膜法处理电镀清洗废水的零排放工艺设计与研究_胡国强

第23卷第4期宁波大学学报（理工版）Vol.23No.42010年10月JOURNALOFNINGBOUNIVERSITY(NSEE)Oct.2010文章编号:1001-5132（2010）04-0092-06膜法处理电镀清洗废水的零排放工艺设计与研究胡国强（宁波大学科学技术学院,浙江宁波315211）摘要:用纳滤-反渗透-反渗透膜组合处理方法对电镀清洗废水进行处理工艺设计,使电镀清洗废水形成闭路循环;整个工艺流程无任何物料添加和损耗,水和镀液离子全部回收利用.并用模拟配制的镀镍漂洗废水进行实验研究,考察操作压力、进水浓度和料液浓缩倍数对工艺各级膜组件分离效果影响,结果显示与预期相符,设计工艺能实现电镀清洗废水零排放处理目标,生产实际应用可行.关键词:电镀废水;膜工艺;工艺设计;实验研究中图分类号:X703.1文献标识码:A据统计,目前我国每年排放出的电镀废水约达40亿m3,而电镀废水治理大部分是采用各废水混合后再处理[1].这种电镀混合废水治理达标排放的传统方法虽经有效治理能达标排放,但仍有大量重金属离子等污染物流进江河湖海,或渗入土壤地层,不仅污染环境,破坏生态,危害人类健康和寿命,也浪费了宝贵资源.未来电镀行业发展的趋势应是彻底消除污染,实现废水处理零排放[2].分析电镀生产过程,电镀废水大体可分为前处理废水、电镀清洗废水、后处理废水以及电镀废液.其中,镀件清洗废水是电镀废水中的主要来源之一,几乎要占废水排放总量的80%以上.再加上当前电镀生产主要采用的是漂洗长流清洗工艺,其耗水量大,浪费惊人,水环境污染更是十分严重.其实,电镀清洗废水中的绝大部分污染物是由镀件表面附着液在清洗时带入,成分与镀槽溶液相同,其他污染物极少,可返回镀槽而再用[3].因此,将电镀生产线上的清洗废水分别收集并将其有效分离,使分离后的净化水再作电镀清洗水循环回用,浓水再浓缩到一定程度后返回镀槽,从而使镀件清洗废水的水、镀液离子和助剂全部回收,达到电镀清洗废水零排放的目标[4].膜分离技术的发展极大地促进了电镀废水有效利用和零排放处理的生产实际应用[5-7].1膜法电镀清洗废水处理零排放工艺设计由于电镀清洗废水中的主要污染物是重金属离子,不含太多的有机物、悬浮物及杂质等,适合于直接采用膜分离.薛莉娉报导了采用单一的纳滤膜工艺对电镀含镍废水处理进行的研究[8],提出了纳滤膜具有操作压力低、水通量大、对电镀含Ni2+废水有去除率高等优点,但透过水的水质仅能收稿日期:2010-05-24.宁波大学学报（理工版）网址:http://3xb.nbu.edu.cn基金项目:宁波大学实验技术研究资助项目（Syjs-2006001）.作者简介:胡国强（1955－）,男,浙江宁波人,副教授,主要研究方向:膜分离技术.E-mail:huguoqiang@nbu.edu.cn第4期胡国强:膜法处理电镀清洗废水的零排放工艺设计与研究93达标排放或回用于镀件初级的漂洗要求.而在精密电镀生产中,对水的纯度要求非常高,纳滤透过水直接用作精密电镀清洗则达不到纯度要求.陈锋等人则直接使用三段式反渗透膜工艺对电镀含镍废水进行处理研究,虽然可以获得高纯度的渗透水用于精密电镀生产,同时也能将镀镍漂洗水浓缩40倍后而回用.但整个系统存在能耗大等方面不足[9].如采用“纳滤+反渗透”组合优化工艺处理电镀清洗废水，不仅其处理产生的净化水纯度高可直接再用于精密电镀生产，同样能有效浓缩回收金属离子，并使电镀工艺成本最低化[10].1.1原理电镀生产线上的镀件清洗工艺废水因未加其他物质,成分与电镀液相同,故将电镀清洗废水处理系统直接采用纳滤和反渗透组合工艺就可实现电镀清洗废水处理零排放设计.其基本原理是前级采用纳滤膜对镀铜、镀镍、镀锌等电镀清洗废水中的多价金属离子有较高截留率,同时可获得较高的水回收率;后级一组反渗透膜用来处理纳滤的透过水,使反渗透膜组件的出水达到去离子水质标准;另一组反渗透膜用来处理纳滤的浓缩水,选择部分浓缩液回流工艺设计,利用回流阀门调节控制使浓缩量达到配置电镀液需要量后,返回镀液槽再用.整个电镀清洗废水形成闭路循环处理系统,并在实现电镀清洗废水零排放要求的同时,保证清洗回用水水质纯净、废水中的金属离子与助剂全部回收和返回镀液的浓缩要求[11-12].1.2工艺流程工艺流程设计如图1所示.1.3说明电镀生产线上产生的镀件清洗废水,分别汇集到各工艺段设置的集水箱,先用石英砂和5μm微滤膜进行预处理,以除去电镀废水液中大颗粒悬浮杂质、微生物、胶体等,确保膜免受机械损伤,防止纳滤膜表面污染及结垢,然后输送到废水箱.1.3.1纳滤把废水箱中的预处理后电镀清洗废水用泵输入纳滤膜组件进行纳滤分离,由于纳滤膜对多价离子的高截留性能和高透水性能,透水回收率能达到90%以上[13].为保证装置的正常