[關(guān)鍵詞]膜分離技術(shù)；節(jié)能減排；清潔生產(chǎn)；循環(huán)經(jīng)濟
0概述
電鍍廢水中含有鉻、鋅、銅、鎘、鉛、鎳等重金屬離子，其中酸、堿、氰化物、鉻等是具有很大毒性的雜物，有的還屬于致癌和致畸變、突變的劇毒物質(zhì)，因此必須嚴格處理后方可排放，以免造成危害。
多數(shù)電鍍企業(yè)通過末端純化學(xué)法的治理方法，能對污染物進行有效控制，但是這種先污染后治理的綜合或混合化學(xué)治理方法，存在許多問題和缺陷，尤其是沒有經(jīng)濟效益、超標排放事件時有發(fā)生;治理投資和運行費用較高，也是傳統(tǒng)化學(xué)法治理的重要缺陷，污染控制的不經(jīng)濟，也給企業(yè)帶來沉重負擔。由于電鍍廢水中含有大量的重金屬資源，所以從經(jīng)濟和環(huán)保的角度來看，采用回收金屬資源和水資源用于再生產(chǎn)的電鍍廢水綜合治理工藝，是當今電鍍廢水的主流治理思路。
在我國電鍍廢水的治理有一慢長的發(fā)展歷程，20世紀50年代末是我國電鍍廢水治理的起步階段;60年代至70年代中期才開始引起重視，但仍處于單純的控制排放階段;70年代中期到80年代，大多數(shù)電鍍廢水都已比較有效的處理，離子交換、薄膜蒸發(fā)濃縮等工藝在全國范圍內(nèi)推廣使用，反滲透、電滲析也進入工業(yè)化使用階段，廢水中貴重物質(zhì)的回收和水資源的回收利用技術(shù)也有了很大進展;80年代至90年代開始研究從根本上控制污染的技術(shù)，綜合防治的研究取得可喜的成果;上世紀90年代至今，電鍍廢水治理由工藝改革、回收利用、局部閉路循環(huán)進一步向綜合防治方向發(fā)展，多元化組合治理同先進的自動控制相結(jié)合，將資源回用技術(shù)變成電鍍廢水治理發(fā)展的主流。
1膜分離技術(shù)
膜分離技術(shù)的基礎(chǔ)是分離膜。分離膜是具有選擇性透過的薄膜，某些分子(或微粒)可以透過薄膜，而其它的則被阻隔。這種分離總是要依賴于不同的分子(或微粒)之間的某種區(qū)別，最簡單的區(qū)別是尺寸。當然分子(或微粒)還有其它的特性差別可以利用，比如荷電性(正、負電)，親合性(親油、親水)，深解性，等等。按照截留微粒的尺寸大小，液體分離膜技術(shù)有反滲透【ReverseOsmosis，亞納米級】、納濾【Nanofiltration，納米級】、超濾【UltraFiltration，10納米級】和微濾【MilliporeFilter，微米和亞微米級】，其中納濾為疏松型反滲透屬于反滲透系列，為加以區(qū)別而習(xí)慣上稱之為納濾。
根據(jù)各膜組件精度的不同，為使系統(tǒng)能長期、穩(wěn)定運行，而對源水水質(zhì)的要求也較為嚴格。微濾系統(tǒng)其過濾精度在1um左右，主要截留對象為≥1um懸浮物;超濾截留分子量在10000～50000道爾頓之間，最大過濾精度為0.1～0.2um;納濾膜組件截留分子量在200～2000道爾頓時之間;反滲透截留分子量在50道爾頓以下。
2膜技術(shù)的應(yīng)用
隨著電鍍規(guī)模的擴大和電鍍種類的增加，傳統(tǒng)的綜合、混合處理技術(shù)已不能適應(yīng)電鍍工業(yè)日益發(fā)展的需求。目前，大多電鍍廢水處理系統(tǒng)存在的問題有：①隨著電鍍種類的增加，電鍍整體的布局日趨不合理，在同一個車間內(nèi)設(shè)多個電鍍品種，導(dǎo)致各種電鍍廢水混合，給廢水的處理帶來諸多的困難;②由于電鍍品種多樣、廢水混流的原因，則導(dǎo)致原電鍍廢水治理設(shè)備喪失處理能力，處理方法也不符合目前的處理要求;③生產(chǎn)規(guī)模的擴大，電鍍廢水排放量也隨之增加，原系統(tǒng)廢水處理能力也有待增加;④管理的不規(guī)范加劇了原設(shè)計處理設(shè)施的癱瘓。
將膜回收技術(shù)應(yīng)用于電鍍廢水治理領(lǐng)域可實現(xiàn)金屬資源的回收、水資源的回收，以及實現(xiàn)金屬資源的回收和末端水資源的回收。如果單從膜分離技術(shù)來講，是可實現(xiàn)所有電鍍重屬材料的濃縮分離，但先進的回收技術(shù)必須實
由于膜分離技術(shù)受分離膜材質(zhì)的影響，不是所有種類廢水都能為分離膜組件接受，為此而對成分單一、致毒作用相對較小的廢水采用槽邊回收技術(shù)，對復(fù)雜水系及其它重金屬廢水采用化學(xué)法處理后再回收水的綜合回收思路。
