由山東招金膜天有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)并安裝的山東某公司7 000 t/a 銅箔生產(chǎn)水處理工程,以工藝生產(chǎn)廢水為水源,經(jīng)全膜法處理后水質(zhì)達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的一級排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 8978-1998)。自2007 年12 月調(diào)試運(yùn)行以來,運(yùn)行穩(wěn)定,系統(tǒng)出水量和出水水質(zhì)完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
1 廢水水質(zhì)
銅箔生產(chǎn)水主要包括:(1)漂洗回收水:水量為3 000 m3/d(峰值最大5 000 m3/d)(2)補(bǔ)充水:1110m3/d;(3)較濃漂洗水:水量900~1200 m3/d(每種300~400 m3/d)。廢水設(shè)計(jì)處理量為800 m3/d;較濃漂洗水濃縮濃度:Cr 槽濃縮水濃度0.014 214g/L;Zn 1 槽濃縮水濃度0.014 214 g/L,pH 為8~9;Zn 2 槽濃縮水濃度0.014 214 g/L,pH 為8~9。
2 工藝流程
2.1 工藝選擇
傳統(tǒng)的預(yù)處理方法一般要多介質(zhì)過濾器、活性炭過濾器等,不僅占地面積大,而且處理費(fèi)用高,出水水質(zhì)不穩(wěn)定。中空纖維PVDF 膜可以去除水中的全部懸浮物、膠體和細(xì)菌,與傳統(tǒng)處理方法相比,中空纖維PVDF 膜具有占地小、操作簡單、運(yùn)行費(fèi)用低及出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。故本工程設(shè)計(jì)主體工藝采用PVDF 膜超濾裝置為預(yù)處理+二級反滲透的水處理工藝。具體工藝流程如圖1 所示。
2.2 工藝特點(diǎn)
本工程設(shè)計(jì)主體工藝采用PVDF 膜超濾裝置為預(yù)處理+二級反滲透的水處理工藝,整個(gè)工藝為全自動控制。同時(shí)利用全膜法將工藝濃水進(jìn)行再濃縮回收利用,創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益,淡水重新加以利用。反滲透對銅箔廢水進(jìn)行處理,處理后的水采用閉路循環(huán),重復(fù)使用,收到很好的效果,不但節(jié)約了水資源,降低了很大的投資成本,而且取得了很好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益。將傳統(tǒng)水處理工藝與高科技膜法水處理工藝結(jié)合,在處理重金屬廢液,尤其銅箔廢水方面,能夠?qū)U液中的銅離子分離,廢液得到再生,實(shí)現(xiàn)了無污染廢水的排放和可觀的經(jīng)濟(jì)效益,大大節(jié)約了企業(yè)的生產(chǎn)成本,提高了企業(yè)的市場競爭力。
2.3 工藝控制說明
系統(tǒng)設(shè)動力配電柜7 套(其中電源柜1 套)放在控制室;系統(tǒng)設(shè)上位機(jī)系統(tǒng)1 套包括打印機(jī)及操作臺,放在控制室;系統(tǒng)設(shè)置7 處控制分站:自來水1 處;漂洗回收水1 處;濃縮水1 處;較濃漂洗水處理3 處;污水處理1 處。
3 主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)
3.1 超濾
超濾裝置采用山東招金膜天有限責(zé)任公司生產(chǎn)的UF3OA200 型抗污染聚偏氟乙烯PVDF 中空纖維超濾膜組件,截留分子質(zhì)量100 000,單支膜組件膜面積為60 m2,每套超濾裝置配14 支膜組件,共2套。超濾裝置采用PLC 控制自動運(yùn)行,每60 min 自動反沖洗1 次,沖洗時(shí)間2 min,然后投入運(yùn)行。超濾裝置單臺設(shè)計(jì)出水能力為35m3/h。在實(shí)際運(yùn)行中,膜的平均透膜壓差在0.04MPa 左右,單臺設(shè)備出水量在42 m3/h 左右,超濾產(chǎn)水濁度小于0.1 NTU。
