微濾-反滲透-蒸發集成設備處理電鍍園含鎳廢水的工程實例

文_張汝嘉 廣州市中綠環保有限公司

1 工程背景

江蘇某新建電鍍園，根據同類產線數據比對，投產后每天產生化學鎳及電鎳兩類含鎳廢水，廢水水質水量如表1所示。要求含鎳類廢水經新建設施處理后，滿足電鍍表3標準排放。

表1 電鍍園含鎳類廢水水質水量表

2 工藝設計

本工程設計單一采用某一類方法處理很難滿足達標需求，常規、傳統的廢水處理工藝很難穩定、有效地達標，必須同廢水回用技術有機地結合，才能確保鎳的達標排放。

回用處理絕大部分通過反滲透進行。常溫下反滲透可對溶質和水進行分離，不僅可去除溶解的無機鹽類，還可去除各類有機物雜質，并具有較高的除鹽率和水的回用率。反滲透濃縮液可使用蒸發系統進行徹底處理至極少的體積，產水可回到反滲透系統再次處理；蒸發結晶作為固廢可委托有資質單位處理，具備價值的結晶也可進行回收。

胡適等采用混凝沉淀+多級反滲透+混床工藝處理砂輪廠含鎳廢水，產水中未檢出鎳；反滲透濃液經蒸發處理后，結晶委外處理。計建洪采用混凝沉淀+離子交換+多級反滲透，產水滿足企業回用水要求；反滲透濃液經蒸發處理后，蒸發結晶委外處理。

以微濾作為反滲透系統的的預處理工藝已開始得到應用。微濾膜的孔徑范圍為0.1～0.01μm之間，適合對懸浮液和乳液的進行截留或濃縮以及低濁度液體除菌。馮霞對電鍍廢水采用微濾+反滲透進行中試實驗，結果表明，總鎳處理至滿足電鍍表3標準。蔡慶慶等采用微濾+反滲透系統處理電鍍廢水中的重金屬廢水，出水各項指標滿足電鍍表3標準。

對于本項目而言，使用化學反應-混凝沉淀作為預處理難以滿足反滲透的進水要求，同時占用大量空間，不利于較小水量的系統應用。采用微濾+反滲透工藝，具有如下優點：①節約了絮凝池，杜絕了PAM對反滲透膜的致命堵塞，保證膜的使用效果和壽命。②省卻了沉淀池，縮小了廢水處理系統的占地面積。③相較傳統回用工藝流程簡單，節省投資，綜合運行成本低。

因此新建污水處理設施采用微濾系統+多級反滲透系統+蒸發器的集成設備系統作為主體工藝，處理含鎳類廢水及濃液等二次污染物，并實現零排放。

處理流程含鎳類廢水經調解池均質后，經泵提升進入集成設備系統，處理流程包括：①化學鎳廢水調節pH值至弱酸性后進入膜系統；電鎳廢水已為弱酸性，直接進入膜系統。廢水在弱酸性下進入膜系統，減少水中結垢的可能性，提高系統穩定性。②預處理后的廢水進入循環槽，以大流量循環泵提升至微濾膜進行處理。③微濾產水再次調節pH值確保至弱酸性后進入原水槽，經精密過濾器預過濾后，以高壓泵提壓進入一級反滲透系統進行，濃水后進入濃縮水箱，產水中和后進入中間水箱。④中和后的一級反滲透產水以高壓泵提壓進入二級反滲透系統，產水經檢測總鎳達標后進入回用水箱，濃水進入原水槽。⑤一級反滲透濃水經精密過濾器預處理后提壓進入三級反滲透系統，產水回原水槽。⑥三級反滲透濃液進入蒸發系統，蒸發產水進入電鎳廢水調節池，與電鎳廢水混合，再次進行微濾-多級反滲透處理，蒸發結晶母液進入母液干燥系統，結晶委外處理。

廢水處理設施工藝流程如圖1所示。

圖1 廢水處理設施工藝流程

3 特征工藝介紹

根據膜孔孔徑，膜分離技術分為微濾、超濾、納濾和反滲透，具體分類及特性如表2所示。

表2 膜系統的分類及特性

本項目使用的微濾膜孔徑范圍為0.1～0.01nm之間，采用錯流操作方式，進料流體的流動方向與膜平面的方向平行。流體在3～6m/s的高流速下產生強烈湍流，在膜表面產生巨大的剪切力，使沉積在膜表面微孔上的微粒重新返回到流體中進入循環槽。循環槽污泥濃度可達10%～20%，降低了污泥濃縮時間，提高了污泥脫水效率。

本項目使用的多級反滲透，膜元件為螺旋卷式結構。螺旋卷式結構由多葉膜袋組成，每一葉膜袋由兩片膜正面相背的膜片、置于兩片膜片間的產水流道和放置在膜表面的湍流網格狀進水流道組成，膜袋三邊以膠粘劑密封，第四邊開口于有孔的產水收集管上。該結構具有流態均勻、耐污染程度高、更換費用低、外部管路簡單、易清洗維護、設計自由度大等優點。

根據本工程水量較小的特征，選用成套化集成設備，其優勢在于：系統成套、設備化，減少土建投資，減少占地空間；設備成套設置，整體布局美觀，減少外部繁冗管路；設備布局緊湊，系統均在一個設備框架內，便于現場操作、維護；現場設備靈活，模塊化系統便于擴建、改造、搬遷或移裝至其他地方繼續利用。

4 運行效果

處理設施建成后，根據車間產能投入進行調試，至企業達到滿負荷生產后穩定運行。系統穩定運行30d，兩套系統總產水約154m3/d，產水總鎳基本滿足電鍍表3標準，其他指標滿足用水要求，可回用于車間；系統每天產生約2m3/d蒸發結晶，作為固廢委托有資質單位處理。系統基本實現零排放。處理設施的總鎳去除效果如表3所示。

表3 處理設施總鎳統計表

5 結語

微濾+反滲透+蒸發系統處理含鎳類廢水效果優異，系統產水總鎳達到電鍍表3標準，其他指標滿足車間用水要求。

廢水156m3/d，處理后154m3/d產水回用，2m3/d固廢委外處理，基本實現零排放。

運行中總鎳有出現波動現象，需繼續調整運行參數，確保水質滿足要求。

多級反滲透在弱酸性條件下運行，可減少膜堵塞，但仍存在結垢，需加強控制運行條件。