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电镀含镍废水的反渗透处理工艺德兴废水处理公

更新日期：2022-06-01 13:32

铭盛环境——工业污水，工业废水处理专家，提供污水处理解决方案

　　随着经济的飞速开展，我国电镀行业越来越兴旺，随之产生的污染也越来越严重，每年产生的电镀废水约40亿t。污染物品种多样、组分复杂是电镀废水的最主要特性，大局部含有铜、铬、镍、锌、镉、金、银等多种重金属污染物，以及大量添加剂、光亮剂等有机化合物。人摄入镍元素过多会造成中毒，头发变白，也有可能患皮肤病。另外，镍在自然环境中非常难降解，极易在生物体内构成积聚，毁坏生物的正常代谢功用。因而，假如不对含镍废水加以处置，势必会对环境和人体安康形成极大的危害。目前，我国处置电镀废水常用的办法有化学沉淀法、膜别离法、氧化复原法、电化学法等。膜别离技术由于具有操作简单、净化效率高、耗能较少等优点而逐步被应用于我国电镀工业废水处理中。反渗透(RO)是目前运用最多的膜别离技术，但这种办法对原水的回收效率只要60%~70%，且在此过程中会产生反渗透浓水。这种浓水通常具有重金属盐浓度高的特征，可生化性很差，处置起来非常艰难。江苏某电子厂的电镀废水处置过程中便产生了大量含镍浓水，亟待处置。

　　本工程针对上述反渗透产生的含镍浓水的水质特性，结合当地的排放规范，从提升净化效率和俭省企业用水本钱两方面来思索，在去除水中高浓度的镍时选择了先实施混凝沉淀预处置，再运用过滤吸附+超滤+离子交流的组合工艺，效果喜人。

　　1、工程概略

　　本工程处置的原水为纯水系统及中水回用系统产生的浓水，请求处置至当地某污水处置厂的接收规范。纯水系统的原水为自来水和中水，因产生的纯水要作为生产线用水，故在处置工艺中采用了两级反渗透处置。中水系统的原水为电镀废水预处置后回用的高镍和低镍废水。纯水系统和中水系统中反渗透产生的浓水经混合后便进入浓水处置系统中一同处置。浓水的水质、水量以及出水水质指标均见表1。

　　2、废水处置工艺

　　2.1 工艺流程

　　待处置浓水的主要特性为总镍、COD以及SS较高，污染物品种多，处置较为艰难。目前我国常用混凝沉淀法对含镍的电镀浓水实施净化，这种办法具有操作简单、本钱低的特性。但是单一的混凝沉淀法对电镀废水中的镍和有机物的去除效率不是特别理想，越来越满足不了处置需求。膜别离工艺中的超滤技术以及离子交流技术能够深度去除电镀废水中一些难处置的重金属(如镍)，但其对进水的请求较高。废水中其他组分的物理化学性质不只会影响超滤膜的去除效率，也影响膜的污染状况。因而采用了混凝沉淀+石英砂过滤+活性炭过滤的预处置。整个工艺流程见图1。

　　2.2 工艺原理剖析

　　2.2.1 混凝沉淀段

　　由于纯水系统和中水系统所产生的反渗透浓水在水质和水量上都不是十分稳定，因而要先进入浓水搜集池实施均质均量，再进入混凝池。通常pH为8~9时除磷效果最佳，而pH为10~11时除镍效果最佳。在混凝反响池内，先经过投加适量的NaOH将pH控制在9~10的范围内，之后经过投加适量的聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)使水中的悬浮细小颗粒、胶体和重金属离子增大为容易沉降的絮状体。混凝后的出水进入斜板沉淀池中实施固液别离。经过混凝沉淀段后，水中的COD、镍离子、SS、磷和氨氮均能够得到很大水平的去除。沉淀池出水进入中间水池，经过投加适量的硫酸调理pH至6~9后即可实施二次提升，送入后续处置设备中。斜板沉淀池中的污泥排入含镍污泥池中，经过污泥压滤机制成干泥后交由有资质的单位处置。

　　2.2.2 石英砂过滤+活性炭过滤+超滤

　　这一阶段的主要目的是对水中的COD、氨氮、SS和总磷实施深度处置，同时对镍作进一步的去除。石英砂过滤器和活性炭过滤器主要是用作浓水进入超滤设备前的预处置。

　　中间水池的出水先进入石英砂过滤器，这一过程主要是在压力的作用下经过过滤器中的石英砂介质对浓水实施过滤。滤料的截留、粘附和吸附作用能够有效去除水中的悬浮颗粒、有机物、磷和镍。石英砂过滤用具有过滤阻力较小，比外表积大，耐酸碱腐蚀性强，抗污染性优秀等特性。经过滤料以及过滤器设计的优化，石英砂过滤器在运转时对原水浓度、预处置工艺、运作条件等都有很好的顺应性。过滤时，滤料会自动构成上部较稠密、下部密集的状态。反洗时，过滤器内的滤料会充沛分散开来，清洗效率高。整个过滤过程速度快，精度好，截污量大。

　　经过石英砂过滤后的浓水进入活性炭过滤器作进一步的净化。由于活性炭的比外表积大，吸附才能强，因而浓水中的有机物、悬浮物等污染物都能够在此完成很大水平的截留，包括前几级反响中遗漏下来的小分子有机物。

　　石英砂过滤器和活性炭过滤器都具有运转效率高，可24小时连续运作，不需求停机实施反冲洗，运转维护费用少，投资省，进水水质请求低，出水水质稳定，净化效果好等特性，是极经济的超滤和离子交流预处置工艺。这两个过滤阶段产生的反洗水将进入废水处置环节中的低镍水池作进一步处置。

