近年来，随着国家对电镀行业清洁生产水平要求的提高，以及一些地方政策法规的新要求，电镀企业实行废水零排放已成为新时代发展的趋势。因此，膜分离技术在处理电镀废水排放上得到了广泛的应用，并取得成效。
本文结合广州市番禺区一个镀锌企业的工程实例，介绍了膜分离技术在电镀废水排放上的应用情况。
1 膜处理系统的原理
针对要将达到排放标准的电镀废水处理至可作为电镀工艺用水的水质，回用处理系统采用了膜分离技术，该系统的工艺流程如下图所示。
回用处理系统的核心是RO(反渗透)处理单元，该单元的处理原理是在压力的驱动下，使废水中的水从反渗透膜中透过成为可回用的水，而不能透过的盐分及少量的有机物将保留在浓缩液中。
为减轻反渗透单元的处理压力，在反渗透处理前增加了超滤单元，超滤能截留0.002～0.1微米的颗粒和杂质，能有效阻挡住胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物。
为了避免废水中所含的杂质污染膜元件，影响系统的稳定运行和膜元件的使用寿命，必须对进水进行有效的预处理。因此，处理系统增加了砂滤器、活性炭吸附器、叠片过滤器、保安过滤器等预处理单元，并适当投加了阻垢剂、消毒剂、除氯剂。
反渗透单元中不能透过的浓缩液将进入到离子交换系统，脱盐后的水将回用至生产线上。各处理单元的清洗废水将作为原水回流到电镀废水处理系统中进行处理。
2 膜分离技术在电镀废水回用处理中的应用特点及注意事项
01 进水水质特点
① 回用处理系统的进水来自于废水处理系统的出水，COD值一般在50～80mg/L之间，超出了RO处理单元的正常处理水平，因此，必须在RO处理单元前对废水进行预处理，使COD值降至30mg/L以下的水平;
② 进水中会残留有少量的胶体颗粒，这些胶体会对超滤膜和RO膜造成严重的堵塞，因此必须通过预处理将这些胶体去除;此外，由于废水处理中加入了酸、碱、盐等化学药剂，因此，回用进水中所含的金属离子较多，电导率也会较高，若所加的是石灰或钙盐，则回用处理过程中会产生严重的结垢现象;若废水需进行破氰处理，则处理后的出水将可能含有次氯酸根等氧化性物质，对RO膜会产生严重的破坏作用。
针对以上进水水质的特点，反渗透系统必须采取有效的预处理措施，才能保证取得良好的处理效果，并能长期稳定运行。
02 预处理措施
对于废水中的胶体和颗粒物，预处理采用了砂滤器及叠片过滤器。砂滤器的过滤介质为粒径0.5～0.8mm的石英砂，能去除粒径为100μm以上的颗粒，使浊度达到1左右。
叠片过滤器是通过一系列刻有大量一定微米尺寸沟槽的叠片在弹簧和流体压力的作用下被压紧，从而形成独特的深层过滤，能有效截留前级砂滤器截留不了的细颗粒悬浮物，过滤精度为55μm。
设置活性炭吸附器能有效去除废水中的游离氯，保护反渗透膜不受损害，同时也可以吸附水中的有机物、胶体粒子等。活性炭的粒度为1.25～2.5mm，层厚为1.5～2.0m。
为了防止在膜面上发生无机盐结垢，可在水中投加阻垢剂，阻垢剂一般选用有机磷酸盐，其处理效果比六偏磷酸钠更好更稳定，适用于防止不溶性的铝和铁的化合物结垢。对于去除废水中氧化性物质，可以在水中投加还原剂，一般选用亚硫酸氢钠。
03 RO膜的选材及设计
针对电镀废水的特点，应用于电镀废水回用处理的RO膜应选用抗污染型膜元件。抗污染型膜元件是卷式芳香族聚酰胺复合膜元件，具有低压运行、产水量高、脱盐性能好的特点，同时由于采用特殊工艺对膜表面进行处理，改变了膜表面的电荷性及光滑度，增加了膜表面的亲水性，从而减小了污染物及微生物在膜表面的污染。
