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電鍍含鎳廢水的反滲透處理工藝德興廢水處理公

更新日期：2022-06-01 13:32

銘盛環(huán)境——工業(yè)污水，工業(yè)廢水處理專家，提供污水處理解決方案

　　隨著經(jīng)濟(jì)的飛速開展，我國電鍍行業(yè)越來越興旺，隨之產(chǎn)生的污染也越來越嚴(yán)重，每年產(chǎn)生的電鍍廢水約40億t。污染物品種多樣、組分復(fù)雜是電鍍廢水的最主要特性，大局部含有銅、鉻、鎳、鋅、鎘、金、銀等多種重金屬污染物，以及大量添加劑、光亮劑等有機化合物。人攝入鎳元素過多會造成中毒，頭發(fā)變白，也有可能患皮膚病。另外，鎳在自然環(huán)境中非常難降解，極易在生物體內(nèi)構(gòu)成積聚，毀壞生物的正常代謝功用。因而，假如不對含鎳廢水加以處置，勢必會對環(huán)境和人體安康形成極大的危害。目前，我國處置電鍍廢水常用的辦法有化學(xué)沉淀法、膜別離法、氧化復(fù)原法、電化學(xué)法等。膜別離技術(shù)由于具有操作簡單、凈化效率高、耗能較少等優(yōu)點而逐步被應(yīng)用于我國電鍍工業(yè)廢水處理中。反滲透(RO)是目前運用最多的膜別離技術(shù)，但這種辦法對原水的回收效率只要60%~70%，且在此過程中會產(chǎn)生反滲透濃水。這種濃水通常具有重金屬鹽濃度高的特征，可生化性很差，處置起來非常艱難。江蘇某電子廠的電鍍廢水處置過程中便產(chǎn)生了大量含鎳濃水，亟待處置。

　　本工程針對上述反滲透產(chǎn)生的含鎳濃水的水質(zhì)特性，結(jié)合當(dāng)?shù)氐呐欧乓?guī)范，從提升凈化效率和儉省企業(yè)用水本錢兩方面來思索，在去除水中高濃度的鎳時選擇了先實施混凝沉淀預(yù)處置，再運用過濾吸附+超濾+離子交流的組合工藝，效果喜人。

　　1、工程概略

　　本工程處置的原水為純水系統(tǒng)及中水回用系統(tǒng)產(chǎn)生的濃水，請求處置至當(dāng)?shù)啬澄鬯幹脧S的接收規(guī)范。純水系統(tǒng)的原水為自來水和中水，因產(chǎn)生的純水要作為生產(chǎn)線用水，故在處置工藝中采用了兩級反滲透處置。中水系統(tǒng)的原水為電鍍廢水預(yù)處置后回用的高鎳和低鎳廢水。純水系統(tǒng)和中水系統(tǒng)中反滲透產(chǎn)生的濃水經(jīng)混合后便進(jìn)入濃水處置系統(tǒng)中一同處置。濃水的水質(zhì)、水量以及出水水質(zhì)指標(biāo)均見表1。

　　2、廢水處置工藝

　　2.1 工藝流程

　　待處置濃水的主要特性為總鎳、COD以及SS較高，污染物品種多，處置較為艱難。目前我國常用混凝沉淀法對含鎳的電鍍濃水實施凈化，這種辦法具有操作簡單、本錢低的特性。但是單一的混凝沉淀法對電鍍廢水中的鎳和有機物的去除效率不是特別理想，越來越滿足不了處置需求。膜別離工藝中的超濾技術(shù)以及離子交流技術(shù)能夠深度去除電鍍廢水中一些難處置的重金屬(如鎳)，但其對進(jìn)水的請求較高。廢水中其他組分的物理化學(xué)性質(zhì)不只會影響超濾膜的去除效率，也影響膜的污染狀況。因而采用了混凝沉淀+石英砂過濾+活性炭過濾的預(yù)處置。整個工藝流程見圖1。

　　2.2 工藝原理剖析

　　2.2.1 混凝沉淀段

　　由于純水系統(tǒng)和中水系統(tǒng)所產(chǎn)生的反滲透濃水在水質(zhì)和水量上都不是十分穩(wěn)定，因而要先進(jìn)入濃水搜集池實施均質(zhì)均量，再進(jìn)入混凝池。通常pH為8~9時除磷效果最佳，而pH為10~11時除鎳效果最佳。在混凝反響池內(nèi)，先經(jīng)過投加適量的NaOH將pH控制在9~10的范圍內(nèi)，之后經(jīng)過投加適量的聚合氯化鋁(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)使水中的懸浮細(xì)小顆粒、膠體和重金屬離子增大為容易沉降的絮狀體?；炷蟮某鏊M(jìn)入斜板沉淀池中實施固液別離。經(jīng)過混凝沉淀段后，水中的COD、鎳離子、SS、磷和氨氮均能夠得到很大水平的去除。沉淀池出水進(jìn)入中間水池，經(jīng)過投加適量的硫酸調(diào)理pH至6~9后即可實施二次提升，送入后續(xù)處置設(shè)備中。斜板沉淀池中的污泥排入含鎳污泥池中，經(jīng)過污泥壓濾機制成干泥后交由有資質(zhì)的單位處置。

