將電滲析與反浸透工藝分離對(duì)機(jī)加工業(yè)廢水處理，可使出水到達(dá)《城市污水再生應(yīng)用工業(yè)用水水質(zhì)》(CB189202002)要求，回用于循環(huán)冷卻系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)廢水資源化的目的。

1、實(shí)驗(yàn)過程

1.1實(shí)驗(yàn)水質(zhì)

實(shí)驗(yàn)用水取自嘉興某標(biāo)準(zhǔn)件廠化學(xué)沉淀池出口的廢水,它是金屬加工酸洗廢水、鈍化廢水和電鍍車間廢水的混合水經(jīng)混凝沉淀處置后的出水，盡管水中的Cr³⁺、Cu²⁺等重金屬濃度已接近到達(dá)國家排放要求，但COD仍有300mg/L，含鹽質(zhì)量濃度近3000mg/L，未達(dá)標(biāo)；且Ca²⁺、SO₄^2-、CI^-濃度很高,而Ca²⁺和S0₄^2-是造成管路阻塞結(jié)垢的主要要素，Cl^-則易在強(qiáng)直流電存在時(shí)形成銅管嚴(yán)重腐蝕，因而該廢水未經(jīng)處置不只不能直接排放,也無法直接回用。廢水水質(zhì)及排放規(guī)范見表1。

1.2實(shí)驗(yàn)安裝及資料

實(shí)驗(yàn)采用的電滲析設(shè)備為自制ED-100型,膜堆含15對(duì)200mmx400mm上?；S制造的國產(chǎn)聚苯乙烯基異相離子交流膜，有效膜面積200cm²，膜堆電極為鈦基涂釘特種電極。設(shè)備采用220V可 控硅整流電源。實(shí)驗(yàn)采用間歇式循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)方式，經(jīng)過5~15um精細(xì)過濾或微濾恰當(dāng)預(yù)處置的廢水并聯(lián)流入濃、淡兩室,極水以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的鹽溶液為起始液。濃、淡水操作流量為200~400L/h,極 水流量約3501/h,操作電流1~2.0A。

反滲透膜別分離實(shí)驗(yàn)在國產(chǎn)自制平板式RO/NF-1  型安裝上實(shí)行,其單槽有效膜D為25cm,在實(shí)驗(yàn)過程中采用三槽串聯(lián)方式循環(huán)累加,每次實(shí)驗(yàn)時(shí)在原料液儲(chǔ)槽添加體積約10L的工業(yè)廢水,由高壓柱塞泵實(shí)行增壓,經(jīng)緩沖罐穩(wěn)壓后進(jìn)入膜槽,系統(tǒng)操作壓力1.6~3.0MPa，反浸透膜資料采用美國進(jìn)口 Filmlec BW30系列復(fù)合膜。

1.3剖析辦法

COD采用江蘇江環(huán)HBA-100消解儀,依照GB 11914-1989規(guī)范重鉻酸鉀法實(shí)行測(cè)定;陰離子濃度采用瑞士萬通792BasicIC離子色譜儀實(shí)行測(cè)定;陽離子濃度采用美國熱電公司1RISIntrepidICP儀實(shí)行 測(cè)定;電導(dǎo)率采用DDS-11A電導(dǎo)率儀測(cè)定。

1.4工藝流程

將經(jīng)混合、隔柵過濾、中和、沉淀等處置后的廢水，首先經(jīng)過精細(xì)過濾等預(yù)處置,去除廢水中的大分子有機(jī)物,再經(jīng)過電滲析處置,其淡化水可根本到達(dá)回用規(guī)范,為進(jìn)一步回收應(yīng)用和淡化水等量的濃水,用反浸透膜繼續(xù)去除濃水中鹽分和有機(jī)物,最終濃縮液回 到調(diào)理池循環(huán)處置，到達(dá)回用規(guī)范的透過液與電滲析淡化水可回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。工藝流程見圖1。

2結(jié)果與討論

2.1電滲析實(shí)驗(yàn)

2.1.1通電時(shí)間對(duì)出水水質(zhì)的影響

在電滲析過程中設(shè)定淡化水、濃水、極水流速不改動(dòng)，進(jìn)水COD280mg/L、電導(dǎo)率4000μS/em,除鹽效果見圖2和圖3。

由圖2、圖3可見，電滲析在通電時(shí)間60 min時(shí),主要離子的去除率均達(dá)90%以上,最終濃水電導(dǎo)率為9600uS/cm.COD為528mg/L,可直接進(jìn)入反浸透工藝再繼續(xù)處置。電滲析淡化水的重金屬離子Cr3+、Cu2+、Zn2+質(zhì)量濃度在0.01mg/l以下、C1- 23.5mg/L、COD46mg/L、電導(dǎo)率 260uS/cm、Ca2+0.97mg/L，全部到達(dá)《城市污水再生應(yīng)用工業(yè)用水水質(zhì)》(GB18920-2002）規(guī)定，可直接回用作循環(huán)冷卻水。

剖析電滲析去除廢水中金屬離子和COD的機(jī)理為經(jīng)過加在膜堆兩側(cè)的直流電場(chǎng)的牽引作用,使水中離子實(shí)行電遷移，離子濃度和電導(dǎo)率在濃室中升高而淡室降低，隨著通電時(shí)間的延長，濃淡比(濃水和淡化水電導(dǎo)率的比值)逐步增大，這使電遷移趨向受抵消，濃淡室中離子濃度和電導(dǎo)率的變化趨向也隨之削弱。由于某些有機(jī)物荷電，因而直流電場(chǎng)的牽引對(duì)COD的去除作用也較為明顯。

2.1.2電流效率隨濃淡比的變化

隨著濃淡比的增加,單級(jí)電流效率逐步降低，結(jié)果見圖4。這是因?yàn)?/font>隨著濃淡比和時(shí)間的增加,淡室的離子濃度已十分低，離子從稀相到濃相的遷移阻力增大；同時(shí)，濃差極化現(xiàn)象也使多數(shù)電流耗費(fèi)在水的電解上,以產(chǎn)生H⁺和OH^-替代耗費(fèi)的離子來傳送電荷，從而進(jìn)一步使電流效率的降低。因而實(shí)踐操作時(shí),操作電流不能過大,以免影響電滲析的正常工作效能。