申请日2011.05.24
公开(公告)日2011.10.19
IPC分类号C02F9/14; C02F103/16; C02F1/44
摘要
本发明公开了一种基于MBR-RO技术的电镀废水在线回用方法及装置，方法包括除去废水中的悬浮物、胶粒，得到预处理产水，预处理产水经RO系统进行反渗透浓缩，浓缩液送入废水回收槽，留待回流至电镀槽，透析水回流至漂洗槽中，用作镀件的漂洗液，循环使用。回用装置包括进水阀、MBR预处理系统、RO系统、废水回收槽、电镀槽、漂洗槽，进水阀、MBR预处理系统、RO系统、废水回收槽、电镀槽依次连接，漂洗槽与RO系统连接，MBR预处理系统包括电镀废水进水口、膜生物反应器壳体、淹没式膜组件、排污口，淹没式膜组件安装在膜生物反应器壳体中。本发明具有能耗低、效率高、占地少、容易实现自动控制，且操作维护简单方便的优点。
权利要求书 [支持框选翻译]
1.一种基于MBR-RO技术的电镀废水在线回用方法，其特征在于包括以下操作步骤：
(1)预处理除去废水中的悬浮物、胶粒，得到预处理产水;
(2)反渗透浓缩步骤(1)得到的预处理产水经RO系统进行反渗透浓缩产生浓缩液及透析水;
(3)步骤(2)得到的浓缩液送入废水回收槽中，留待回流至电镀槽;
(4)步骤(2)得到的透析水回流至漂洗槽中，用作镀件的漂洗液，循环使用。
2.根据权利要求1所述的一种基于MBR-RO技术的电镀废水在线回用方法，其特征在于：所述的预处理产水在进入RO系统前除去预处理产水中可能存在的细微颗粒。
3.一种基于MBR-RO技术的电镀废水在线回用装置，其特征在于：所述的装置包括进水阀、MBR预处理系统、RO系统、废水回收槽、电镀槽、漂洗槽，
所述的进水阀、MBR预处理系统、RO系统、废水回收槽、电镀槽依次连接，漂洗槽与RO系统连接，
所述的MBR预处理系统包括电镀废水进水口、膜生物反应器壳体、淹没式膜组件、排污口，淹没式膜组件安装在膜生物反应器壳体中。
4.根据权利要求3所述的一种基于MBR-RO技术的电镀废水在线回用装置，其特征在于：所述的MBR预处理系统与RO系统之间依次连接有循环桶、水泵、集水箱、高压泵。
5.根据权利要求3所述的一种基于MBR-RO技术的电镀废水在线回用装置，其特征在于：所述的水泵与集水箱之间安装有保安过滤器。
6.根据权利要求3所述的一种基于MBR-RO技术的电镀废水在线回用装置，其特征在于：所述的RO系统为多级反渗透系统串联。
7.根据权利要求3所述的一种基于MBR-RO技术的电镀废水在线回用装置，其特征在于：所述的淹没式膜组件开放式安装在膜生物反应器壳体中。
8.根据权利要求3所述的一种基于MBR-RO技术的电镀废水在线回用装置，其特征在于：所述的淹没式膜组件材料为不锈钢烧结膜、陶瓷膜、醋酸纤维膜和聚偏氟乙烯膜中的一种。
9.根据权利要求3所述的一种基于MBR-RO技术的电镀废水在线回用装置，其特征在于：所述的淹没式膜组件材料孔径范围是0.001～0.02μm。
说明书 [支持框选翻译]
一种基于MBR-RO技术的电镀废水在线回用方法及装置
技术领域
本发明涉及一种电镀废水的在线回用方法及装置，具体说是涉及一种基于MBR-RO技术的电镀废水在线回用方法及装置，属于环境保护领域。
背景技术
电镀是当今全球三大污染工业之一。据不完全统计，全国电镀行业近20000家企业，每年排放的电镀废水约有40亿立方米，相当于几个大中城市的自来水供水量，对我国的水资源造成了严重的污染。
电镀过程中产生的各种漂洗废水，是电镀废水的主要组成部分，约占电镀废水排放总量的80%以上。由于电镀行业中常用的镀种包含镀镍、镀铜、镀铬、镀锌等，因此电镀废水的主要污染物是镍、铜、铬、锌等重金属离子、以及氰化物和COD等。这些污染物毒性较大，甚至还可致癌、致畸、致基因突变等，对人类与环境危害极大，必须加以严格治理。
目前对电镀废水治理技术主要有化学沉淀法、生物法、电解法、离子交换法、蒸发浓缩法、膜分离技术等。这些处理技术虽然已取得一定的效果，但在回收利用和闭路循环技术方面仍存在许多不足。如化学、生物等方法占地较大，需要添加大量的化学药剂，对镍、铜等金属的回用效果不明显，资源未能得到充分利用，且此法处理的废水需要进一步处理。离子交换法处理中离子交换树脂再生时需耗用大量的酸、碱类化学原材料，处理成本高，工艺要求复杂，树脂在使用中易破碎，因而其应用推广受到一定影响，而且透过液中并没有除去原镀液组成中的光亮剂和含一价离子的添加物，做漂洗水回用，会对镀件的质量有不利影响。目前的膜法处理电镀废水工艺，一般只选用反渗透、超滤及二者相结合的技术，但此工艺总体能耗高，且在线零排放成套化设备还不成熟。
发明内容
