膜系统处理电镀废水实验研究.pdf

膜系统处理电镀废水实验研究 董佳 1 彭丽花 1 黄瑞敏 2 1. 北京理工大学珠海学院， 广东 珠海 519085;2. 华南理工大学环境科学与工程学院， 广州 510006 摘要 采用膜系统处理二级排放电镀废水， 研究在不同的进水条件与操作条件下， 膜系统分离电镀废水中重金属离子 及回收废水的效果; 研究结果表明 膜系统去除二价及以上重金属离子非常有效， 当系统的运行压力为0. 65 MPa， 进水 pH 在 6 ～ 8， 进水流量和回流比分别维持在1 m3/h与 1. 0 左右， 膜系统对 Cr3 、 Cu2 、 Ni2 去除率分别可达 99. 3 、 98. 9 、 98. 6 ; 废水回收率达 35 ， 运行成本仅为 1. 6 元 /t; 运用膜系统处理二级排放电镀废水可产生显著的经济与 环境效益。 关键词 电镀废水; 膜系统处理; 重金属离子; 废水回收 EXPERIMENTAL RESEARCH ON TREATMENT OF ELECTROPLATING WASTEWATER WITH MEMBRANE SYSTEM Dong Jia1Peng Lihua1Huang Ruimin2 1. Zhuhai Campus，Beijing University of Technology，Zhuhai 519085，China; 2. Environmental Science and Engineering Shool of SCUT，Guangzhou 510006，China AbstractA menbrane system is adopted to treat two-stage electroplating wastewater under different influent and operation conditions，this paper studies the membrane system’ s efficiency of removing heavy metal ion and recycling wastewater; the results show that the membrane is very excellent to remove heavy metal loaded with high charge，under the operation pressure of 0. 65 MPa，pH of influent is between 6 ～ 8，the inflow and influx ratio are about 1 m3/h and 1. 0，the removal efficiency of Cr3 ，Cu2 and Ni2 are 99. 3 ，98. 9 and 98. 6 respectively， the reclaim of wastewater is up to 35 ，the operation cost is 1. 6yuan/t; the application of membrane system is able to bring markable economical and environmental benefits. Keywordselectroplating wastewater;membrane system; heavy metal ion;reclaim of wastewater 随着改革开放的进一步深入， 电镀行业的发展势 头异常迅猛， 同时每年产生大量的电镀废水也严重影 响生态环境， 制约了电镀行业的长远发展。电镀废水 包括镀件漂洗、 退镀件漂洗、 工件除油、 酸洗等几种废 水， 其中不仅有重金属离子， 而且还含有毒阴离子、 各 种有机络合物、 表面活性剂、 油份及酸、 碱等 ［ 1］。对 电镀废水的常规处理包括化学沉淀、 氧化还原、 铁氧 体技术等 ［ 2］; 这些技术在实际应用中可有效去除电 镀废水中的重金属物质， 但由于成本和操作原因， 经 常出现废水不达标排放等情况; 针对氧化还原、 化学 沉淀法处理后的不达标电镀废水， 拟采用膜系统深度 处理， 分离其中重金属离子的同时回收废水， 实现经 济与环境的双赢。 1实验部分 1. 1进水水质及工艺流程 进水为惠州某电镀公司二级处理后的排放废水， 系统进水流量为1 m3/h， 废水中的有机物含量较高， 重金属离子仍具有较高浓度， 为不达标废水， 具体数 据如表 1 所示。 表 1进水水质 ρ Cu2 / mg L － 1 ρ Ni2 / mg L － 1 ρ 总 Cr / mg L － 1 ρ COD / mg L － 1 色度 /倍pH 6 ～ 108 ～ 156 ～ 14120 ～ 16030 ～ 506 ～ 9 工艺流程见图 1。 图 1工艺流程 32 环境工程 2010 年 6 月第 28 卷第 3 期 1. 2实验方法 首先从废水排放池用泵 1 将废水引入保安过滤 器过滤， 以去除废水中存在的悬浮颗粒物和浊度， 防 止污染后续处理设备; 然后进入中间储水罐， 待其满 后关闭泵 1， 开启泵 2， 将废水引入膜分离系统， 将分 离后的产水和浓缩水都回流至中间储水箱， 以保持废 水中污染物的浓度不变; 期间分别调整膜系统压力、 pH、 浓水回流比， 研究膜系统在各种不同操作条件下 对废水中重金属离子的分离效果和废水回收率; 每次 做完实验后放空中间储水池。 