中和薄膜过滤工艺处理宝钢冷轧电镀锌废水

中和薄膜过滤工艺处理宝钢冷轧电镀锌废水中和薄膜过滤工艺处理宝钢冷轧电镀锌废水1废水来源及水质废水来源及水质宝钢电镀锌机组生产工艺中，为提高产品质量，对生产工艺进行了改进，导致大量的Zn2+随废水排出，从而使酸碱废水处理系统中排放水Zn2+超标排放标准为≤4mg/L，平均为14.26～9.71mg/L，造成月缴排污费20～30万元；另一方面造成了资源浪费。引起排水锌含量超标的废水主要来自机组中的溶锌坑和废水坑，水质变化无规律，其成份详见表1。表1冷轧含锌废水水质冷轧含锌废水水质内容数值含锌浓度/(mg·L-1)≤800pH1～5SO42-/(mg·L-1)≤23000TFe/(mg·L-1)≤50游离酸/(mg·L-1)≤450因此有必要在加强工艺控制管理的同时，对冷轧含锌废水进行治理，同时设法对锌进行回收利用。2中和中和-薄膜过滤工艺的确定薄膜过滤工艺的确定宝钢冷轧厂电镀含锌废水处理，受总图布置的局限，最大可利用面积为600m2，由于处理水量较大，若采用中和—沉淀法，占地面积需800m2以上。经比较并考虑到宝钢实际生产过程中现代化技术水平、现场总图布置及技术经济指标选择采用了中和—过滤法，使占地面积降至400m2。虽然中和—过滤法的单元技术是成熟的，但作为大型工业的整体废水处理系统，尚不多见。设计方案中采用先进的膜分离技术即薄膜液体过滤器，国内尚无应用于处理电镀含锌废水的先例。为慎重起见，先进行了必要的模拟试验，探索运行条件，如滤前废水的pH、滤脱精度、滤速，以确定合适的设计参数。2.1设计参数废水处理量：120～150m3/h废水水质：详见表1中和反应pH控制值：8.5～9.0石灰乳制备能力：20m3/h石灰乳浓度：8%～10%Ca(OH)2压缩空气用量：35m3/min，压力为薄膜过滤器过滤膜孔：0.5μ薄膜过滤器过滤压力：0.1～0.2MPa过滤清液Zn2+浓度(或含量)：Zn2+≤4mg/L2.2工艺流程由冷轧电镀锌机组排出的高锌浓度废水进入中和反应池，以工业消石灰为中和剂中和，废水pH由1～2提高到8.5～9，然后经薄膜液体过滤器作固液分离，过滤后滤液达标排放，污泥送现有酸碱废水处理污泥系统。工艺流程见图1。整个处理工艺采用PLC控制，设备和阀门均设现场控制操作箱，同时在操作室内设中央控制和人机操作界面工作站。系统工作状态根据设置的CRT画面进行动态显示，并可实现设备故障统计、运行状态显示以及历史记录查阅。由图1可知，电镀含锌废水处理装置由四个单元组成：①中和反应及固液分离单元。这是整个水处理工艺的核心部分，充分反应有效控制pH值以使Zn2+形成Zn(OH)2沉淀析出，是确保废水合格排放的前提，而高效率的固液分离是保证合格排放的关键。本单元由3座中和反应池、3台薄膜液体过滤器以及空气搅拌装置和控制仪表等组成。②石灰乳制备及供给单元。该部分由石灰料仓、石灰乳制备及供应投加系统组成，包括仓体、螺旋给料机、混合器、溶解槽、搅拌机组及石灰乳输送泵等设施。制备好的石灰乳浓度为8%～10%，由输送泵送中和反应池。③污泥处理单元。由污泥收集池、泥浆泵等组成。污泥经浓缩后送压滤机压滤。④盐酸活化清洗单元。由盐酸池和输送循环泵等组成。该部分是为了清洗滤膜上残存的CaSO4和Zn(OH)2以免堵塞膜孔影响过滤流量。3主要技术经济指标和处理效果主要技术经济指标和处理效果3.1主要技术经济指标废水处理量：2880m3/d工业消石灰：7.47t/d压缩空气耗量：35m3/min用电量：1800kWh/d过滤水回用：200m3/d3.2处理效果实际处理水量与排水水质状况见表2；经环保部门随机抽样，均未发现Zn2+超标。表2处理水量与水质处理水量与水质内容运行平均值环抱标准值处理水量/(m3·h-1)100～120Zn2+/(mg·L-1)2.13≤4pH8.5～96～9SS/(mg·L-1)＜1＜1503.3效益分析该工程投资约1300万元，投产后，避免了环保部门的巨额罚款和每月缴纳排污费20～30万元。目前，由于过滤后清液水质较好，部分已代替原设计中制备石灰乳所用的工业水和作为杂用水，每天可节约工业水200m3左右。根据出水水质情况，处理后水质基本上可达到或接近宝钢工业水水质标准。若对这部分水予以利用，估计一年可节约工业水约1.0Mm3，按工业水价格1.2元/m3计，折合人民币120万元。4薄膜液体过滤应用中存在的问题薄膜液体过滤应用中存在的问题4.1薄膜液体过滤的特点薄膜液体过滤器是将膨体聚四氟乙烯专利技术与全自动控制系统完美地结合在一起的固液分离设备。其过滤方式独特，它是利用薄膜来进行表面过滤，使液体中的悬浮固体被全部阻挡在薄膜的表面，因而过滤效果好。该滤膜具有表面摩擦系数低、单位膜面积成孔率高等特性，能始终保持较低过滤阻力和较高膜通量。