NF_RO技术在铝阳极氧化废水处理_回用工程中的应用 7页

全国印制电路板及重金属污染防治技术高峰论坛NatlonalPCBandHea竹MetalPollutlonControlTeehnologySummtrForum、NF+R0技术在铝阳极氧化废水处理回用工程中的应用,,,,刘学文花蓉薛向东李庆兰魏根宝(苏州英,特工业水处理工程有限公司苏州215000):、摘要采用以纳滤反渗透双膜技术为核心的水处理工艺对苏州某电子厂的铝阳极氧化废,、、水进行处理考察该工艺对铝阳极氧化废水中CODcr硬度高电导率的处理效果及系统运。,,。CO、、行性能通过10天的运行系统产水水质良好运行稳定纳滤膜对Dcr硬度电导、、,。率的平均去除率分别为85%100%90%R0系统对电导率的去除率达94%且系统浓水能够达到纳网标准。:;;关键词铝阳极氧化纳滤反渗透铝合金阳极氧化膜己被广泛地应用于防腐和表面装饰。在工业和民用的铝结,,、构与铝制品中大约有65%需经过表面处理建筑工业航空和航天工业及汽车,,。,〔〕制造工业用的铝构件与零件几乎全部要经过阳极氧化处理或涂层处理目前,,,铝合金阳极氧化一般采用硫酸阳极氧化工艺然而不论采用哪种工艺流程都会产生大量的废水废液,造成不同程度的环境污染,因此,废水废液的处理是铝合金阳极氧化生产过程不可缺少的部分。当前行业中普遍采取的处理方法是将每道工序中的槽液,在不符合生产要求时排放并汇总至排放槽内,再添加适量的酸,。,或碱进行中和调节pH至允许的排放标准范围内中和过程中产生大量沉淀,,,。〔2]物由于处理麻烦大部分厂家不进行处理便排放造成了严重的环境污染,,,,近年来随着环保力度的加强工业各行业废水的排放量均被限制因而对废,。、、水进行深度处理尽可能的循环利用便被提上了日程膜分离技术节能投资少,、,,占地小操作简便处理效率高且能够将废水深度净化组合恰当能够运用于、,、。各类废水的处理回用工程中目前己逐渐在工业废水处理回用领域推广开来,N+(结合水质特点及回用要求选用纳滤(F)反渗透RO)双膜技术为核心的组合工艺对苏州某电子厂铝阳极氧化废水进行处理。纳滤作为反渗透进水的预处理,可以优化反渗透的进水要求,降低反渗透的操作压力,减少砂滤器反冲洗频,。,,次使系统回收率增大处理后的纯水重新回到各工段使水循环利用降低了水耗,这不仅具有一定的经济,,意义且响应了十一五关于节能减排的号召对我国铝工业的发展具有很好的战略意义。n全国印制电路板及重金属污染防治技术高峰论坛NatlonalPCBandHea竹MetalPollutlonControlTeehnologySummtrForum、NF+R0技术在铝阳极氧化废水处理回用工程中的应用,,,,刘学文花蓉薛向东李庆兰魏根宝(苏州英,特工业水处理工程有限公司苏州215000):、摘要采用以纳滤反渗透双膜技术为核心的水处理工艺对苏州某电子厂的铝阳极氧化废,、、水进行处理考察该工艺对铝阳极氧化废水中CODcr硬度高电导率的处理效果及系统运。,,。CO、、行性能通过10天的运行系统产水水质良好运行稳定纳滤膜对Dcr硬度电导、、,。率的平均去除率分别为85%100%90%R0系统对电导率的去除率达94%且系统浓水能够达到纳网标准。:;;关键词铝阳极氧化纳滤反渗透铝合金阳极氧化膜己被广泛地应用于防腐和表面装饰。在工业和民用的铝结,,、构与铝制品中大约有65%需经过表面处理建筑工业航空和航天工业及汽车,,。,〔〕制造工业用的铝构件与零件几乎全部要经过阳极氧化处理或涂层处理目前,,,铝合金阳极氧化一般采用硫酸阳极氧化工艺然而不论采用哪种工艺流程都会产生大量的废水废液,造成不同程度的环境污染,因此,废水废液的处理是铝合金阳极氧化生产过程不可缺少的部分。