電鍍是利用化學和(he)電化學方法在金(jin)(jin)屬或在其它材(cai)料(liao)表面鍍上各種金(jin)(jin)屬。電鍍技術廣泛應(ying)用于機器制(zhi)造、輕(qing)工、電子等行業。  

電(dian)(dian)鍍(du)廢(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)的成分非常(chang)復雜，除含(han)(han)氰(CN-)廢(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)和酸堿廢(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)外，重(zhong)金屬廢(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)是電(dian)(dian)鍍(du)業潛在危害性(xing)極(ji)大的廢(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)類別(bie)。根據重(zhong)金屬廢(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)中所含(han)(han)重(zhong)金屬元素進(jin)行分類，一(yi)般可以分為含(han)(han)鉻(Cr)廢(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)、含(han)(han)鎳(nie)(Ni)廢(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)、含(han)(han)鎘(Cd)廢(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)、含(han)(han)銅(Cu)廢(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)、含(han)(han)鋅(Zn)廢(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)、含(han)(han)金(Au)廢(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)、含(han)(han)銀(Ag)廢(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)等。電(dian)(dian)鍍(du)廢(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)的治(zhi)理(li)(li)在國內外普遍受到重(zhong)視，研制出多種治(zhi)理(li)(li)技術，通(tong)過將有(you)(you)毒治(zhi)理(li)(li)為無毒、有(you)(you)害轉化為無害、回收(shou)(shou)貴重(zhong)金屬、水(shui)循(xun)環(huan)使用等措施消除和減少重(zhong)金屬的排放(fang)量。隨(sui)著電(dian)(dian)鍍(du)工業的快速發展和環(huan)保要(yao)求的日益提(ti)高，目(mu)前，電(dian)(dian)鍍(du)廢(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)治(zhi)理(li)(li)已(yi)開(kai)始進(jin)入清(qing)潔生產工藝、總量控制和循(xun)環(huan)經濟(ji)整合階段，資源回收(shou)(shou)利用和閉路循(xun)環(huan)是發展的主流方向(xiang)。  

1電鍍重金屬廢水治理技術的現狀  

傳(chuan)統的電(dian)(dian)鍍廢(fei)水(shui)處(chu)理(li)方法(fa)(fa)有：化學法(fa)(fa)，離子交換法(fa)(fa)，電(dian)(dian)解(jie)法(fa)(fa)等。但傳(chuan)統方法(fa)(fa)處(chu)理(li)電(dian)(dian)鍍廢(fei)水(shui)存在如下問(wen)題：  

(1)成本過高——水(shui)無法循環利用，水(shui)費(fei)與污水(shui)處(chu)理費(fei)占總生(sheng)產成本的15%~20%;  

(2)資源浪費——貴(gui)重金(jin)屬排放到水體中，無法(fa)回(hui)收利用;  

