2011年(nian)8月(yue)更換(huan)反滲(shen)透膜，累(lei)計處(chu)理(li)各類電鍍漂(piao)洗水近31萬t，制備純(chun)水20余萬t返回生(sheng)產使用(yong)。系統(tong)(tong)運行費用(yong)約為6．95元/t水(包(bao)含了(le)膜組件更換(huan)、設(she)備折舊、藥劑、電費、人工(gong)等費用(yong))，低(di)于自來水費(天津市工(gong)業用(yong)水7.2元/t)，企業生(sheng)產得到保證的同(tong)時降低(di)了(le)生(sheng)產成本，也減(jian)少(shao)了(le)廢水排放量。

5·結論

經過四年(nian)來的工程性運行，通過天津三環樂喜新材料(liao)有限公司電鍍漂(piao)洗(xi)廢(fei)水(shui)深度(du)(du)處(chu)理(li)與(yu)回用系統(tong)的開發，已經形成(cheng)電鍍漂(piao)洗(xi)廢(fei)水(shui)深度(du)(du)處(chu)理(li)成(cheng)套(tao)設計步驟、建設方法和管理(li)經驗。

將膜(mo)技術用于廢水(shui)處理，其設備控制(zhi)簡(jian)單，系(xi)統自(zi)動(dong)化控制(zhi)程(cheng)度高;結(jie)構(gou)緊湊;模塊化設計可(ke)根據(ju)用戶(hu)需求(qiu)靈活地擴大或縮小;高抗污染的膜(mo)材(cai)料，耐氧化，使用壽命長;獨特的在線氣水(shui)雙洗方法，優異的膜(mo)通(tong)量恢(hui)復率;運(yun)行費(fei)用低(di)廉(lian);可(ke)采用氧化性(xing)清洗劑進(jin)行系(xi)統清洗;產水(shui)水(shui)質高，保證了生產需求(qiu)。

將CMF用于反滲透的預處(chu)(chu)理，出水(shui)水(shui)質(zhi)能夠滿足(zu)反滲透進(jin)水(shui)要求，與(yu)傳統方法相(xiang)比，CMF具(ju)有(you)處(chu)(chu)理效果好、運行穩定、對(dui)原水(shui)水(shui)質(zhi)波(bo)動的適應能力強(qiang)、占地面積(ji)小、運行費用低等優點，在技術上有(you)較大突破:

1)采用(yong)了微濾(lv)膜在線(xian)連(lian)續反沖洗技(ji)術(shu)，成功解決了傳統中空(kong)纖維膜易堵(du)塞(sai)，不(bu)能連(lian)續工(gong)作難題，使連(lian)續膜過(guo)濾(lv)膜技(ji)術(shu)成為(wei)可能。

2)將(jiang)抑菌(jun)劑、阻(zu)垢(gou)劑、在線監測、控制系統等關鍵(jian)技術，系統性、集成性引入(ru)連續微(wei)濾和(he)反滲(shen)透裝置。為其應用于(yu)廢水(shui)脫鹽(yan)深度(du)處理提供(gong)支撐和(he)保(bao)障。

參考文獻

［1］陳德(de)強，石鳳林，周古雙，等(deng)．連續膜(mo)過濾技(ji)術在市政污水深度處(chu)理中的應用［J］．中國給水排水，2009，24(總260):64－68．

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