当前行业中普遍采取的处理方法是将每道工序中的槽液,在不符合生产要求时排放并汇总至排放槽内,再添加适量的酸,。,或碱进行中和调节pH至允许的排放标准范围内中和过程中产生大量沉淀,,,。〔2]物由于处理麻烦大部分厂家不进行处理便排放造成了严重的环境污染,,,,近年来随着环保力度的加强工业各行业废水的排放量均被限制因而对废,。、、水进行深度处理尽可能的循环利用便被提上了日程膜分离技术节能投资少,、,,占地小操作简便处理效率高且能够将废水深度净化组合恰当能够运用于、,、。各类废水的处理回用工程中目前己逐渐在工业废水处理回用领域推广开来,N+(结合水质特点及回用要求选用纳滤(F)反渗透RO)双膜技术为核心的组合工艺对苏州某电子厂铝阳极氧化废水进行处理。纳滤作为反渗透进水的预处理,可以优化反渗透的进水要求,降低反渗透的操作压力,减少砂滤器反冲洗频,。,,次使系统回收率增大处理后的纯水重新回到各工段使水循环利用降低了水耗,这不仅具有一定的经济,,意义且响应了十一五关于节能减排的号召对我国铝工业的发展具有很好的战略意义。n+、刘学文等:NFRO技术在铭阳极氧化废水处理回用工程中的应用1.2.2NF系统废水经过预处理后,由高压泵送入纳滤装置。该系统采用美国海德能生产的,,3聚酞胺抗污染膜元件65支系统的处理能力为48m脚套(产水)脱盐率大于。经过该系统的处理,废水中75,90%%的水被分离出来而绝大部分相对分子量,。在200一1000之间的溶解组分被高截留率的膜截留在浓缩液中浓缩倍数达到4。NF膜组件的性能指标见表2表ZNF膜组件的性能指标材质膜形状进水pH单支脱盐率工作压力聚酞胺复合膜螺旋卷式3.0一10.075~97%0.5一0.SMPa1.2.3RO系统。NF系统的透过液由高压泵进入RO装置该系统采用50支美国海德能的聚,,。36m3/拟套(酞胺高脱盐膜元件系统的处理能力为产水)脱盐率大于98%经,。。过该系统的处理又浓缩了4倍RO膜组件的性能指标见表3表3R0膜组件的性能指标am3/h,材质}脱盐率(%)}工作压力(MP)l产水量()l膜面积(m)聚酞胺99.7<4.1441.637.2高脱盐膜1.2.4离子交换系统,,,混床是离子交换柱的简称一般放置在反渗透装置之后对水进一步脱盐。,,。用于制造高纯水[3]本系统中反渗透处理水通过泵进入混床做深度脱盐处理。利用反渗透产水对树脂清洗30min左右进行再生处理最终产生的高纯水进入产,,。水箱回用到用水工段中形成良性的清洁化生产的循环用水系统2结果与讨论2.1系统对CODcr的去除,eoner60~12omLCoDer2当进水浓度为g/时浓度随运行时间变化如图所示。n、刘学文等:NF+RO技术在铝阳极氧化废水处理回用工程中的应用120100一一/0心.任瓦0,464nU”0又了气一一进水产水~~运行时间/天图2CODcr浓度随运行时间变化曲线2可以,r,由图看出当进水CODc在一定范围内波动的情况下出水,,CODcrZOmgCODcr指标仍然基本保持稳定均在/L以下并且对的平均去,。%左右NCODcr除率达85出水水质己达回用标准纳滤膜(F)对的去除效果非,,常显著NF对有机物质的去除是孔径筛分和道南效应共同作用的结果具体取、。决于有机物的结构特征(如分子量极性)以及有机物与膜间的相互作用关系等,。NF表层孔径处于纳米级范围可截留分子量在数百的小分子有机物在本工程运行中,纳滤设备,的进水是经过石英砂过滤器和活性炭过滤器处理过的S基,。本为O所以有利于纳滤膜做进一步处理2.2系统对硬度的去除,在纳滤进水总硬度为4gOOmg/L范围内时总硬度随运行时间变化情况0一。