(3)環境污(wu)染——電鍍(du)廢水(shui)中的重金屬為“永遠(yuan)性污(wu)染物”，在生物鏈中轉移和積累，最終危害人類(lei)健康。  

采用(yong)膜法技術為電鍍廢水處理提(ti)供完美解決方案，促進電鍍工業技術升級。其(qi)主要特點：  

(1)降低成本——水與貴重金(jin)屬(shu)循環利用，減(jian)少材(cai)料消耗  

(2)回收資源——貴重(zhong)金(jin)屬回收利用  

(3)保護環(huan)境——廢水零排(pai)放或微排(pai)放  

電鍍生產過程(cheng)中的(de)(de)高(gao)用水(shui)(shui)量以及排放(fang)出的(de)(de)重(zhong)(zhong)金(jin)屬對水(shui)(shui)環境(jing)的(de)(de)污(wu)染(ran)，極大(da)(da)地(di)制約了電鍍工(gong)業的(de)(de)可(ke)持續(xu)發展。傳(chuan)統的(de)(de)電鍍廢水(shui)(shui)處(chu)理工(gong)藝成本過高(gao)，重(zhong)(zhong)金(jin)屬未(wei)經回收(shou)便排放(fang)到水(shui)(shui)體中，極易(yi)對生物造(zao)成危(wei)害。而膜(mo)分離技術(shu)對水(shui)(shui)與(yu)重(zhong)(zhong)金(jin)屬進行(xing)循環利用，經過膜(mo)分離技術(shu)處(chu)理的(de)(de)電鍍廢水(shui)(shui)，可(ke)以實現重(zhong)(zhong)金(jin)屬的(de)(de)“零排放(fang)”或“微排放(fang)”，使生產成本大(da)(da)大(da)(da)降低。  

利用(yong)膜分離技(ji)術，可(ke)從(cong)電(dian)鍍(du)廢(fei)水中回(hui)收(shou)重金(jin)屬和(he)水資源(yuan)，減(jian)(jian)(jian)輕(qing)或(huo)杜(du)絕它對環境的(de)(de)污染，實(shi)現(xian)電(dian)鍍(du)的(de)(de)清潔生產，對附加值較高(gao)的(de)(de)金(jin)、銀、鎳(nie)、銅等(deng)電(dian)鍍(du)廢(fei)水用(yong)膜分離技(ji)術可(ke)實(shi)現(xian)閉路循環，并產生良好的(de)(de)經濟效益。對于綜合(he)電(dian)鍍(du)廢(fei)水，經過簡(jian)單的(de)(de)物理(li)化學法處理(li)后，采用(yong)膜分離技(ji)術可(ke)回(hui)用(yong)大部分水，回(hui)收(shou)率可(ke)達60%～80%，減(jian)(jian)(jian)少污水總排放量，削減(jian)(jian)(jian)排放到(dao)水體(ti)中的(de)(de)污染物。  

反滲透系統(tong)在日常的(de)(de)(de)運行(xing)中，難免(mian)會出現系統(tong)的(de)(de)(de)無機物結垢(gou)、膠體顆粒物的(de)(de)(de)沉積、微生物的(de)(de)(de)滋生、化學污染以及其它問題(ti)，這些因素影(ying)響著系統(tong)安(an)全穩定的(de)(de)(de)運行(xing)。下(xia)面(mian)主要(yao)闡述膜(mo)系統(tong)在日常中出現的(de)(de)(de)問題(ti)及控制方(fang)法。  

1無機物的結垢  

在(zai)水(shui)中存在(zai)Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、CO32-、SO42-、PO43-、SiO2等離子。在(zai)一般(ban)的(de)(de)情況下(xia)是(shi)不(bu)會造成無機物結垢，但是(shi)在(zai)反滲透系統中，由(you)于源(yuan)水(shui)一般(ban)濃縮4倍(bei)，并且pH也(ye)有較(jiao)大(da)的(de)(de)提(ti)高，因此(ci)比較(jiao)難溶解的(de)(de)物質(zhi)就會沉積(ji)，在(zai)膜表面形成硬垢，導致系統壓力(li)升高、產水(shui)量(liang)下(xia)降，嚴(yan)重(zhong)的(de)(de)還(huan)會造成膜表面的(de)(de)損傷，使(shi)系統脫鹽率(lv)降低(di)。  

衡量(liang)水質是否結垢有(you)兩種(zhong)計算(suan)方法：  

控(kong)制苦咸水(shui)結(jie)垢指標  

對于濃水含鹽(yan)量TDS≤10,000mg/L的(de)(de)苦咸水，朗格利爾指數(LSIC)作為表示(shi)CaCO3結垢可(ke)能性的(de)(de)指標：  

