王滨姜军 (厦门市威士邦膜科技有限公司) [摘要]本文通过简述膜分离技术的使用条件，再结合电镀重金属废水水质状况，以实现电镀废水处理经济效益的增长，实现节能减排、清洁生产等方面之科学发展观的要求，而将综合治理、膜分离技术引入到电镀废水回收领域，并详细介绍了我们近年来将膜分离技术应用于电镀各生产工段的成功案例。本文对膜回收系统经济、环境效益的综合评述，更进一步说明了膜分离技术作为一电镀清洁生产技术在行业内推广使用的必要性。本文把清洁生产、低运营成本、长远经济环境效益置于项目工程设计的始终，主要目的是使将投运的废水治理、回用系统符合目前和将来很长一段时间内治理技术革新和环保标准不断提高之要求。本文将清洁生产、低运营成本、长远经济环境效益置于膜分离系统设计的始终，主要目的是使将投运的系统符合目前和将来很长一段时间内治理技术革新和环保标准不断提高的要求。 [关键词]膜分离技术节能减排清洁生产循环经济 0概述 电镀废水中含有铬、锌、铜、镉、铅、镍等重金属离子，其中酸、碱、氰化物、铬等是具有很大毒性的杂物，有的还属于致癌和致畸变、突变的剧毒物质，因此必须严格处理后方可排放，以免造成危害。 多数电镀企业通过末端纯化学法的治理方法，能对污染物进行有效控制，但是这种先污染后治理的综合或混合化学治理方法，存在许多问题和缺陷，尤其是没有经济效益、超标排放事件时有发生;治理投资和运行费用较高，也是传统化学法治理的重要缺陷，污染控制的不经济，也给企业带来沉重负担。由于电镀废水中含有大量的重金属资源，所以从经济和环保的角度来看，采用回收金属资源和水资源用于再生产的电镀废水综合治理工艺，是当今电镀废水的主流治理思路。 在我国电镀废水的治理有一慢长的发展历程，20世纪50年代末是我国电镀废水治理的起步阶段;60年代至70年代中期才开始引起重视，但仍处于单纯的控制排放阶段;70年代中期到80年代，大多数电镀废水都已比较有效的处理，离子交换、薄膜蒸发浓缩等工艺在全国范围内推广使用，反渗透、电渗析也进入工业化使用阶段，废水中贵重物质的回收和水资源的回收利用技术也有了很大进展;80年代至90年代开始研究从根本上控制污染的技术，综合防治的研究取得可喜的成果;上世纪90年代至今，电镀废水治理由工艺改革、回收利用、局部闭路循环进一步向综合防治方向发展，多元化组合治理同先进的自动控制相结合，将资源回用技术变成电镀废水治理发展的主流。 1膜分离技术 膜分离技术的基础是分离膜。分离膜是具有选择性透过的薄膜，某些分子(或微粒)可以透过薄膜，而其它的则被阻隔。这种分离总是要依赖于不同的分子(或微粒)之间的某种区别，最简单的区别是尺寸。当然分子(或微粒)还有其它的特性差别可以利用，比如荷电性(正、负电)，亲合性(亲油、亲水)，深解性，等等。按照截留微粒的尺寸大小，液体分离膜技术有反渗透【ReverseOsmosis，亚纳米级】、纳滤【Nanofiltration，纳米级】、超滤【UltraFiltration，10纳米级】和微滤【MilliporeFilter，微米和亚微米级】，其中纳滤为疏松型反渗透属于反渗透系列，为加以区别而习惯上称之为纳滤。 根据各膜组件精度的不同，为使系统能长期、稳定运行，而对源水水质的要求也较为严格。微滤系统其过滤精度在1um左右，主要截留对象为≥1um悬浮物;超滤截留分子量在10000～50000道尔顿之间，最大过滤精度为0.1～0.2um;纳滤膜组件截留分子量在200～2000道尔顿时之间;反渗透截留分子量在50道尔顿以下。 