基于清潔生產(chǎn)從源控污的治理思路，一是從生產(chǎn)工藝的改造成來實現(xiàn)污染物的源控制，二是通過增設(shè)槽邊回收系統(tǒng)實現(xiàn)一部分電鍍工段漂洗廢水的零排放，三是通過增設(shè)膜分離水回收系統(tǒng)實現(xiàn)對達標排放廢水的再回用;膜分離回收技術(shù)作為電鍍業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)主要從后兩者實現(xiàn)其自身的價值。
采用重金屬槽邊回收技術(shù)主要是回收經(jīng)濟價值較高的重金屬廢水，實現(xiàn)運行收益大于運行及投資支出經(jīng)濟效益，目前應(yīng)用較成功的是為硫酸鹽鍍銅、鍍鎳漂洗廢水的回收，可實現(xiàn)此兩系廢水的零排放，水回收率達到98%，由于鎳市場所價格一直飆升，采用傳統(tǒng)的化學(xué)法治理，已不能滿足鎳市場價格日益增長的需求，為此高價值廢水的膜回收技術(shù)無凝是最經(jīng)濟的清潔生產(chǎn)技術(shù)。
由于膜回收技術(shù)的局限性，而對氧化性、致毒性、有機物、表面活性劑含量較高的漂洗廢水必須進行嚴格的化學(xué)法處理后再回收水資源，最大整廠水資源回收率可為80%以上。80%回整廠回收率是基于在合理投資、運行成本而定。膜系統(tǒng)的高回收率還需配套嚴格的化學(xué)系統(tǒng)，為此我們采用將電鍍廢水分質(zhì)分流的處理方法，以達到理想的處理效果，分質(zhì)分流的治理方法主要是將電鍍廢水分為可回收廢水和不可回收廢水，不可回收廢水為電鍍前處理有機漂洗廢水、前處理槽液廢水、地面混合排放廢水，而可回收廢水分則分為氰化鍍漂洗廢水、絡(luò)合系廢水、活化解膠系漂洗廢水、六價鉻系廢水、其它易沉淀重金屬廢水等。
3工程實例介紹
3.1廈門路達公司項目簡介
路達(廈門)工業(yè)有限公司主要生產(chǎn)生活用衛(wèi)浴產(chǎn)品，主要電鍍基材為銅合件、鐵件、鋅合金件。3套2m3/hr鎳回收系統(tǒng)為2005年全國循環(huán)經(jīng)濟論壇標志性項目工程，單套回收系統(tǒng)年回收水量為34200m3/年，年回收金屬鎳總量為7056kg/年，膜系統(tǒng)噸水處理費用為4.5元/m3;年節(jié)水效益為15.4萬元，年回收鎳效益為170萬元。
水回收系統(tǒng)為800m3/天，回收系統(tǒng)噸水處理費用為3.0元，系統(tǒng)產(chǎn)出水作純水回用，回用水以噸水3.6元計，噸水回收效益為0.6元，系統(tǒng)回收率為80%，年回收效益12.8萬。
3.2廈門松霖公司項目簡介
廈門松霖科技有限公司主要主要電鍍基材為鐵件、ABS件。水回收系統(tǒng)為1200m3/天，回收系統(tǒng)噸水處理費用為2.9元，系統(tǒng)產(chǎn)出水作純水回用，回用水以噸水3.6元計，噸水回收效益為0.7元，系統(tǒng)回收率為85%，年回收效益23.6萬。
3.3南安九牧集團項目簡介
南安九牧集團有限公司主要主要電鍍基材為銅合件、鐵件、鋅合金件、ABS件。水回收系統(tǒng)為3000m3/天，回收系統(tǒng)噸水處理費用為2.9元，系統(tǒng)產(chǎn)出水作純水回用，回用水以噸水3.6元計，噸水回收效益為0.7元，年回收效益58.9萬。
4清潔生產(chǎn)
近幾年來，在國內(nèi)外大力推行清潔生產(chǎn)、循環(huán)經(jīng)濟的新形勢下，從我國的電鍍行業(yè)的現(xiàn)狀來看，電鍍廢水的治理排放已轉(zhuǎn)向水資源的綜合回用，以及回收廢水中的其它資源，已成為當今廢水治理技術(shù)的主流，所以推行清潔生產(chǎn)、循環(huán)利用水資源、減少污染物的排放量、回收廢水中的可用資源是一條可行的思路。清潔生產(chǎn)要求：電鍍生產(chǎn)作業(yè)面和廢水管道、廢水收集池，經(jīng)常受到酸、堿和各種化學(xué)溶液腐蝕，受腐蝕破壞的地面和廢水系統(tǒng)，將造成含有毒化學(xué)物質(zhì)的廢水滲入地下，污染土壤和地下水源。因此要求電鍍生產(chǎn)作業(yè)地面和廢水系統(tǒng)應(yīng)具備可靠的防腐防滲漏措施。這就進一步說明清潔生產(chǎn)的目的，不僅要求要按照清潔生產(chǎn)的思路回收資源，同時更大程度上是對環(huán)保的要求。