在设计上，要根据产水流量、回收率以及产水水质，确定系统串联元件数、段数及级数。为保证产水水质以及延长膜元件的使用寿命，设计过水通量一般比膜元件的额定过水通量要低20%～30%。因此，虽然首次的投资会稍高，但却能保证膜处理系统长期稳定的运行，并降低运行费用。
本工程实例中，为实现70%的系统回收率，选取了一级两段式的RO系统，两段压力容器的数量之比为2∶1，这样就可以避免因进入第二段膜元件的水流降低而产生膜表面沉积的现象。
04 膜处理系统的运行及注意事项
膜处理系统在正常的运行条件下能取得很好的效果，但须注意以下方面：
(1) 保证进水水质优于排放标准
根据所选定的处理工艺流程，膜处理系统的进水水质必须优于所要求的废水排放标准，主要指标要求如下：COD≤80mg/L;浊度≤3度;电导率≤2000us/cm;pH=6～8。
这里要求前续的废水处理必须做到适量的投药，反应、沉淀处理单元必须有足够的停留时间，从而可避免不必要的胶体颗粒的产生，降低出水的COD及浊度。具体联系污水宝或参见更多相关技术文档。
废水处理的排放标准中要求pH为6～9，但RO最优的pH范围为6～8，因此必须将废水处理出水的pH值调至8以下。另外，降低进水pH值是控制碳酸钙沉淀析出的一种有效手段。
(2) 关键部位要实时监测，并做好运行记录要能及时反映膜处理系统的运行状况，必须在关键部位安装监测仪器，进行实时监测，以取得关键的控制参数。
整个膜处理系统的控制参数主要有：温度、浊度、余氯、pH、压力、流量、电导率等。特别是进出水压力、流量、电导率，这三个参数能及时反映膜元件的处理状况，可判别是否有故障问题，从而及时采取措施解决。一般来说，膜处理系统在稳定运行一段时间后若出现产水量下降、脱盐率降低、压降增加的现象，应加以重视并分析原因。造成以上现象的原因主要有结垢、污堵、氧化破坏、泄漏等，可采取清洗、消毒、维修、更换膜元件等措施解决。做好日常的运行记录，就能掌握膜处理系统运行的规律，将系统调整在最佳的运行状态，并能及时采取预防性的维护，防止发生重大问题而影响生产。
(3) 做好清洗工作
膜处理系统在经过一段时间的运行后，其性能便会逐渐下降。当系统产水量比初始值下降15%以上、盐透过率增加10%以上、进水与浓水之间的压差增加15%以上时，便要及时进行化学清洗。
清洗的步骤一般为：1)用产水低压冲洗;2)用清洗液低压低流量冲洗;3)用清洗液浸泡;4)用清洗液大流量循环清洗;5)用产水冲洗，清除清洗液。
对于电镀废水的回用处理，通常会出现无机胶体污染状况，此时RO膜的第一段会出现产水量逐渐下降、压差逐渐变大、产水电导轻微上升的现象。对于此种污染，可以用0.1%的氢氧化钠与十二烷基苯磺酸钠配成清洗液，按照前述步骤进行清洗。
膜分离系统的透过液具有水质稳定并高于电镀行业工艺用水要求的特点，可直接回用于电镀生产，因而构建了一种基于资源回收和环境保护的可持续发展环保新模式。
3 结论
膜分离技术在我国已发展多年，技术相当成熟，特别在海水淡化、纯水生产等方面应用得比较多，但在污水处理方面却应用得比较少。
目前，面对日益严重的环境污染问题，作为当今我国三大污染工业之一的电镀行业，企业实施清洁生产，是在越来越大的环境压力下，实现电镀企业可持续发展的重要举措。
膜分离技术是一门崭新的跨学科实用化技术，被公认为是21世纪最有发展前途的高新技术之一。
