砂滤-超滤-纳滤组合工艺处理电镀废水回用实验研究

摘要

电镀行业耗水量大，为当今世界最主要的重金属污染源，大量电镀废水的任意排放已经造成了局部地区的严重污染，水资源短缺和废水排放造成的水质性缺水，限制了电镀行业进一步发展；为解决上述问题，本课题以某电镀厂二级处理后排放的电镀废水为研究对象，采用砂滤-超滤-纳滤组合工艺深度处理电镀废水回用。通过考察在不同操作条件下，砂滤、超滤、纳滤等不同单元对电镀废水的处理的效果以及最终出水水质，评述各单元及整套工艺在电镀废水回用方面的经济与技术上可行性的大小。
　　 砂滤可以有效的拦截废水中包含大量SS，对有机物有一定的去除作用，对重金属离子的去除作用则很小：研究结果表明，废水中的污染物去除率均先随着时间的延长、过滤流量的增大而开始变大，继而又有变小的趋势；过滤流量0．7m3/h和持续时间为4h，砂滤对SS的平均去除率在85％左右，对有机物的去除率则不明显，始终维持在9．5％，对重金属离子的几乎无去除作用；对胶体颗粒物的有效拦截可以防止后续超滤膜堵塞和污染，增强其分离性能，延长其清洗周期。
　　 超滤单元着重研究在不同的操作条件下超滤对有机物、TDS、浊度、色度、各重金属离子的去除效果。研究结果表面，超滤对污染物质的去除主要由过滤作用和膜表面形成的凝滞层的吸附作用引起；二级排放电镀废水COD平均去除率为30％；对TDS的去除主要依靠一部分离子粘附在胶体颗粒物上被截留去除，因而去除率很低，仅为5％左右；对浊度的去除率很高，平均去除率达到98．5％，出水中的浊度值均在0．2NTU以下；电镀废水的色度主要由重金属离子、重金属离子形成的螯合物以及一些有机物引起，超滤对这种色度的去除效率低下去除率小于10％。超滤出水满足后续纳滤膜对进水的水质要求。
　　 纳滤是整个工艺的核心单元，可以去除废水中残留绝大部分的有机物，重金属离子等。本单元研究侧重于探索操作压力、进水pH、回流比等因素对产水水质水量的影响，同时研究纳滤浓缩水适当的处理方法；研究结果表明，在进水流量为0．5m3/h，进水pH为6～8，浓水回流比为1时，操作压力0．6MPa时，纳滤系统对总Cr、Ni2+、Cu2+的去除率分别达到99．1％、98．3％、98．7％，对COD、TDS去除率分别达到92％和97％，产水pH始终维在6．5～7．5之间；产水水量为l0．20m3/h，回收率为40％；本实验采用铁氧体法对纳滤浓缩水进行处理，结果显示，当pH12、投加量2mg/L、和投料比12的条件下，出后水中的总Cr、Ni2+、Cu2+的平均浓度分别为0．07mg/L、0．03 mg/L、0．45 mg/L，基本上可以达到电镀废水的国家排放标准，回用成本仅为3．68元/t。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 本课题提出的背景

1.1.1 我国水资源状况及污水回用的现状

1.1.2 电镀废水的主要来源与特征

1.1.3 本课题具有的市场前景

1.2 电镀废水深度处理的方法及国内外研究进展

1.2.1 电镀废水深度处理回用的方法

1.2.2 国内外电镀废水的研究进展

1.3 纳滤技术概述

1.3.1 纳滤技术发展及原理

1.3.2 纳滤技术在工业废水处理中的运用

1.3.3 浓差极化和运行时间对纳滤膜的影响

1.4 本章小结

第二章 电镀废水回用技术路线

2.1 研究课题的来源

2.2 实验的目的、内容和研究路线

2.2.1 本课题研究的目的和主要内容

2.2.2 本课题的研究路线

2.3 考察水质指标及检测方法

2.3.1 考察水质指标

2.3.2 检测方法

2.4 本工艺流程图、实验装置及理论分析

2.4.1 本实验工艺流程图

2.4.2 本实验装置

2.5 该电镀厂生产特点、废水处理和排放情况

2.5.1 该电镀厂生产及废水特点

2.5.2 该电镀厂废水处理和排放情况

2.6 本实验的创新点

2.7 本章小结

第三章 砂滤罐实验研究

3.1 实验装置介绍及进水水质

3.2 砂滤罐实验结果与讨论

3.2.1 过滤速度对砂滤罐去除污染物的影响

3.2.2 过滤时间对砂滤罐去除污染物的影响

3.3 本章小结

第四章 超滤实验研究

4.1 引言

4.1.1 超滤去除污染物机理分析

4.1.2 影响因素分析

4.2 实验装置、方法和进水水质

4.2.1 实验装置

4.2.2 实验方法

4.2.3 超滤进水水质水量

4.3 实验内容

4.3.1 操作压力对超滤去除污染物的影响

4.3.2 进水流速对超滤去除污染物的影响

4.3.3 最佳操作条件下连续运行出水水质情况

4.3.4 实验工艺中超滤的作用

4.4 本章小结

第五章 纳滤膜实验研究

5.1 引言

5.1.1 纳滤特性及去除污染物机理

5.1.2 影响因素分析

5.2 实验装置、方法和进水水质情况

5.2.1 实验装置

5.2.2 实验方法

5.2.3 进水水质水量

5.3 实验结果分析

5.3.1 纳滤产水水质影响因素研究

5.3.2 纳滤产水水量影响因素研究

5.3.3 纳滤膜污染

5.3.4 浓水处理研究

5.4 本章小结

第六章 经济成本分析

6.1 固定资产估算

6.2 处理水成本估算

6.3 综合效益分析

6.3.1 间接经济效益

6.3.2 社会和环境效益

6.4 本章小结

结论和展望

结论

展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