LSIC=pHC-pHS  

式(shi)中(zhong)：LSIC：反(fan)滲透濃(nong)水(shui)的朗格利爾指數  

pHC：反滲透濃水pH值  

pHS：CaCO3溶液飽和時的pH值  

當LSIC≥0，就會出現(xian)CaCO3結垢(gou)。  

控制(zhi)海水及亞海水結垢(gou)指標及處理方法(fa)：  

當濃水含(han)鹽量TDS>10,000mg/L的高鹽度苦咸水或海水水源，斯蒂夫和大衛飽(bao)和指數(S&DSIC)作為表示CaCO3結垢可能性的指標。  

S&DSIC=pHC-pHS  

式(shi)中：S&DSIC：反滲透濃水的斯蒂夫和(he)大衛飽和(he)指數  

pHC：反滲透濃水(shui)pH值  

pHS：CaCO3溶液飽和時的pH值  

當(dang)S&DSIC≥0，就會出現CaCO3結(jie)(jie)(jie)垢(gou)(gou)。其它無(wu)機鹽結(jie)(jie)(jie)垢(gou)(gou)預處(chu)理的(de)控(kong)制(zhi)方(fang)案碳酸(suan)鈣結(jie)(jie)(jie)垢(gou)(gou)預處(chu)理的(de)控(kong)制(zhi)方(fang)案在反滲透系(xi)統的(de)結(jie)(jie)(jie)垢(gou)(gou)中，以(yi)碳酸(suan)鹽垢(gou)(gou)為主，大多數地(di)表水和地(di)下水中的(de)CaCO3幾乎呈飽(bao)和狀態，由下式表示CaCO3化學平(ping)衡：Ca2++HCO3–<--->H++CaCO3  

從化學(xue)平衡式可(ke)以看出，要抑制CaCO3的結垢，有幾種(zhong)途徑：  

降低(di)Ca2+的含(han)量(liang)  

降低了Ca2+含量，可以(yi)使(shi)化學平衡向(xiang)左側移動，不利(li)于形成CaCO3垢(gou)。  

達到(dao)這種目的(de)的(de)方法有(you)：離子(zi)交換軟化(hua)法、石灰(hui)軟化(hua)法、電(dian)滲析、納濾等方法，他們都能有(you)效地降(jiang)低的(de)Ca2+含量，從而達到(dao)抑(yi)制(zhi)鈣(gai)垢的(de)生成。  

Ca2+的增溶  

主要是以增(zeng)加Ca2+的溶解度，從而降低(di)結垢的風險。  

方法：添(tian)加螯合(he)劑(ji)(ji)、阻垢(gou)劑(ji)(ji)，增(zeng)加Ca2+的溶解(jie)度，使(shi)平(ping)衡(heng)向左移動。  

調節pH值  

主要是通過添加無(wu)機酸，從而提高H+的(de)濃(nong)度，使平衡向左移動(dong)。化學(xue)原理如下(xia)：  

CO2+H2O<--->H2CO3――――⑴  

H2CO3<--->H++HCO3-――――⑵  

HCO3-<--->H++CO32-――――⑶  

2膠體、顆粒物沉積  

膠體、顆(ke)粒物(wu)污染是比較(jiao)常(chang)見(jian)的反滲(shen)(shen)透(tou)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)污染。水(shui)中(zhong)大量存在粘泥(ni)、膠體硅、金屬的氧化物(wu)及有(you)機質等(deng)顆(ke)粒物(wu)，在反滲(shen)(shen)透(tou)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)預(yu)(yu)(yu)處(chu)理(li)中(zhong)可以(yi)將源(yuan)(yuan)水(shui)中(zhong)的這些污染源(yuan)(yuan)控(kong)制(zhi)在一(yi)定(ding)程度，不致使對系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)短期運行(xing)造成(cheng)一(yi)定(ding)的影(ying)響。但由于系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)長(chang)時間的運行(xing)預(yu)(yu)(yu)處(chu)理(li)處(chu)理(li)效果(guo)不理(li)想、預(yu)(yu)(yu)處(chu)理(li)反沖(chong)洗(xi)不徹底、操(cao)(cao)作人員的日常(chang)操(cao)(cao)作不到位等(deng)原因，都會造成(cheng)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)膠體、顆(ke)粒物(wu)的污染。  