2结果与讨论 2. 1压力对膜系统去除污染物的影响 膜系统对二价及以上重金属离子的去除率高。 如图 2 所 示， 当 进 水 中 Cu2 、 Ni2 、 总 铬 主 要 为 Cr3 平均质量浓度分别为 8， 10， 10 mg/L 时， 产水 Cu2 、 Ni2 、总 铬 质 量 浓 度 分 别 为 1. 5 时， Ni2 去除率又降为 98. 4 。增大浓水回流会增强膜表面的冲刷作用， 减 轻浓差极化的污染， 因此适量地提高浓水回流比会提 升 膜 对 重 金 属 离 子 的 去 除 率; 由 于 进 水 量 仅 为 1 m3/h， 过大的浓水回流又会影响进水水质， 造成去 除率降低; 本实验中适宜的浓水回流比为 1. 0; 从总 体上说， 浓水回流对膜系统的去除率影响不大， 但适 宜的浓水回流比在增强膜的分离能力的同时也会延 长膜本身的使用寿命。 当系 统 运 行 压 力 为0. 65 MPa， 进 水 pH 6. 5 ～ 7. 5， 回 流 比 1. 0， 进 水 量 1 m3/h， 产 水 水 质 如 表 2 所示。 表 2产水水质 指标 ρ Cu2 / mgL －1 ρ Ni 2 / mgL －1 ρ 总 Cr / mgL －1 ρ COD / mgL －1 色度/倍 电导率/ us cm －1 pH 产水 0. 1 0. 2 0. 1 10 4100 ～ 1506. 5 ～7. 5 在上述操作条件下， 膜系统进水1 m3/h， 可产水 0. 35 m3/h， 回收率为 35 ; 产水可用于电镀过程中 的镀件清洗、 工件除油、 酸洗等方面， 可节约大量用 水; 浓水则引至原氧化还原、 沉淀反应系统。 2. 4运行成本 运行成本主要产生于两台泵所消耗的电费， 以及 膜系统定期清洗所需要的药剂费， 电费约为 1. 4 元 / t， 而药剂 费约为 0. 15 元 /t， 总 运 行 成本约为 1. 55 元 /t。 3结论 1 压力对膜系统去除重金属离子有较大的影 响， 随着压力的升高， 膜系统对 Cr3 、 Cu2 、 Ni2 去除 率不断升高， 当系统运行压力为0. 65 MPa时， 膜系统 对 Cr3 、Cu2 、Ni2 去 除 率 分 别 高 达 99. 2 、 98. 8 、 98. 6 。 2 pH 对膜系统去除污染物的影响就在于 pH 可 改变膜表面电荷的属性， 当进水 pH 4. 5 时， 膜表面带有负电荷， 对其去除率 降低， 但逐渐增大的 pH 使得 Cr3 、 Cu2 、 Ni2 生成各 自氢氧化物， 使去除率再次升高。 3 回流比对膜去除 Cr3 、 Cu2 、 Ni2 的影响在于 降低膜表面的浓差极化和影响废水水质， 膜处理二级 排放电镀废水的适宜回流比为 1. 0。 4 膜系统处理二级排放电镀废水的产水水质优 良， 回收率达 35 ， 运行成本仅为 1. 55 元 /t， 具有较 好的经济价值和环境效益， 运用前景广阔。 参考文献 ［1 ］ 楼永通， 陈益棠， 王寿根， 等. 膜分离技术在电镀镍漂洗水回用 中的应用［J］ . 膜科学与技术， 2002， 22 4 182- 186. ［2 ］ 孙华， 李梅， 刘利亚. 涂镀三废处理工艺与设备［M］ . 北京 化 学工业出版社， 2006. ［3 ］ 杨兴涛. 纳 滤 处 理 电 镀 废 水 实 验 研 究［D］ .天 津 天 津 大 学， 2006. ［4 ］ 薛莉娉. 纳滤膜的模型表征及其在电镀废水 处理中的应用 ［D］ . 南京 南京师范大学， 2007. ［5 ］ Wang Z， Zhao Y Y， Wang J X， et al. Studies on nanofiltration membrane fouling in the treatment of water solutions containing humic acids［J］ . Desalination，2005. 作者通信处董佳519088广东省珠海市唐家金凤路六号北京理 工大学珠海学院化工与材料学院环境工程系 2009 － 06 － 23 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 日本三洋公司推出太阳能自行车棚 新华网北京 3 月 16 日报道 日本三洋公司 16 日宣布， 公司在东京开放了 2 个太阳能自行车棚， 每个车棚 可以为 100 辆电动自行车充电。 据法新社 16 日报道， 三洋公司推出的这种太阳能自行车棚设立在东京的公交线路附近。自行车棚利用车 棚顶部的太阳能板发电， 可以为 100 辆三洋电动自行车充电。 报道说， 太阳能自行车棚蓄积的电能除为电动自行车充电外， 还可以为晚间车棚的 LED 灯供电。如果遇 到紧急情况发生， 还可以为应急照明设备供电。 日本三洋公司多年来一直致力于电动自行车的研发和推广， 它研发的电动自行车在骑车者下坡时可以自 动给电池充电。如今公司又推出太阳能自行车棚， 让电动自行车使用起来更加方便。 摘自 “新华网” 52 环境工程 2010 年 6 月第 28 卷第 3 期