2膜技术的应用 随着电镀规模的扩大和电镀种类的增加，传统的综合、混合处理技术已不能适应电镀工业日益发展的需求。目前，大多电镀废水处理系统存在的问题有：①随着电镀种类的增加，电镀整体的布局日趋不合理，在同一个车间内设多个电镀品种，导致各种电镀废水混合，给废水的处理带来诸多的困难;②由于电镀品种多样、废水混流的原因，则导致原电镀废水治理设备丧失处理能力，处理方法也不符合目前的处理要求;③生产规模的扩大，电镀废水排放量也随之增加，原系统废水处理能力也有待增加;④管理的不规范加剧了原设计处理设施的瘫痪。 将膜回收技术应用于电镀废水治理领域可实现金属资源的回收、水资源的回收，以及实现金属资源的回收和末端水资源的回收。如果单从膜分离技术来讲，是可实现所有电镀重属材料的浓缩分离，但先进的回收技术必须实 由于膜分离技术受分离膜材质的影响，不是所有种类废水都能为分离膜组件接受，为此而对成分单一、致毒作用相对较小的废水采用槽边回收技术，对复杂水系及其它重金属废水采用化学法处理后再回收水的综合回收思路。 基于清洁生产从源控污的治理思路，一是从生产工艺的改造成来实现污染物的源控制，二是通过增设槽边回收系统实现一部分电镀工段漂洗废水的零排放，三是通过增设膜分离水回收系统实现对达标排放废水的再回用;膜分离回收技术作为电镀业清洁生产技术主要从后两者实现其自身的价值。 采用重金属槽边回收技术主要是回收经济价值较高的重金属废水，实现运行收益大于运行及投资支出经济效益，目前应用较成功的是为硫酸盐镀铜、镀镍漂洗废水的回收，可实现此两系废水的零排放，水回收率达到98%，由于镍市场所价格一直飙升，采用传统的化学法治理，已不能满足镍市场价格日益增长的需求，为此高价值废水的膜回收技术无凝是最经济的清洁生产技术。 由于膜回收技术的局限性，而对氧化性、致毒性、有机物、表面活性剂含量较高的漂洗废水必须进行严格的化学法处理后再回收水资源，最大整厂水资源回收率可为80%以上。80%回整厂回收率是基于在合理投资、运行成本而定。膜系统的高回收率还需配套严格的化学系统，为此我们采用将电镀废水分质分流的处理方法，以达到理想的处理效果，分质分流的治理方法主要是将电镀废水分为可回收废水和不可回收废水，不可回收废水为电镀前处理有机漂洗废水、前处理槽液废水、地面混合排放废水，而可回收废水分则分为氰化镀漂洗废水、络合系废水、活化解胶系漂洗废水、六价铬系废水、其它易沉淀重金属废水等。 3工程实例介绍 3.1厦门路达公司项目简介 路达(厦门)工业有限公司主要生产生活用卫浴产品，主要电镀基材为铜合件、铁件、锌合金件。3套2m3/hr镍回收系统为2005年全国循环经济论坛标志性项目工程，单套回收系统年回收水量为34200m3/年，年回收金属镍总量为7056kg/年，膜系统吨水处理费用为4.5元/m3;年节水效益为15.4万元，年回收镍效益为170万元。 水回收系统为800m3/天，回收系统吨水处理费用为3.0元，系统产出水作纯水回用，回用水以吨水3.6元计，吨水回收效益为0.6元，系统回收率为80%，年回收效益12.8万。 3.2厦门松霖公司项目简介 厦门松霖科技有限公司主要主要电镀基材为铁件、ABS件。水回收系统为1200m3/天，回收系统吨水处理费用为2.9元，系统产出水作纯水回用，回用水以吨水3.6元计，吨水回收效益为0.7元，系统回收率为85%，年回收效益23.6万。 3.3南安九牧集团项目简介 南安九牧集团有限公司主要主要电镀基材为铜合件、铁件、锌合金件、ABS件。