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电镀废水处理膜分离技术

中国污水处理工程网 时间:2022-4-24 11:01:53

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  电镀废水水质复杂,含有镍、锌、铬等多种重金属离子,还含有有机物、氨氮、酸碱污染物,处理工艺复杂,是环保监管的重点。目前,电镀废水处理排放标准严,回用要求高,传统的物化+生物处理工艺难以满足严格的电镀废水达标排放要求,迫切需要对传统的处理工艺进行升级改造,故电镀废水处理工艺更新改进势在必行。膜分离技术高效无污染,在我国生活污水、垃圾渗滤液处理等方面已经取得较广泛应用,在电镀废水处理规模化应用还少见报道,本文拟就膜工艺在实际工程中的应用作介绍。

  1、MBR在电镀废水处理设施升级改造中的应用

  膜生物反应器(MembraneBioreactor,MBR)是一种将膜分离技术与污水生物处理工艺有机结合的新型高效污水处理工艺。MBR在城市污水和工业废水的处理和回用方面被视为“最佳实用技术(BestAvailableTechnology)”。MBR系统可使微生物完全截留在生物反应器内,实现反应器水力停留时间和污泥龄的完全分离,对有机物、氨氮去除效率高,出水可直接回用。

  某中型电镀企业,主要有表面处理、电镀、喷涂等生产工艺,废水产污量为2600m3/d。现有废水处理将前处理废水、含氰废水、含铬废水、混排废水和综合废水分质处理,采用常规物化工艺+水解酸化+接触氧化工艺处理。但由于废水中有机物含量高,末端生化处理工艺无法满足电镀废水排放标准,因此积极进行电镀废水处理设施升级改造。

  经过改造后,重新优化了车间废水分质预处理设施和分类收集管道。针对出水COD超标问题,重点将原有水解酸化+接触氧化工艺段改造为缺氧池+MBR工艺,所有废水经预处理后统一进入新改造生化工艺段,对废水实施膜分离深度处理。膜分离过程原理示意图见图1。

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  MBR工艺使用一体式内置膜,正常运行污泥浓度为5000mg/L,污泥泥龄7d,膜过滤通量为0.65m3(m2·d),在线清洗频次为1次/周。同传统活性污泥法相比,MBR在高容积负荷低污泥负荷下运行,剩余污泥产生量少,污泥粒径较少,氧扩散速率得以提高。故此,MBR工艺增强了有机物的去除能力,替换了原有水解酸化工艺部分功能。增加的缺氧工艺段,也保证了总氮的去除。工艺稳定运行后,废水处理系统处理出水达到《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)表3标准,MBR系统处理效果见表1。

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  经过改造后的废水处理设施具有工艺模块化,自动程度化高,操作简便的特点。MBR系统正常运行后,有机物、氨氮去除效果显著,对部分重金属还具有吸附效果,能够保证出水水质稳定达标。因此,膜生物反应器能够作为电镀废水处理的技术选择。

  2、UF/NF/RO膜集成技术在电镀废水回用中的应用

  微滤(Microfiltration,MF)、超滤(Ultrafiltration,UF)、纳滤(Nanofiltration,NF)反渗透(ReverseOsmosis,RO)膜分离技术,在污水回用领域已经达到了实用阶段,具体分类和功能见图2。

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  膜应用领域,目前以发展膜集成工艺为主,将多种膜技术整合,组合各种分离性能的膜集合即膜集成工艺。常见的膜集成工艺有NF/RO膜净化海水、MBR/UF-RO处理生活污水、MF/UF-NF/RO多级膜过滤工艺处理微量污染物等。近年来我国对膜集成工艺应用于电镀废水治理和资源回收方面也取得了进展。

  某电镀园区由于环评审批文件限定用水要求,为了满足扩大生产规模的需求,需要深化废水回用程度,开展废水深度回用工程。园区废水产生量为3000m3/d,回用率为60%,经论证后,综合回用率设计为80%。工艺应用中,整合原有回用水处理设施,经过多介质过滤器+UF过滤预处理,三级NF-RO-RO过滤浓缩,过滤水实现了高效回收利用目的。

  电镀废水综合处理后工艺出水进入回用处理系统,进水中胶体、悬浮物等可以被多介质滤器+UF前置过滤预处理去除,然后将滤液依次引入三级成套膜分离装置中。一级纳滤淡水去纯水制备系统或直接贮存回用,浓水进入二级反渗透系统,二级反渗透淡水回原水收集池,浓水进入三级反渗透系统,三级反渗透淡水回二级反渗透原水箱,三级浓水进入末端处理收集池,经过微电解氧化+芬顿氧化+物化混凝沉淀+曝气生物滤池工艺处理后,废水标准排放。

  系统膜法预处理工艺为本膜集成装置的特点,在对UF膜进行应用的过程中,通过对胶体、大分子有机物的滤除,有助于实现深度净化废水的目标,更减轻了后继膜污染或膜堵塞的问题。纳滤膜孔径(0.5~5nm)介于反渗透与超滤之间,具有荷电的纳米级微孔结构,对无机盐的截留效果主要取决于膜对离子的电荷效应的强弱。利用纳滤膜这种分离特性可以有效将多价重金属离子从水中分离去除。反渗透膜的孔径在0.1~1nm以下,主要根据反渗透膜的半透膜原理,由于反渗透膜在高压情况下,只允许水分子通过,而不允许钾、钠、钙、锌、病毒、细菌通过,所以它能获得高质量的纯水。由于前级采用水回收率较高的纳滤膜、后级反渗透浓水返回前级作为纳滤进水,使整个系统实现较高的水回收率,实际运行废水回收率可达80%以上。

  膜集成系统不同模块参数设计以回用水标准为基础,将集散型控制系统应用于成套膜分离设备中,有效实现分散控制和集中监测的目标,在此基础上有助于设备长期处于安全运行状态下,且可以实现控制各级出水水质系统能耗的目标。

  根据成套膜分离装置的特点和车间回用水品质要求不同,UF/NF/RO既是一个有机整体,也是三个独立的系统。因此在实际展开废水处理的过程中,当单个设备需要暂停进行性能维护和故障检修时,影响范围会缩小到单一膜单元,不会对另外膜单元造成影响,因此可以实现废水连续处理的目标,具有稳定运行的效果。

  3、结束语

  综上所述,由于水环境质量问题的紧迫性以及排污标准日趋严格化,运用复合技术和多级膜强化治理电镀废水,既能满足达标处理要求,也能够回用水资源,是治理技术发展的方向。MBR工艺的应用,能够为电镀废水有机物治理提供达标技术保障。对UF/NF/RO集成膜技术的应用,可以实现电镀废水生产回用,满足清洁生产的目标,达到废水资源化要求。(来源:清远市绿力环保科技有限公司)

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