见图3,,由图3我们可以看出纳滤膜(NF)对硬度的去除效果非常显著出水硬度,,。为0硬度的去除率达10%出水水质完全满足回用要求纳滤膜(NF)对盐的截留性能主要是由离子与膜之间的静电相,互作用所贡献的盐离子的电荷强度不.,,,同其对离子的截留率也有所不同对于含有不同价态离子的多元体系由于离,,子半径和静电斥力的影响多价离子的渗透受到阻碍NF对二价离子和高价离。:一,一,NO3子的截留高于单价离子纳滤膜对阴离子的截留率按下列顺序递增Cl一,一,一:+,,,+,oH5042eo32;HNa+Z对阳离子的截留率按下列顺序递增K+Mg,。,十、caz+c矿+[4]所以本项目工程中NF膜对c扩Mg2+等造成硬度的二价离子有着高截留能力。n、刘学文等:NF+RO技术在铝阳极氧化废水处理回用工程中的应用n”0o侧粤一锄遏运行时间/天图3总硬度随运行时间变化曲线2.3系统对电导率的去除,NF系统的进水电导率在2500一16000us/cm范围内波动电导率随运行时间。,,变化如图4所示本项目工程中NF系统的产水直接进入RO系统在NF产水电,。导率200一600us/cm范围内时RO系统的电导率随运行时间变化如图5所示皿一,‘U04208420了2000098080巴Z刁NF进水巨二〕NF出水铃渔奋邢并帅岁、三15000电导率去除率之的一=.’”000每帅翻500002345689运行时间厌图4纳滤系统的电导率随运行时间变化曲线700【z刁RO进水二习R0出水电导率去除率一600密哥渔米并帅岁、s铃饰却之斗三5004003002001000运行时间/天图5反渗透系统的电导率随运行时间变化曲线,,由图4可以看出NF系统的出水电导率基本稳定地保持在50Ous/cm左右电n刘学文等:NF+R0技术在铝阳极氧化废水处理、回用工程中的应用导率的去除率为90。,%左右但由于进水水质的电导率较高纳滤出水的电导率仍,,,然偏高出水水质达不到回用标准所以其产水仍需RO系统做进一步脱盐处理。,,,以降低电导率由图5可以看出经过反渗透处理后出水电导率大大降低基,,本维持在ZOus/cm左右电导率的去除率为94%左右其产水再经过离子交换混床的深度脱盐处理,最终出水完全满足回用要求。2.4设备的运行性能分析,,整个系统从2010年6月30日开始运行经过10天的连续运行结果表明整个系统的运行工况基本达到设计要求。,,,1590smNF(l)系统运行稳定抗冲击力较强当进水电导率为0u/c时系统,。60OuscmRO26uscm的产水电导率为/系统的产水电导率为/,(2)NF和RO系统的运行压差在整个过程中变化不大NF系统运行压差基本为0.ZMPa,RO0.IMPa左右。左右系统为,(3)NF和RO系统的通量己校正为25℃的通量膜系统的通量以每日平均通量作为一个数据。NF,当下降到一定和R0膜系统的通量随运行时间的延长逐渐降低程度后,会有一个相对稳定期,这是因为膜表面沉积层的形成是一个动态过程,,,。当这个过程达到平衡时膜的透水阻力随之稳定下来膜通量也就稳定下来NF。和RO膜的污染状况及清洗周期在以后将作进一步研究,,(4)设备在运行过程中仍存在一些问题目前存在的主要问题是NF系统的保安过滤器滤,。芯更换较频繁平均48小时更换一次经分析应是厂方在原废水处、。OH)2M和P理过程中投加大量的化学药剂Ca(以AC对滤芯造成堵塞所致2.5运行经济分析,。系统在初期稳定运行阶段的经济分析情况见表4表4设备运行成本分析硫酸氧化还原电位剂量}阻垢剂量耗电量(L/t)mL/tmL/t(KWh),,:由表4可以看出系统在初期的稳定运行中表现出了一定的经济合理性,,,(l)系统在原水池内添加浓硫酸调节排放水的PH设备运行初期硫酸的添加量维持在0.ZL八。