电镀及膜处理

电镀工艺流程图
5.5 膜法电镀回用工艺流程
5.5.1 压力驱动膜分离技术原理
压力驱动膜分离技术是利用膜对混合物中各组份的选择透过性能来分离、提纯和浓缩目的产物的新型分离技术，膜分离过程是一种无相变、低能耗物理分离过程，具有高效、节能、无污染、操作方便和用途广等特点，是当代公认的最先进的化工分离技术之一。

膜分离技术可作为一种清洁生产工艺，代替传统的蒸发浓缩、高速离心分离、萃取、离子交换树脂吸附、生化处理中沉降等工艺，膜分离技术应用的领域涉及电力、电子、化工、轻工、医药、生物、食品饮料、市政、环保等行业，应用范围广、产业关联度大，是其它任何一种化工分离技术无法替代的，被国外称为二十一世纪最有发展前途的十大高新技术之一。

膜分离技术包括微滤、超滤、纳滤、反渗透、液膜、渗透汽化、扩散渗析等。

液体分离膜的分类，根据待分离物质的大小，依次可分为微滤、超滤、纳滤、反渗透，它们的分离范围如下所示：
图5 膜分离范围示意图
膜分离技术应用在废水处理和回用中，主要是微滤、超滤、反渗透。

微滤和超滤属于筛分机理，主要用于处理有机污染物的膜生物反应器及废水的预处理等，反渗透是将溶液中溶剂（如水），在压力作用下透过一种对溶剂（如水）有选择透过性的半透膜进入膜的低压侧，而溶液中的其它成份（如盐）被阻留在膜的高压侧从而得到浓缩。

即利用反渗透膜截留金属离子和有机添加剂，而让水分子透过膜，从而达到分离浓缩目的。

5.5.2 超滤（UF）工艺的特点
本方案中前处理废水经生化法处理后采用了UF工艺，该系统在一定压力下，当水流过膜表面时，只允许水、无机盐和小分子物质透过膜，而截留水中的悬浮物、胶体和微生物，以达到净化分离的目的。

该系统中采用的超滤膜元件，系采用国际先进的膜工艺开发而成，以改性高分子聚合物作为膜材料，端头密封采用不会开裂、不会泄漏的聚胺脂材料，采用更耐污染和耐高悬浮物的外压式中空纤维超滤膜主件；膜壳耐压可达到1.0Mpa，强度大；膜元件具有通量高，抗污染性能好，性能稳定，检漏修补方便，使用寿命长等特点，可以满足大多数RO前处理以及中水回用，以适应较高的进水浊度和较强的清洗要求。

在电镀、造纸、印染、化工等行业已经得到大规模应用，效果显著，投资和运行成本较低。

本系统的运行方式采用错流过滤方式，浓水进行回流，并辅以频繁气、水反
洗技术，以保证膜系统稳定的产水量，并提高系统的水利用率，也使系统运行更稳定。

超滤系统包括预过滤装置、超滤装置、反洗氧化剂加药装置、和反洗泵等设备。

中水系统的主要处理装置为超滤装置。

超滤膜分离技术具有占地面积小、出水水质好、自动化程度高等特点。

本系统采用材质为高分子材料的中空纤维，其表面活化层致密，支撑层为海绵状网络结构，故耐压、抗污染、使用寿命长，且能长期保证产水水质，对胶体、悬浮颗粒、色度、浊度、细菌、大分子有机物具有良好的分离能力，保证RO系统的正常运行。

超滤装置设计采用模块化设计，运行采用错流过滤、水反洗的全自动连续运行方式。

考虑到电镀园区分期建设和招商引资实际情况，为了减轻投资资金压力，提高膜法废水回用系统设备的利用率，本超滤系统分成3期建设，每期处理量分别为总设计量的33%，33%，34%。

本系统共设有6套超滤装置，每期2套。

每套装置设有60支膜面积为90 m2的外压式8060超滤元件，设计处理量75m3/h。

超滤装置设一套在线化学清洗系统。

主要技术参数
设计产水量：75m3/h
SDI值：≤3
操作温度：≤40℃
设计压力：≤0.2MPa
主要特点
中空纤维外表面活化层孔隙率高，故纤维单位面积产水量大；
中空纤维强度高，采用反向冲洗和气洗工艺，使组件可在错流过滤状态下工作，化学清洗同期大大延长；
低操作成本；
操作和维护简单。