本发明的第一个目的是克服现有工艺的不足，提供一种基于MBR-RO技术的电镀废水在线回用方法，降低电镀废水处理的能耗，提高处理效率，实现自动控制和在线微排放。
本发明的第二个目的是提供一种实现上述方法的装置。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
一种基于MBR-RO技术的电镀废水在线回用方法，包括以下操作步骤：
(1)预处理除去废水中的悬浮物、胶粒，得到预处理产水;
(2)反渗透浓缩步骤(1)得到的预处理产水经反渗透膜耦合系统(RO系统)进行反渗透浓缩产生浓缩液及透析水;
(3)步骤(2)得到的浓缩液送入废水回收槽中，留待回流至电镀槽;
(4)步骤(2)得到的透析水回流至漂洗槽中，用作镀件的漂洗液，循环使用。
为了更好实现本发明：
所述的预处理产水在进入RO系统前除去预处理产水中可能存在的细微颗粒，保护RO系统。
一种实现上述方法的装置，一种电镀废水在线回用的MBR-RO装置，包括进水阀、膜生物反应器预处理系统(MBR预处理系统)、RO系统、废水回收槽、电镀槽、漂洗槽，
所述的进水阀、MBR预处理系统、RO系统、废水回收槽、电镀槽依次连接，漂洗槽与RO系统连接，
所述的MBR预处理系统包括电镀废水进水口、膜生物反应器壳体、淹没式膜组件、排污口，淹没式膜组件安装在膜生物反应器壳体中。
为了更好的实现本发明：
所述的MBR预处理系统与RO系统之间依次连接有循环桶、水泵、集水箱、高压泵。高压泵用来提供反渗透膜进口处必需的反渗透压。
所述的水泵与集水箱之间安装有保安过滤器。目的是除去预处理产水中可能存在的细微颗粒，保护RO系统。
所述的RO系统为多级反渗透系统串联。
所述的淹没式膜组件开放式安装在膜生物反应器壳体中。此安装方式具有废水处理效率高、能耗低和冲洗方便的优点。
所述的淹没式膜组件材料为不锈钢烧结膜、陶瓷膜、醋酸纤维膜和聚偏氟乙烯膜中的一种。
所述的淹没式膜组件材料孔径范围是0.001～0.02μm。
此废水处理装置运行时，首先打开进水阀，往MBR预处理系统内泵入电镀废水，使废水通过淹没式膜组件，废水中的悬浮物、胶体物以及一些重金属离子沉淀物等被截留在淹没式膜组件的下方，完成了高精度的预处理过程。预处理产水送入循环桶储存。当循环桶中的废水量达到设定值后，启动水泵，将废水送入保安过滤器中进一步过滤，以便进行下一步的反渗透浓缩，保安过滤器产水收集在集水箱内。
在预处理过程中，可采用常压操作，且废水中的微粒、悬浮物、胶体物等沉淀物主要积聚在膜组件的下方，因此此处理过程能耗低、清洗方便。在此MBR系统运行3～6个月后，仅需要进行1次清洗保养。每次清洗保养约产生1吨废水，可由MBR装置下面的排污口排放。相对于整个系统运行期间处理的废水量(1000～2000吨)，此排放量是轻微的，实现了电镀废水的在线微排放。经MBR系统处理后，预处理产水采用一端产出，回收率高。另外，此MBR系统占地少，操作简便，易于实现自动控制。
预处理产水经保安过滤器进一步过滤后，由高压泵将保安过滤产水从集水箱内泵入RO系统。在此RO系统中，采用多级反渗透系统串联，并根据实际废水浓度确定使用的反渗透膜数量。废水在反渗透膜中浓缩，浓缩液送入废水回收槽中，留待回流至电镀槽。每一级反渗透膜产生的透析水分段采出，通过降低反渗透压，显著减少了反渗透过程的能耗。经过多级反渗透后，在相同压力、等量膜面积下，电镀废水浓缩倍数可达60～80倍，铬离子截留率可达99%以上。各级反渗透系统采出的透析水电导率范围为50～250μs/cm，优于自来水，回流至漂洗槽中，用作镀件的漂洗液，循环使用，从而实现了废水的在线回用。
本发明的理论依据是：(1)膜生物反应器将膜分离技术与生物处理技术有机结合，其不仅具有膜的高效截留作用，可以将悬浮物、胶粒等高效截留在膜表面，而且其膜表面的微生物可以大大提高有机物的降解效率，因此具有高效、能耗低、占地少和容易实现自动控制的优点。(2)反渗透技术是一种高效节能的膜分离技术。其原理是在高于溶液渗透压的压力下，借助于只允许水分子透过而不允许其他物质透过的半透膜的选择截留作用，可将溶液中的溶剂与溶质分离。利用反渗透膜的分离特性，可以有效去除水中的金属离子、胶体、有机物、细菌等杂质。
与现有技术相比，本发明具有下列优点：
(1)采用膜生物反应器对电镀废水进行预处理，取代了传统的砂滤、活性炭滤、微滤等预处理工艺，常压操作，具有效率高、能耗低、废水回收率高、占地少等优点。
(2)反渗透耦合系统采用多支反渗透膜串联，根据实际废水浓度确定实际运行的反渗透膜数量。每一支反渗透膜产生的透析水采用分段采出的工艺，显著降低了反渗透过程的能耗。并且经过多级反渗透后，浓缩液和透析液均实现了在线回用，并且操作维护简单方便。