　　2.2.2 石英砂過濾+活性炭過濾+超濾

　　這一階段的主要目的是對水中的COD、氨氮、SS和總磷實施深度處置，同時對鎳作進(jìn)一步的去除。石英砂過濾器和活性炭過濾器主要是用作濃水進(jìn)入超濾設(shè)備前的預(yù)處置。

　　中間水池的出水先進(jìn)入石英砂過濾器，這一過程主要是在壓力的作用下經(jīng)過過濾器中的石英砂介質(zhì)對濃水實施過濾。濾料的截留、粘附和吸附作用能夠有效去除水中的懸浮顆粒、有機物、磷和鎳。石英砂過濾用具有過濾阻力較小，比外表積大，耐酸堿腐蝕性強，抗污染性優(yōu)秀等特性。經(jīng)過濾料以及過濾器設(shè)計的優(yōu)化，石英砂過濾器在運轉(zhuǎn)時對原水濃度、預(yù)處置工藝、運作條件等都有很好的順應(yīng)性。過濾時，濾料會自動構(gòu)成上部較稠密、下部密集的狀態(tài)。反洗時，過濾器內(nèi)的濾料會充沛分散開來，清洗效率高。整個過濾過程速度快，精度好，截污量大。

　　經(jīng)過石英砂過濾后的濃水進(jìn)入活性炭過濾器作進(jìn)一步的凈化。由于活性炭的比外表積大，吸附才能強，因而濃水中的有機物、懸浮物等污染物都能夠在此完成很大水平的截留，包括前幾級反響中遺漏下來的小分子有機物。

　　石英砂過濾器和活性炭過濾器都具有運轉(zhuǎn)效率高，可24小時連續(xù)運作，不需求停機實施反沖洗，運轉(zhuǎn)維護(hù)費用少，投資省，進(jìn)水水質(zhì)請求低，出水水質(zhì)穩(wěn)定，凈化效果好等特性，是極經(jīng)濟(jì)的超濾和離子交流預(yù)處置工藝。這兩個過濾階段產(chǎn)生的反洗水將進(jìn)入廢水處置環(huán)節(jié)中的低鎳水池作進(jìn)一步處置。

　　經(jīng)過石英砂和活性炭兩道過濾預(yù)處置工序后的濃水進(jìn)入超濾系統(tǒng)。超濾是依托超濾膜兩側(cè)的壓力差作為推進(jìn)力，以錯流或者死端方式實施過濾的工藝，整個過程效率高，能耗小。濾膜能夠使小分子物質(zhì)經(jīng)過，截留膠體、蛋白質(zhì)、水溶性高聚物、細(xì)菌、芽孢等大分子和微粒，從而到達(dá)別離、分級、純化、濃縮的目的。前期投加的NaOH會與濃水中的鎳構(gòu)成Ni(OH)2，它相似于生物大分子，較難實施沉降別離，超濾技術(shù)恰恰能夠處理該問題，進(jìn)一步去除前幾道工藝未能去除的鎳。超濾過程還能夠去除水中局部處于膠體態(tài)和懸浮態(tài)的COD。

　　2.2.3 離子交流樹脂

　　離子交流樹脂具有交流效率高、交流容量大、化學(xué)穩(wěn)定性強、機械強度高等特性。其主要凈化原理是令廢水中的重金屬離子與樹脂中的離子實施交流，從而大幅降低廢水中的重金屬離子濃度。濃水在經(jīng)過除鎳樹脂之后，凈化水中的鎳離子能夠得到有效的去除。這個階段反洗除鎳樹脂時產(chǎn)生的廢水也將進(jìn)入廢水處置環(huán)節(jié)中的低鎳水池作進(jìn)一步處置。

　　3、主要構(gòu)筑物及設(shè)備

　　3.1 濃水搜集池

　　1座，設(shè)計尺寸為20.0m×3.5m×4.5m，有效容積315m3，鋼筋混凝土加防腐構(gòu)造。裝置附件包括：KB50032出水泵，2臺(一用一備);電纜浮球型液位控制器(3點控制)，1套。

　　3.2 混凝反響池

　　1座，設(shè)計尺寸為2.0m×6.0m×2.5m，分3格(單格有效容積8m3)，碳鋼加防腐構(gòu)造。裝置附件包括：JB-4kw不銹鋼反響攪拌機，3臺;pH-101型pH控制器，1臺;OD90加藥泵，3臺。