在生產(chǎn)資源日益短缺的今天，回收水資源和重金屬資源,即發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟已是企業(yè)發(fā)展的唯一選擇。本項目采用膜回收技術(shù)對鍍鎳廢水進行濃縮回收，即采用物理的方法實現(xiàn)對鍍鎳廢水的分離回收，回收的水資源可直接回用于生產(chǎn)，回收的鎳資源則可作為廢水處理的附加收入;可回收廢水經(jīng)化學(xué)法預(yù)處理后再回收水資源;分質(zhì)對鎳廢水進行處理回收水資源和鎳鹽，以及回收水資源，均符合發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟之要求，系統(tǒng)可實現(xiàn)80%廢水的再生回用。
經(jīng)濟發(fā)展是人類存在的基礎(chǔ)，人類的活動主要圍繞經(jīng)濟活動展開，人類發(fā)展的歷史主要是經(jīng)濟發(fā)展和進步的歷史。但經(jīng)濟發(fā)展必須以環(huán)境資源為依托，沒有必要的資源作保證，經(jīng)濟難以持續(xù)健康快速發(fā)展。同時，環(huán)境資源對經(jīng)濟發(fā)展也有重要的約束作用，隨著經(jīng)濟發(fā)展和國家財力的增強，資源約束將替代資本約束逐步上升為經(jīng)濟發(fā)展中的主要矛盾，甚至成為伴隨工業(yè)化、現(xiàn)代化全過程的一個重大問題。為此在電鍍業(yè)采用清潔生產(chǎn)生技術(shù)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟也是將科學(xué)發(fā)展觀落到實處的一重要舉措。
5結(jié)論與展望
(1)按照嚴格水分質(zhì)分流的技術(shù)思路，對電鍍廢水進行分質(zhì)收集、分置治理是可行的。
(2)廢水的分質(zhì)處理、大量回用以及部分廢水的達標排放，符合清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟之要求，也符合“十一五”規(guī)劃綱要提出的，重點推進高耗水行業(yè)節(jié)水技術(shù)改造，強制推廣使用節(jié)水設(shè)備和器具，擴大再生水利用之要求。
(3)采用分而治之的綜合化學(xué)法治理技術(shù)是科學(xué)、合理的，且符合當前以及今后很長一段時間內(nèi)電鍍技術(shù)發(fā)展、資源回收利的需求。
(4)將先進的物理膜分離技術(shù)引入到廢水處理領(lǐng)域，實現(xiàn)80%水資源的回收再利用，符合當前分離膜技術(shù)前沿科技的發(fā)展。
參考文獻
[1](美)Metcalf&Eddy,Inc.·WastewaterEngineeringTreatment&Reuse.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004
[2]北京市環(huán)境保護科學(xué)研究院主編.三廢處理工程技術(shù)手冊(廢水卷).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002
[3]唐受印戴友芝編著.水處理工程師手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001
[4]孫華主編.涂鍍?nèi)龔U處理工藝與設(shè)備.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006
[5]賈金平等編著.電鍍廢水處理技術(shù)及工程實例.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003
[6]張凱等編著.清潔生產(chǎn)理論與方法.北京：科學(xué)出版社，2005
[7]任建新編著.膜分離技術(shù)及其應(yīng)用.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003
[8]陳翠仙等編著.滲透蒸發(fā)和蒸氣滲透.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003
[9]邵剛編著.膜法水處理技術(shù)及工程實例.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002