近年来，随着国家关于环境保护的法律法规的健全、环保执法力度的进一步加大以及企业清洁生产的推行，膜分离技术在电镀行业废水回用处理上逐渐得到广泛的应用，并取得了实践成果，膜分离技术的实践应用也得到了改善与提高，作为电镀企业实现电镀废水循环利用、清洁生产的有效手段，具有十分广阔的发展前景。(北极星水处理网 中国污水处理工程网)
1引言
生化处理是处理有机废水最经济、有效的处理方法，在城市污水和工业废水上广泛应用，但在处理电镀废水有机污染物没有成功的工程应用实例，已有应用的主要依靠人工培养的特殊功能菌来完成的，其主要处理对象是重金属离子，对COD的去除效果方面不具优势。
某公司的废水有机污染物浓度较高，并含有氰化物、铜、铬、镍等污染物。现有的处理系统主要采用化学和物化方法，对COD的处理效果较差，处理后的废水COD和磷浓度仍很高，无法达到废水纳管标准。
根据本废水的水质特点和处理要求，在小试的基础上，采用本公司开发的新型MBR工艺对经化学和物化法预处理后的电镀废水进行了现场中试，以了解本工艺的处理效果和工程应用的可行性。
2膜生物反应器(MBR)及应用现状
MBR是膜生物反应器，是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型污水处理技术，使用微滤膜分离技术取代传统活性污泥法的沉淀池和常规过滤单元，使水力停留时间(HRT)和泥龄(SRT)完全分离。因此具有高效固液分离性能，同时利用膜的特性，使活性污泥不随出水流失，在生化池中形成8000~12000mg/L超高的活性污泥浓度，使污染物充分降解，出水水质良好、稳定，出水细菌、悬浮物和浊度接近于零，并可截留粪大肠菌等生物性污染物，处理后出水可直接回用。
与传统工艺相比具有以下主要特点：出水水质优良、稳定;工艺简单;占地面积少;污泥排放量少，二次污染小;系统抗冲击性强，适应范围广;自动化程度高，管理简便;模块化设计，易于根据水量情况进行自由组合。从目前的趋势看，工业废水的处理及后续中水回用将是MBR在我国推广应用的主要方向。
3新型MBR技术处理电镀废水应用中试装置
3.1污水来源及水质情况
试验用水来自该厂废水处理站的出水池，是经过前道化学和物化处理后的废水，废水的COD浓度波动较大。表1是大致的进水水质数据。
3.2工艺路线
由试验装置流程图1中废水由提升泵输送至中试装置，在反应池内与高速循环的活性污泥混合液混合，通过活性污泥中微生物的生物活动过程，将废水中的有机物、氮和其它污染转化成无害物质，达到废水处理的目的。
生化反应后的泥水混合液经膜池的膜过滤后，污泥被截留在系统内，分离后的水由抽吸泵抽出排放。生化过程中产生的剩余污泥从系统中排出，经浓缩、脱水后外运处置。
废水生化反应过程中所需的氧气由生化鼓风机提供，通过铺设在反应池底部的曝气软管曝气，并由安装在池内的溶解氧测定仪，根据设定的DO控制值，通过PLC系统自动控制风机的运行。
生化反应后的混合液通过特殊的气提装置提升(图2)，并使混合液在反应池内形成高速循环流，使流入的废水迅速扩散、混和，均衡系统内的污泥负荷。气提过程中形成的特殊水力形态可分割污泥絮体，增加污泥的总体活性，实现了低氧、高效的生化处理效果。
4新型MBR中试试验过程
4.1装置驯化启动阶段
现场中试工作于2015年7月底试验装置就位后开始，取附近污水厂浓缩污泥作为接种污泥，加水后进行闷曝，待污泥活性初步恢复后，逐量加入废水进行污泥培养和驯化。
