膜技术治理电镀废水实现零排放

北极星环保网讯:高分子薄膜分离技术具有低能耗、无相变、无污染，且分离效率、浓缩倍数高等优点，我们利用它成功地开发出电镀废水零排放系统并实现重金属回收再用。该系统采用二级膜分离技术，来实现分离、浓缩电镀器件漂洗水。

设计浓缩倍数为100倍，处理流量为500m3/H(r25℃)。被膜分离后的浓缩液经过特殊研制的萃取剂，将浓缩的重金属自动萃取回到电解槽再用。本装置适合各类电镀系统，处理后电镀废水污染物含量优于国家最新《电镀污染物排放标准》GB21900-2008。

膜集成技术用于电镀废水资源化不仅不会造成二次污染，而且还回收了废水中的有害重金属，变害为宝，使水资源得到再利用，从而推动我国电镀工业的持续发展。一年多使用证明，本装置不仅由于实现电镀废水处理的零排放和回收再利用重金属取得巨大经济、社会效益，也为在两年过渡期内全国所有电镀企业达标作出应有贡献。

1电镀企业污染零排放和重金属回收再用

电镀是当今全球三大污染工业之一。据不完全统计，全国电镀行业每年排出的电镀废水约有40亿立方米，相当于几个大中城市的自来水供水量，严重加剧水资源的短缺。电镀用水量大、电镀漂洗水严重污染，导致了电镀工业无法持续发展。

电镀生产过程产生各种漂洗废水和废液，成为环境污染的主要来源。电镀行业中，常用的镀种有镀镍、镀铜、镀铬、镀锌、镀镉镀铅、镀银、镀金和镀锡。以铬电镀工艺为例，电镀生产工艺流程为：碱洗(洗油污)→清洗→酸洗(除氧化皮)→清洗→镀镍(第一层)→回收(回收带出镀液)→清洗→镀铬→(回收带出镀液)→铬还原→中和→清洗→滚洗→烘干→成品。

电镀工艺流程中有多次清洗、碱洗、酸洗、滚洗等产生大量清洗水，因此电镀废水的主要污染因子是铬、镍锌、铜等重金属离子、氰化物和COD等。这些污染物有的毒性较大，有些还含致癌、致畸致突变的剧毒物质，对人类危害极大。必须经过强化化学方法处理，通过氧化破氰、还原除铬、中和反应、混凝沉淀等工艺消除污染，并通过精密过滤彻底去除污染因子。

据统计，全国27条主要河流，大多数被严重污染，其中部分重金属污染的元凶就是电镀废水和废液。由于重金属不能被任何手段分解和破坏，只能转变其物理和化学形态如离子态的重金属经化学处理可能变成固态的重金属污泥，如果这种含有重金属的污泥处置不当，通过土壤、空气和水的作用，重金属有可能重新以离子态进入环境，并通过食物链危害人体健康。

进入人体的重金属经过不断累积，轻者造成慢性中毒，重者将导致死亡。目前这种由电镀废水和废液导致的重金属污染已经严重威胁到饮用水源等环境保护的敏感区域。

嘉兴市循环经济研究院以积极开展循环经济为己任，早就开展以我为组长的《电镀废水零排放技术》项目开发，经过3年多研究，终于在2008年完成研究，并进行小批量生产提供浙江地区30多家电镀企业使用，获得非常满意的市场效应。处理后的废水完全优于《电镀污染物排放标准》GB21900-2008标准，并实现废水循环使用、零排放，其中回收的重金属不仅避免对环境污染，而且可以回收利用，经济、社会效益明显。

2电镀废水零排放处理和重金属回收再用装置

2.1基本原理和主要技术特色

本装置通过超滤、反渗透法膜集成技术和离子交换法，分离、浓缩电镀废水重金属离子，再使用特殊研制萃取剂萃取浓缩的重金属离子，并自动重新应用于电镀槽。超滤是一个以压力差为推动力的膜分离过程，是一种筛孔分离过程。

被处理废水在压差的推动下，达到分离与浓缩的目的。超滤膜早期用的是醋酸纤维素膜材料，以后还用聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、氯乙烯醇等以及无机膜材料。膜的孔径大约0.002～0.1μm,截留分子量大约为500～500000。其操作压力在0.07-0.7MPa左右。反渗透技术是20世纪60年代发展起来的一项膜分离技术，是依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程。

萃取剂选择为了能将浓缩后重金属萃取送回到电镀槽，我们特别研制用于电镀液的重金属萃取剂。我们选择常用三种金属萃取剂EDTA、HNO3和CaCl2，在一定的萃取条件下，研究不同的萃取剂对重金属、Zn、Cu和Cd的萃取效率及萃取前后的金属形态变化特征。发现三种萃取剂的萃取效率依次为EDTA>HNO3>CaCl2。

其中较好萃取剂--ED-TA不仅能萃取酸溶解态的金属，还能萃取部分铁-锰氧化物结合态、硫化物及有机结合态和残渣态的金属。为了获得更佳萃取剂，我们选用多元回归分析这三种萃取剂不同量组合，找出复合萃取剂的最佳组成。我们自己特有萃取剂就保证装置性能和我们设备品牌效益。

本工艺技术创新之处在于首次将超滤技术和反渗透技术有机地组合起来治理电镀废水，利用超滤除去废水的部分一价盐，并对金属离子进行预浓缩，经滤预浓缩后的含金属料液再经反渗透浓缩后由萃取剂直接送回电镀槽，超滤透过液做工艺水回用。本工艺充分发挥了超滤技术和反渗透技术的特长。

因此，膜集成技术用于电镀废水资源化不仅不会造成二次污染，而且还回收了废水中的有害重金属，变害为宝，使水资源得到再利用，从而推动我国电镀工业的持续发展。

2.2技术流程

电镀后的镀件先进入回收槽，再经过两个溢流漂洗水槽回收槽的漂洗水通过增压装置进入预处理装置，经过两道预处理和重金属捕捉系统后，出水直接回到2号水洗槽，溢流到1号水洗槽和回收槽，形成一个闭路水循环。重金属捕捉装置饱和后，经过浓缩、萃取后直接自动加到镀槽重新回用。

2.3技术关键

前期预处理系统主要是为了前期预处理，除杂物和系统保护;微滤第二次预处理系统;主要再次预处理和系统保护;高分子重金属捕捉、浓缩系统是本装置关键部件;采用美国高分子重金属捕捉材料、抗污染浓缩分离膜来捕捉、浓缩电镀镍漂洗水，设计捕捉能力99%以上、浓缩倍数为100倍(以体积计);处理流量为1-500m3/Hr(25℃);特制萃取剂是本装置特色;高分子重金属捕捉材料饱和后，用萃取剂萃取下来的浓缩金属自动回到镀槽，实现重金属回收再用。所有的漂洗废水做为回用水从新用于漂洗。在镀镍镍回收装置上，实际已经控制[Ni2+]≤0.1mg/1，达到国家一级排放标准，在国内率先实现电镀废水处理的零排放。

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