(NF,(ORP)不得大于2)为防止膜被氧化要求纳滤设备进水的氧化还原电位,。ZO0mv3mL剂量维持在八,。(3)阻垢剂量维持在smL八可以防止纳滤和反渗透膜在设备运行中结垢。(4)设备运行耗电量为24KWhn刘学文等:NF+R0技术在铝阳极氧化废水处理、回用工程中的应用3结论及建议本工程利用NF、R0,通过对双膜技术为核心的组合工艺处理铝阳极氧化废水,:运行初期数据的分析得出结论如下、、、、,NFCODcr8100%90%RO(1)膜对硬度电导率的平均去除率分别为50k。,、、94%CODcr对电导率的平均去除率为最终产水的硬度电导率基本稳定在,,,。ZOmg/LO20us/em能够满足回用要求,,(2)运行过程中NF和R0膜的通量总体是随着运行时间的延长而减小的但是在一段时间内,膜通量基本稳定。2、,(3)Ca(0H)PAM和PAC等化学药剂的添加容易缩短保安过滤器滤芯的寿命进。建议膜系统中添加的药剂尽可能高效、少量、环而影响整个系统的运行效果,,,境友好从而使得系统的每一道工序都能够承载相应的负荷发挥相应的作用提高系统的效能。:参考文献〔..1」王祝堂铝材阳极氧化废液和废水回收与净化处理进展「J〕过程工程学报,2006,3(l):9一10.【..,2005,13(3)2」蔡锡昌铝合金生产污水处理零排放的研究〔J〕电镀与环保:4.「3」林伟华,黄立寒,陈达.铝阳极氧化膜感湿性能研究「J〕.材料保护,2001,20(4):54.〔4]王晓琳.纳滤膜分离机理及其应用研究机理【J〕.化学通报,2001,3(2):86一87.APPlieationofdoublemembraneinaluminaanodizationwastewstertreatmentandreuseue一,on,anon,一an,en一aoLIUXW七nHUARgXUEXg-DgLlQingLW七1GB(SuzhouInterIndustrial认/aterTreatmentEngineeingCo.,Ltd.Suzhou215000)Abstraet:Thewaterteehnologywhiehhasnanofiltrationandreverseosmosisaseoreteehnologyasusertreatmoaunaozonasteerooneeeetnesonuzou.wdfoentflmiandiatiwwatfrmlroifactryiShe,veTheremovalefiiencyoftreatmentefeetonCODcr,hnesseonduetivityofeomPrehensiardemissionwaterandtheoPerationbehaviourofthesystemwerestudied.DuringthePeriodoeronos,rouenere,the.eocr,Patif10dayPdigwatwaswllandesystem15stablThremovalfCODhnessandeonduetivitywithnanofiltionmembranewere85%,100%an90%resPectively.afdratdMoreovertheremovalofeonduetivitywithreverseosmosismembranewas94%.Andeoneentrateofthesystemeandischargeintourbansewagesystems.Keywords:aluminaanodization;nanofiltration(NF):reverseosmosis(RO)