針對膠體污(wu)染，通過淤(yu)泥(ni)密度指數(SiltDensityIndex，SDI)來衡量。SDI數值反應了在規定時間內，孔(kong)徑為0.45um測(ce)(ce)試(shi)膜片被測(ce)(ce)試(shi)給水中的(de)淤(yu)泥(ni)、膠體、黏土、硅(gui)膠體、鐵(tie)的(de)氧化物、腐植質等(deng)污(wu)染物堵(du)塞的(de)比(bi)率和污(wu)染程度。  

 測(ce)試(shi)如下(xia)：首先應充分(fen)排除(chu)過(guo)濾池中的(de)(de)空氣(qi)壓力，使(shi)(shi)給(gei)水(shui)以30psi的(de)(de)恒定(ding)壓力通(tong)過(guo)直徑為Φ47mm、孔徑為0.45um的(de)(de)測(ce)試(shi)濾膜后(hou)開始測(ce)定(ding)：首先測(ce)定(ding)開始通(tong)過(guo)濾膜的(de)(de)500毫升(sheng)水(shui)所需要的(de)(de)時間(jian)T0;在(zai)使(shi)(shi)水(shui)連續通(tong)過(guo)濾膜15分(fen)鐘(zhong)(T)后(hou)，再次測(ce)得(de)通(tong)過(guo)濾膜的(de)(de)500毫升(sheng)水(shui)所需要的(de)(de)時間(jian)T1;在(zai)取得(de)以上3個時間(jian)數(shu)據之(zhi)后(hou)，由此(ci)可以計算出該水(shui)源的(de)(de)SDI值：  

即SDI=(1-T0/T1)×100/T  

在(zai)實際中，當T1為(wei)(wei)(wei)T0的(de)四倍(bei)時(shi)，SDI為(wei)(wei)(wei)5;在(zai)SDI為(wei)(wei)(wei)6.7時(shi)，水會(hui)完全(quan)堵塞測(ce)試膜(mo)，而無法取(qu)得時(shi)間數據T1，在(zai)這種情況下需要對反(fan)滲(shen)透(tou)預處理(li)系(xi)統進行調整，使其SDI值(zhi)降(jiang)至5.0以下。SDI值(zhi)不能反(fan)應(ying)完全(quan)反(fan)滲(shen)透(tou)系(xi)統的(de)污堵情況，因為(wei)(wei)(wei)SDI儀測(ce)試是(shi)死端過濾(lv)，而反(fan)滲(shen)透(tou)系(xi)統是(shi)錯(cuo)流過濾(lv)。  

為了防止反滲透(tou)系(xi)(xi)統膠體(ti)污染，我們(men)要求(qiu)進水SDI值小(xiao)于5(最(zui)好是小(xiao)于3)，這(zhe)樣有利于系(xi)(xi)統長期安全運行。  

 降低反(fan)滲透進(jin)水(shui)膠體(ti)、顆粒物污染最有(you)效的方法：  

合適的預處理(錳砂過濾(lv)(lv)、多介質過濾(lv)(lv)、活性炭過濾(lv)(lv)、超(chao)濾(lv)(lv)、微濾(lv)(lv)等等);  

添(tian)加(jia)膠體分(fen)散(san)劑(ji);  

系統(tong)預(yu)防(fang)性的清洗;  