　　经过石英砂和活性炭两道过滤预处置工序后的浓水进入超滤系统。超滤是依托超滤膜两侧的压力差作为推进力，以错流或者死端方式实施过滤的工艺，整个过程效率高，能耗小。滤膜能够使小分子物质经过，截留胶体、蛋白质、水溶性高聚物、细菌、芽孢等大分子和微粒，从而到达别离、分级、纯化、浓缩的目的。前期投加的NaOH会与浓水中的镍构成Ni(OH)2，它相似于生物大分子，较难实施沉降别离，超滤技术恰恰能够处理该问题，进一步去除前几道工艺未能去除的镍。超滤过程还能够去除水中局部处于胶体态和悬浮态的COD。

　　2.2.3 离子交流树脂

　　离子交流树脂具有交流效率高、交流容量大、化学稳定性强、机械强度高等特性。其主要净化原理是令废水中的重金属离子与树脂中的离子实施交流，从而大幅降低废水中的重金属离子浓度。浓水在经过除镍树脂之后，净化水中的镍离子能够得到有效的去除。这个阶段反洗除镍树脂时产生的废水也将进入废水处置环节中的低镍水池作进一步处置。

　　3、主要构筑物及设备

　　3.1 浓水搜集池

　　1座，设计尺寸为20.0m×3.5m×4.5m，有效容积315m3，钢筋混凝土加防腐构造。装置附件包括：KB50032出水泵，2台(一用一备);电缆浮球型液位控制器(3点控制)，1套。

　　3.2 混凝反响池

　　1座，设计尺寸为2.0m×6.0m×2.5m，分3格(单格有效容积8m3)，碳钢加防腐构造。装置附件包括：JB-4kw不锈钢反响搅拌机，3台;pH-101型pH控制器，1台;OD90加药泵，3台。

　　3.3 斜板沉淀池

　　2座，设计尺寸为3.0m×3.6m×4.5m，碳钢加防腐构造。装置附件包括：18m2斜板填料支架，规格φ50(含支架)。

　　3.4 中间水池

　　1座，设计尺寸为2.0m×6.0m×2.5m，有效容积24m3，碳钢加防腐构造。装置附件包括：JB-4kw不锈钢反响搅拌机，1台;pH-101型pH控制器，1台;OD90加药泵，1台;G37-65出水泵(7.5kW，304不锈钢)，2台;电缆浮球型液位控制器(3点控制)，1套。

　　3.5 石英砂过滤器

　　2座(一用一备)，设计尺寸为φ1500mm×3150mm，壁厚6mm，含石英砂(粒径5mm)，带自动反洗系统，材质为钢衬胶。

　　3.6 活性炭过滤器

　　2座(一用一备)，设计尺寸为φ1500mm×3150mm，壁厚6mm，含活性炭(粒径5mm)，带自动反洗系统，材质为钢衬胶。

　　3.7 超滤系统

　　SJ-UF2640-S型柱式超滤膜组件，20支。装置附件包括：膜架，1套;3000LPP清洗水箱(带磁翻板液位控制，壁厚12mm)，2台;CDL42-10清洗泵(304不锈钢材质，4kW)，2台;保安过滤器(304不锈钢材质，含20支过滤精度为5μm的40″熔喷PP滤芯)，2套。

　　3.8 超滤出水系统

　　1座，设计容量5000L，PP材质，壁厚15mm，带磁翻板液位计。装置附件包括：CDL42-10超滤反洗泵(304不锈钢材质，4kW)，2台;CDL32-20-2出水泵(304不锈钢材质，3kW)，2台。

　　3.9 除镍树脂罐

　　2座，设计尺寸为φ1500mm×3150mm，壁厚6mm，带自动反洗及再生系统，材质为钢衬胶，附除镍树脂。

　　4、工程调试效果

　　该工程于2017年底完工，经过几个月的调试后整套浓水处置系统运转稳定，出水水质(见表2)到达了当地污水厂的接收规范。整套工程对重金属镍的去除率到达了99%以上。

　　5、经济技术指标

　　5.1 工程造价

　　本工程总造价为181万元，分为直接费用和间接费用两局部：直接费用是建造设备和购置设备的费用，为147.6万元;间接费用是装置、运输和调试过程产生的费用，其中装置及运输费用为30.4万元，调试费用为3万元。

　　5.2 运转费用

　　运转费用包括电费、药剂费和人工管理费三局部：

　　(1)电费：总耗电量为719.04kW·h/d，电价按0.8元/(kW·h)计算的话，处置每吨水的电费为1.58元。

　　(2)药剂费：本系统需加酸碱调理pH，投加PAC、PAM等药剂实施物化反响，日常运转及调试所需药剂、化验仪器等由厂方置办。经核算，处置每吨水所需的药剂费约为3.20元。

　　(3)人工管理费：操作工2人，人工费3000元/月，因而处置每吨水的人工费为0.55元。以上3项合计得出处置每吨水的运转费用为5.33元。

　　6、结语

　　采用混凝沉淀+过滤吸附+离子交流的组合工艺充沛发挥了每种技术的优势，使反渗透处置电镀废水后产生的含镍浓水得到了彻底的净化。整套工艺流程简明，构筑物占空中积小，镍的去除稳定且高效，对有机物、悬浮物和总磷的净化效率也到达60%~70%，美中缺乏的是对氨氮的去除效果普通。整套工艺出水水质稳定，各项指标均到达了当地污水处置厂的接收规范。各处置设备自动化水平高，能耗少，处置效率高，运转后每吨水的处置本钱为5.33元，经济效益好。

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