UF3OA200 型抗污染聚偏氟乙烯PVDF 中空纖維超濾膜組件技術(shù)參數(shù):孔徑0.1~0.2 μm,膜絲內(nèi)、外徑分別為0.8、1.3 mm,過濾方式外壓式,殼體材料UPVC,密封澆鑄材料為環(huán)氧膠,進(jìn)水壓力<0.3MPa,工作溫度5~45℃,pH 耐受范圍2~11,氣洗量4~8m3/h,氣洗壓力<0.1MPa,沖洗水量100~150 L/(m2·h)。
3.2 反滲透
3.2.1自來水處理部分
自來水處理部分反滲透裝置膜元件選用陶氏公司的BW30-400 膜,單支膜元件的膜面積為37m2,脫鹽率≥99.5%。每套反滲透裝置配30 支膜元件,共2 套,單臺設(shè)計(jì)出水能力為25m3/h,水的利用率為75%。反滲透裝置采用PLC 控制自動運(yùn)行,每次停運(yùn)時(shí),系統(tǒng)可自動定時(shí)對膜元件進(jìn)行低壓表面沖洗,將膜元件內(nèi)尚存的濃水沖掉,防止?jié)馑练e而在反滲透膜表面結(jié)垢。
3.2.2回用水部分
回用水部分一級反滲透裝置膜元件選用陶氏公司的BW30-400 膜,單支膜元件的膜面積為37 m2,脫鹽率≥99.5%。每套反滲透裝置配66 支膜元件,共4 套,單臺設(shè)計(jì)出水能力為60 m3/h,水的利用率為75%。反滲透裝置采用PLC 控制自動運(yùn)行,每次停運(yùn)時(shí),系統(tǒng)可自動定時(shí)對膜元件進(jìn)行低壓表面沖洗,將膜元件內(nèi)尚存的濃水沖掉,防止?jié)馑练e而在反滲透膜表面結(jié)垢。
回用水部分二級反滲透裝置膜元件選用陶氏公司的BW30-400 膜,單支膜元件的膜面積為37 m2,脫鹽率≥99.5%。每套反滲透裝置配54 支膜元件,共4 套,單臺設(shè)計(jì)出水能力為50 m3/h,水的利用率為85%。反滲透裝置采用PLC 控制自動運(yùn)行,每次停運(yùn)時(shí),系統(tǒng)可自動定時(shí)對膜元件進(jìn)行低壓表面沖洗,將膜元件內(nèi)尚存的濃水沖掉,防止?jié)馑练e而在反滲透膜表面結(jié)垢。
3.2.3濃縮部分
濃縮部分一級反滲透裝置膜元件選用GE 公司的AG8040 膜,單支膜元件的膜面積為33.9 m2,脫鹽率≥99.5%。每套反滲透裝置配42 支膜元件,共2套,單臺設(shè)計(jì)出水能力為35 m3/h,水的利用率為75%。反滲透裝置采用PLC 控制自動運(yùn)行。濃縮部分二級反滲透裝置膜元件選用GE 公司的AG8040 膜,單支膜元件的膜面積為33.9 m2,脫鹽率≥99.5%。每套反滲透裝置配6 支膜元件,共2套,單臺設(shè)計(jì)出水能力為3 m3/h,水的利用率為50%。反滲透裝置采用PLC 控制自動運(yùn)行。
3.2.4濃漂洗水回用部分
3 套濃漂洗水回用部分分別由3 套三級反滲透裝置串聯(lián)而成。一級反滲透裝置膜元件選用GE 公司的AG8040 膜,單支膜元件的膜面積為33.9 m2,脫鹽率≥99.5%,每套反滲透裝置配24 支膜元件,共6 套;二級反滲透裝置膜元件選用GE 公司的AG8040 膜,單支膜元件的膜面積為33.9 m2,脫鹽率≥99.5%,每套反滲透裝置配6 支膜元件,共6套;三級反滲透裝置膜元件選用GE 公司的HL8040膜,單支膜元件的膜面積為34 m2,脫鹽率≥98%,每套反滲透裝置配3 支膜元件,共6 套。
4 調(diào)試與運(yùn)行
4.1 調(diào)試階段
4.1.1超濾裝置調(diào)試
膜組件在通水之前必須先沖洗管路,并確認(rèn)沒有顆粒雜質(zhì)和污垢。
超濾裝置開啟之前,必須檢查經(jīng)過預(yù)處理的來水是否達(dá)到超濾裝置進(jìn)水指標(biāo)要求,否則設(shè)備不得投入使用。
檢查各管路是否按工藝要求接妥,電器線路是否完整,接線是否可靠。