3微生物的污染  

自來(lai)水一(yi)般通過控(kong)制余氯(lv)來(lai)抑制微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)的(de)(de)滋生(sheng)(sheng)，但是余氯(lv)有較強的(de)(de)氧(yang)化性，它能使反(fan)滲(shen)透(tou)膜表面氧(yang)化，影(ying)響膜的(de)(de)壽(shou)命和(he)產水水質，因此反(fan)滲(shen)透(tou)系統運行(xing)對(dui)余氯(lv)要求非常嚴(yan)格(<0.1)，這給微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)的(de)(de)生(sheng)(sheng)存繁殖提供了有利的(de)(de)環境(jing)。微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)生(sheng)(sheng)長及排泄出的(de)(de)酸(suan)性粘泥會堵塞(sai)膜的(de)(de)微(wei)孔，致(zhi)使壓(ya)差(cha)上升，給系統的(de)(de)安(an)全運行(xing)埋(mai)下了嚴(yan)重的(de)(de)安(an)全隱(yin)患(huan)。  

微生物(wu)的污(wu)染也(ye)是(shi)最常見(jian)的污(wu)染，經過(guo)大量的元件(jian)解剖及污(wu)染物(wu)分(fen)析(xi)實驗，大多數污(wu)染是(shi)由微生物(wu)的繁(fan)殖引起(qi)的。  

微生(sheng)物污(wu)(wu)染(ran)過(guo)程主(zhu)要有以下階段：第(di)(di)一(yi)階段腐殖質、聚(ju)(ju)糖至于其他微生(sheng)物代謝產物等大(da)分(fen)子(zi)在(zai)膜(mo)(mo)面上的(de)(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)，形(xing)成(cheng)具備微生(sheng)物生(sheng)存條件的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物膜(mo)(mo);第(di)(di)二階段進水微生(sheng)物中(zhong)黏附(fu)(fu)速(su)度(du)快的(de)(de)(de)(de)細胞(bao)(bao)形(xing)成(cheng)初期黏附(fu)(fu)過(guo)程(生(sheng)物膜(mo)(mo)生(sheng)長(chang)緩慢(man));第(di)(di)三階段后續大(da)量菌(jun)種的(de)(de)(de)(de)黏附(fu)(fu)，特別(bie)是EPS(細胞(bao)(bao)聚(ju)(ju)合物，ExtracelluarPolymers。它黏附(fu)(fu)在(zai)膜(mo)(mo)面上的(de)(de)(de)(de)細胞(bao)(bao)體包裹起來，形(xing)成(cheng)黏度(du)很大(da)的(de)(de)(de)(de)稅和凝膠(jiao)層，進一(yi)步增強(qiang)了污(wu)(wu)垢和膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)結(jie)合力(li)(li))的(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)，加劇了微生(sheng)物的(de)(de)(de)(de)繁殖和群聚(ju)(ju);第(di)(di)四階段生(sheng)物污(wu)(wu)染(ran)的(de)(de)(de)(de)最終形(xing)成(cheng)階段，生(sheng)物膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)長(chang)和脫除達到平(ping)衡。造(zao)成(cheng)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)不(bu)可逆的(de)(de)(de)(de)堵塞(sai)氏過(guo)濾阻力(li)(li)上升(sheng)，膜(mo)(mo)通量下降。  

抑制(zhi)反滲透系統微(wei)生物繁殖的(de)方法：  

反滲透進水微生物的(de)(de)控制(zhi)。通過源水的(de)(de)菌藻控制(zhi)(一般(ban)通過控制(zhi)余氯)，盡量減(jian)少預(yu)處理的(de)(de)死角，防止微生物繁殖;  

反滲透系(xi)統(tong)(tong)(tong)微生(sheng)物控制(zhi)。通(tong)過(guo)連續(xu)式(shi)或(huo)間歇式(shi)加(jia)入(ru)非氧(yang)化性且對(dui)膜沒有(you)(you)影響的殺菌(jun)劑，可以有(you)(you)效地控制(zhi)和(he)殺死(si)反滲透系(xi)統(tong)(tong)(tong)滋生(sheng)的微生(sheng)物，再通(tong)過(guo)濃(nong)水(shui)將其帶出系(xi)統(tong)(tong)(tong)。

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