水回收系统为3000m3/天，回收系统吨水处理费用为2.9元，系统产出水作纯水回用，回用水以吨水3.6元计，吨水回收效益为0.7元，年回收效益58.9万。 4清洁生产 近几年来，在国内外大力推行清洁生产、循环经济的新形势下，从我国的电镀行业的现状来看，电镀废水的治理排放已转向水资源的综合回用，以及回收废水中的其它资源，已成为当今废水治理技术的主流，所以推行清洁生产、循环利用水资源、减少污染物的排放量、回收废水中的可用资源是一条可行的思路。清洁生产要求：电镀生产作业面和废水管道、废水收集池，经常受到酸、碱和各种化学溶液腐蚀，受腐蚀破坏的地面和废水系统，将造成含有毒化学物质的废水渗入地下，污染土壤和地下水源。因此要求电镀生产作业地面和废水系统应具备可靠的防腐防渗漏措施。这就进一步说明清洁生产的目的，不仅要求要按照清洁生产的思路回收资源，同时更大程度上是对环保的要求。 在生产资源日益短缺的今天，回收水资源和重金属资源,即发展循环经济已是企业发展的唯一选择。本项目采用膜回收技术对镀镍废水进行浓缩回收，即采用物理的方法实现对镀镍废水的分离回收，回收的水资源可直接回用于生产，回收的镍资源则可作为废水处理的附加收入;可回收废水经化学法预处理后再回收水资源;分质对镍废水进行处理回收水资源和镍盐，以及回收水资源，均符合发展循环经济之要求，系统可实现80%废水的再生回用。 经济发展是人类存在的基础，人类的活动主要围绕经济活动展开，人类发展的历史主要是经济发展和进步的历史。但经济发展必须以环境资源为依托，没有必要的资源作保证，经济难以持续健康快速发展。同时，环境资源对经济发展也有重要的约束作用，随着经济发展和国家财力的增强，资源约束将替代资本约束逐步上升为经济发展中的主要矛盾，甚至成为伴随工业化、现代化全过程的一个重大问题。为此在电镀业采用清洁生产生技术、发展循环经济也是将科学发展观落到实处的一重要举措。 5结论与展望 (1)按照严格水分质分流的技术思路，对电镀废水进行分质收集、分置治理是可行的。 (2)废水的分质处理、大量回用以及部分废水的达标排放，符合清洁生产和循环经济之要求，也符合“十一五”规划纲要提出的，重点推进高耗水行业节水技术改造，强制推广使用节水设备和器具，扩大再生水利用之要求。 (3)采用分而治之的综合化学法治理技术是科学、合理的，且符合当前以及今后很长一段时间内电镀技术发展、资源回收利的需求。 (4)将先进的物理膜分离技术引入到废水处理领域，实现80%水资源的回收再利用，符合当前分离膜技术前沿科技的发展。 参考文献 [1](美)Metcalf&Eddy,Inc.·WastewaterEngineeringTreatment&Reuse.北京： 化学工业出版社，2004 [2]北京市环境保护科学研究院主编.三废处理工程技术手册(废水卷).北京： 化学工业出版社，2002 [3]唐受印戴友芝编著.水处理工程师手册.北京：化学工业出版社，2001 [4]孙华主编.涂镀三废处理工艺与设备.北京：化学工业出版社，2006 [5]贾金平等编著.电镀废水处理技术及工程实例.北京：化学工业出版社，2003 [6]张凯等编著.清洁生产理论与方法.北京：科学出版社，2005 [7]任建新编著.膜分离技术及其应用.北京：化学工业出版社，2003 [8]陈翠仙等编著.渗透蒸发和蒸气渗透.北京：化学工业出版社，2003 [9]邵刚编著.膜法水处理技术及工程实例.北京：化学工业出版社，2002 |