系統(tǒng)工作前,預(yù)處理必須調(diào)試合格,手動調(diào)整進(jìn)水壓力為0.07~0.1MPa,手動狀態(tài)使超濾設(shè)備全部充滿水,把系統(tǒng)氣體排凈,然后將系統(tǒng)轉(zhuǎn)入自動狀態(tài)。依次打開上排閥、產(chǎn)水排污閥、再開進(jìn)水閥,稍后打開產(chǎn)品水閥、濃水閥,關(guān)閉產(chǎn)水排污閥、上排閥,手動調(diào)節(jié)濃水手動閥,使流量達(dá)到系統(tǒng)要求,設(shè)備進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。
4.1.2反滲透裝置調(diào)試
反滲透裝置開啟之前,必須檢查經(jīng)過預(yù)處理的來水是否達(dá)到反滲透裝置進(jìn)水指標(biāo)要求(如SDI<4,鐵離子質(zhì)量濃度<0.1 mg/L 等),否則設(shè)備不得投入使用。
在任何情況下,反滲透裝置周圍的環(huán)境溫度不得低于0,水溫控制在20~25 ℃為宜。
檢查各管路是否按工藝要求接妥,電器線路是否完整,接線是否可靠。
當(dāng)預(yù)處理系統(tǒng)調(diào)試合格、出水水質(zhì)能夠滿足RO 進(jìn)水要求時(shí),啟動RO 裝置。
打開保安過濾器的放氣閥門,打開RO 進(jìn)水閥門(至半開程度),全開濃水調(diào)節(jié)閥、不合格排閥、段間隔離閥。待保安過濾器放氣閥門出水后,關(guān)閉放氣閥門。當(dāng)取樣水質(zhì)合格后,打開保安過濾器出水閥門,關(guān)閉排污法。預(yù)處理給水壓力應(yīng)使保安過濾器出口壓力表指示在0.15~0.3 MPa 范圍內(nèi)。
打開沖洗排閥,啟動高壓泵,啟動進(jìn)水電動閥,使水在低壓下沖洗RO 裝置數(shù)分鐘,排凈膜組件內(nèi)保護(hù)液。
關(guān)閉沖洗排閥,調(diào)節(jié)濃水調(diào)節(jié)閥,檢測產(chǎn)水電導(dǎo),待電導(dǎo)達(dá)到要求時(shí),打開產(chǎn)水閥,關(guān)閉產(chǎn)水不合格排閥。
系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后,記錄所有運(yùn)行參數(shù)(壓力、流量、電導(dǎo)),RO 裝置開始正常制水。
4.2 運(yùn)行效果
整個(gè)工程調(diào)試順利完成,達(dá)到設(shè)計(jì)要求和處理能力。系統(tǒng)運(yùn)行至今,效果一直很好。處理后水質(zhì)指標(biāo)為:(1)純水產(chǎn)量200 m3/h,產(chǎn)水電導(dǎo)率≤5μS/cm;(2)較濃漂洗水濃縮濃度達(dá)到回用值:Cr 槽較濃漂洗水濃縮濃度3 g/L,Zn1 槽較濃漂洗水濃縮濃度3.5 g/L,Zn2 槽較濃漂洗水濃縮濃度3.5 g/L。
5 效益分析
該項(xiàng)目實(shí)施后,既有明顯的經(jīng)濟(jì)效益,也具有很好的環(huán)境效益和社會效益。運(yùn)行成本主要包括膜的更換費(fèi)用、電費(fèi)、藥品費(fèi)和人員工資等。超濾膜組件更換費(fèi)(3 年)約為0.15 元/m3,反滲透膜元件更換費(fèi)(第3 年起,每年更換20%)約為0.25 元/m3,電費(fèi)約為0.65 元/m3(按0.65 元/kWh 計(jì)),藥品費(fèi)約為0.08 元/m3,工人工資(3 人3 班)約為0.06 元/m3。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
6 結(jié)論
山東某公司銅箔生產(chǎn)廢水處理工程多年實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明:采用PVDF 膜超濾裝置為預(yù)處理+二級反滲透的工藝處理銅箔生產(chǎn)廢水,工藝選擇合理,運(yùn)行費(fèi)用低,自動化程度高,能耗省,操作管理方便,不污染環(huán)境,不危害人體健康,是一個(gè)比較理想的環(huán)保項(xiàng)目。該項(xiàng)目既取得良好的社會效益,又給公司帶來了客觀的經(jīng)濟(jì)效益,具有很好的推廣價(jià)值。