接种污泥闷曝后很快恢复活性，镜检发现有不少钟虫和盾纤虫等原生动物和少量丝状菌(球衣菌)。随着污泥驯化过程的进行，原生动物逐渐减少，直至基本消失，说明本废水对微生物有明显的抑制作用。
随着污泥驯化的进行，原生动物又逐渐出现，数量很少，主要是盾纤虫、漫游虫、草覆虫等游动型纤毛类，污泥开始缓慢增长，反应池的DO也开始下降，污泥中出现少量钟虫，说明污泥已初步适应水质。
4.2装置稳定运行阶段
在运行过程中，以水力停留时间(生化反应时间)作为试验工况，考察各试验条件下的处理效果，并确定污泥负荷等主要工艺参数的控制范围。具体联系污水宝或参见更多相关技术文档。
水力停留时间试验在污泥活性基本正常时开始进行，根据经验并参考先前实验室的小试情况，将反应池内污泥浓度控制在7~8g/L范围后，再分别进行了12小时、16小时、20小时的试验，来确定合适的控制范围。12小时以下和20小时以上的水力停留时间也作了短时间的试验。
5试验数据及分析
5.1中试装置CODcr数据及分析
5.1.1装置进出水CODcr数据
处理效果数据表前4天的数据与后面的数据在日期上有断开，是因为隔开这段时间夜间水量少、浓度很低，试验的数据没有代表性。因进水浓度波动较大，每天对进、出水取样三次，将混合水样外送检测。试验数据及效果详见图3：
5.1.2数据分析
从图3的数据可知，新型MBR工艺对本废水CODcr具有很好的处理效果，在运行稳定期的处理效果可接近生化处理极限。
进水浓度的波动也造成系统污泥负荷的较大波动，但出水水质较稳定，说明系统在启动完成，长周期运行时抗有机负荷冲击的能力很强，具有较好的运行稳定性。
5.2主要工艺参数
5.2.1水力停留时间
在试验期的进水浓度范围下，通常水力停留时间在14~18小时就有很好的处理效果(已接近生化处理极限)，再延长水力停留时间，虽然出水COD不会明显下降，但对水质的稳定性有利。
5.2.2污泥浓度(MLSS)
污泥浓度控制在6~8g/L较合适，超过控制范围，在短时间没有明显影响，时间长就会影响处理效果。
5.2.3污泥产率和泥龄
运行试验期间废水的B/C有时会有较大的波动，所以用去除COD的污泥产生量来计算污泥产率。根据试验装置去除的COD平均浓度和剩余污泥排放量计算得污泥产率约为：0.26kgMLSS/kg.COD。试验稳定期内每天的进水浓度波动也造成泥龄有较大的波动，大多控制在25~35天范围，平均约30天。
5.2.4膜通量及运行稳定性
试验期间因MBR膜阻力上升，在线用药剂清洗过一次。原因可能是进水中有时会有较多化学混凝污泥进入的影响，试验装置曾有较长时间的停运也可能是原因之一。
结语
本中试试验装置所采用的新型MBR工艺对经化学和物化预处理后的电镀废水COD有很好的处理效果，处理后的水质远低于排放标准，也可为废水的回用处理创造有利条件。
本工艺的运行稳定性和抗冲击能力很好，相比普通生化处理装置，占地面积可减少1/3以上，可满足污水处理装置扩建的占地要求。具有投资省、运行费用低、运行管理方便等特点，整个处理系统可根据运行要求，自动控制运行。(来源：资源节约与环保 作者：顾建忠)
广州绿鼎环保设备有限公司：专注于带式压滤机、污泥脱水机、泥浆脱水机、河道污泥脱水机、洗沙污泥脱水机的生产、销售与服务。
欢迎广大客商带物料样品来我厂参观考察测试实验我厂设备脱水效果（也可托运或快递样料来我厂，费用由我司承担，这样可确保物料样品能及时准确到达，我们的技术人员将检测出精准真实的数据报告供您参考），绿鼎环保期待您的到来。