　　3.3 斜板沉淀池

　　2座，設(shè)計尺寸為3.0m×3.6m×4.5m，碳鋼加防腐構(gòu)造。裝置附件包括：18m2斜板填料支架，規(guī)格φ50(含支架)。

　　3.4 中間水池

　　1座，設(shè)計尺寸為2.0m×6.0m×2.5m，有效容積24m3，碳鋼加防腐構(gòu)造。裝置附件包括：JB-4kw不銹鋼反響攪拌機，1臺;pH-101型pH控制器，1臺;OD90加藥泵，1臺;G37-65出水泵(7.5kW，304不銹鋼)，2臺;電纜浮球型液位控制器(3點控制)，1套。

　　3.5 石英砂過濾器

　　2座(一用一備)，設(shè)計尺寸為φ1500mm×3150mm，壁厚6mm，含石英砂(粒徑5mm)，帶自動反洗系統(tǒng)，材質(zhì)為鋼襯膠。

　　3.6 活性炭過濾器

　　2座(一用一備)，設(shè)計尺寸為φ1500mm×3150mm，壁厚6mm，含活性炭(粒徑5mm)，帶自動反洗系統(tǒng)，材質(zhì)為鋼襯膠。

　　3.7 超濾系統(tǒng)

　　SJ-UF2640-S型柱式超濾膜組件，20支。裝置附件包括：膜架，1套;3000LPP清洗水箱(帶磁翻板液位控制，壁厚12mm)，2臺;CDL42-10清洗泵(304不銹鋼材質(zhì)，4kW)，2臺;保安過濾器(304不銹鋼材質(zhì)，含20支過濾精度為5μm的40″熔噴PP濾芯)，2套。

　　3.8 超濾出水系統(tǒng)

　　1座，設(shè)計容量5000L，PP材質(zhì)，壁厚15mm，帶磁翻板液位計。裝置附件包括：CDL42-10超濾反洗泵(304不銹鋼材質(zhì)，4kW)，2臺;CDL32-20-2出水泵(304不銹鋼材質(zhì)，3kW)，2臺。

　　3.9 除鎳樹脂罐

　　2座，設(shè)計尺寸為φ1500mm×3150mm，壁厚6mm，帶自動反洗及再生系統(tǒng)，材質(zhì)為鋼襯膠，附除鎳樹脂。

　　4、工程調(diào)試效果

　　該工程于2017年底完工，經(jīng)過幾個月的調(diào)試后整套濃水處置系統(tǒng)運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，出水水質(zhì)(見表2)到達(dá)了當(dāng)?shù)匚鬯畯S的接收規(guī)范。整套工程對重金屬鎳的去除率到達(dá)了99%以上。

　　5、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

　　5.1 工程造價

　　本工程總造價為181萬元，分為直接費用和間接費用兩局部：直接費用是建造設(shè)備和購置設(shè)備的費用，為147.6萬元;間接費用是裝置、運輸和調(diào)試過程產(chǎn)生的費用，其中裝置及運輸費用為30.4萬元，調(diào)試費用為3萬元。

　　5.2 運轉(zhuǎn)費用

　　運轉(zhuǎn)費用包括電費、藥劑費和人工管理費三局部：

　　(1)電費：總耗電量為719.04kW·h/d，電價按0.8元/(kW·h)計算的話，處置每噸水的電費為1.58元。

　　(2)藥劑費：本系統(tǒng)需加酸堿調(diào)理pH，投加PAC、PAM等藥劑實施物化反響，日常運轉(zhuǎn)及調(diào)試所需藥劑、化驗儀器等由廠方置辦。經(jīng)核算，處置每噸水所需的藥劑費約為3.20元。

　　(3)人工管理費：操作工2人，人工費3000元/月，因而處置每噸水的人工費為0.55元。以上3項合計得出處置每噸水的運轉(zhuǎn)費用為5.33元。

　　6、結(jié)語

　　采用混凝沉淀+過濾吸附+離子交流的組合工藝充沛發(fā)揮了每種技術(shù)的優(yōu)勢，使反滲透處置電鍍廢水后產(chǎn)生的含鎳濃水得到了徹底的凈化。整套工藝流程簡明，構(gòu)筑物占空中積小，鎳的去除穩(wěn)定且高效，對有機物、懸浮物和總磷的凈化效率也到達(dá)60%~70%，美中缺乏的是對氨氮的去除效果普通。整套工藝出水水質(zhì)穩(wěn)定，各項指標(biāo)均到達(dá)了當(dāng)?shù)匚鬯幹脧S的接收規(guī)范。各處置設(shè)備自動化水平高，能耗少，處置效率高，運轉(zhuǎn)后每噸水的處置本錢為5.33元，經(jīng)濟(jì)效益好。

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