5.5.3 反渗透（RO）技术的特点
本方案中废水回用的关键是反渗透技术，中心利用三十几年废水回用项目中膜应用的经验，选择的反渗透膜具有较高的透过速度和脱盐性能。

该系统采用的反渗透膜元件，具有脱盐率高、透过速度快、机械强度好、抗污染性能好等特点，
其优点在于：
1）该种膜元件通过增加膜袋的片数，缩短进水流道的长度，增大进水隔网的宽度，不仅拥有更高的水通量，而且可以减少有机物及微生物在膜表面的吸附，具有更强的耐污染能力。

通过对膜材料的改进，创造了具有优异的化学物理稳定性、耐久性、以及高产水量和高脱盐性能的膜元件。

膜片表面更光滑、更耐污染，膜片的电荷性更适合于处理电镀废水。

本项目中采用UF+RO的组合工艺，通过UF去除小颗粒悬浮物、RO去除盐分，既能保证系统的长期稳定运行，又能保证回用水质符合表面处理工艺要求。

反渗透膜分离系统的透过液进入回用水池，经节能的变频恒压供水系统送至用水点。

考虑到电镀园区分期建设和招商引资实际情况，为了减轻投资资金压力，提高膜法废水回用系统设备的利用率，提高中水回用系统的稳定性，回用系统分三期建设，一期反渗透系统处理量按设计值的33%。

反渗透系统设计采用模块化，设3套装置。

每套含126支膜面积为32 m2的抗污染反渗透膜元件，设计处理量130m3/h。

反渗透系统共用一套在线化学清洗系统。

主要技术参数
设计产水量：80m3/h
回收率：≥60%
操作温度：≤45℃
设计压力：≤2.5MPa
5.5. 4 在线CIP清洗装置
膜分离装置的膜元件不被污染是不现实的。

经过使用后，电镀所用的有机添加剂、胶体、悬浮物、前处理过程中产生的铁锈，水中的钙、镁离子等都会污染膜元件，造成膜元件进出口压差上升、通量下降、截留率下降。

为确保膜长期稳定运行，需要设置化学清洗系统，当膜受污染时，配制特定清洗液，清除膜中污染物质，尽可能恢复膜的性能。

为了节约投资，本项目中涉及的超滤膜分离系统共设一套共用的在线CIP清洗系统。

CIP清洗系统的优点在于：自动控制，自动加药；采用中心在电镀废水处理项目中开发专用化学清洗剂和相应的清洗工艺来清洗膜元件，有效地恢复膜元件的性能。

为了节约投资，本项目中涉及的RO膜分离系统共设一套共用的在线CIP清洗系统。

CIP清洗系统的优点在于：自动控制，自动加药；采用中心在电镀废水处理项目中开发专用化学清洗剂和相应的清洗工艺来清洗膜元件，有效地恢复膜元件的性能。

5.5. 5本项目所选用在线仪表是技术上成熟可靠的产品，保证反馈结果的准确性和运行的可靠性。

整个工段的现场仪表选型如下：
1）液位仪表：选用性能可靠机械式SICCOM液位开关及液位变送器；
2）压力仪表：现场压力仪表选用WIKA弹簧压力表及压力变送器；
3）压力开关：选用性能可靠机械式JACO压力开关；
4）电导率仪：电导率仪选用SUNTEX产品，每套膜系统透过液均设电导，以监控水质指标，其中回用水电导率可在触摸屏上实现实时监测，并即时存储数据。

5）PH计：PH值的检测选用PH值在线检测仪，仪表选用JENCO产品。

5.5.6镍浓缩工艺的确定
由于园区电镀镍废水产生量较大，一、二期产生水量约为1200m3/d，设计分三期建设，每期的处理量为400m3/d，而且浓缩倍数需要达到60-100倍，最后的运行压力较高，如果采用一级浓缩，则膜系统的运行连续性较差，且膜系统的运行压力负荷分配不合理，会影响系统运行稳定性及连续性，且很难保证膜元件的使用寿命。

根据杭州水中心在长沙力元等多家单位镀镍废水浓缩项目中的应用情况，对该废水的浓缩采用了二级浓缩的工艺。

其中每期各设2套一级膜浓缩装置、二级膜浓缩装置，便于三期工程的对接。

为了系统的匹配性，镍浓缩系统设独立CIP化学清洗系统，同时为了减少重复投资，三期各装置共用一套化学清洗系统。

5.5.7膜法废水回用处理流程框图
膜处理单元工艺流程框图如下图5-4所示；。