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        基于膜分離的鉛蓄電池生產(chǎn)廢水中水回用系統(tǒng)

        2017-10-19 10:10:34葉軍民
        水能經(jīng)濟(jì) 2017年6期

        葉軍民

        【摘要】采用多介質(zhì)過濾預(yù)處理系統(tǒng),聯(lián)合中空UF膜系統(tǒng)與反滲透系統(tǒng)對(duì)鉛酸廢水進(jìn)行處理并回收用于再生產(chǎn),處理規(guī)模為500t/d,廢水總回收率大于65.8%。本方案處理流程短、用藥量少、操作方便,生產(chǎn)廢水經(jīng)處理后能滿足生產(chǎn)工藝回用水質(zhì)全部回用。

        【關(guān)鍵詞】含鉛廢水;超濾;反滲透

        2015 年,我國(guó)鉛蓄電池產(chǎn)量21000萬kVAh,占全世界總產(chǎn)值約1/3。鉛蓄電池生產(chǎn)過程排放一定量的含鉛廢水,1 kVAh廢水排放量約0.15 m3,鉛濃度2.2~97.7 mg/L,這些廢水如處理不當(dāng)而排入水體,會(huì)造成嚴(yán)重的水污染。

        根據(jù)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)及地方環(huán)保管理要求,此類重金屬?gòu)U水經(jīng)達(dá)標(biāo)處理后,須回收利用,以期最大限度減少對(duì)環(huán)境的排放。本文針對(duì)某鉛蓄電池生產(chǎn)廢水處理任務(wù),提出了雙膜處理工藝,實(shí)現(xiàn)廢水處理回用于生產(chǎn)的目的。

        1.設(shè)計(jì)條件

        1.1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

        鉛蓄電池生產(chǎn)廢水采用中和沉淀處理后,出水可以滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)一類污染物排放標(biāo)準(zhǔn),但尚未達(dá)到回用水質(zhì)要求,須作深度處理。原水水量20.8m3/hr,進(jìn)水水質(zhì):電導(dǎo)率≤4000us/cm,pH 6~9 ,總鈣≤80,總鋅≤2.0 mg/L,總鐵≤1.5 mg/L,SS≤30 mg/L,COD≤60 mg/L,氨氮≤40 mg/L,TP≤1.0 mg/L,進(jìn)水溫度25℃~35℃。

        1.2 出水指標(biāo)及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

        廢水總回收率≥65.8 %,日回用水量≥329 m3/d。

        出水達(dá)到生產(chǎn)回用水產(chǎn)水技術(shù)指標(biāo):

        脫鹽率≥95 %,電導(dǎo)率≤200 us/cm,PH6-6.5;

        產(chǎn)水收率≥64.35 %,濁度≤0.01,出水溫度To:25 ℃~35 ℃;

        RO系統(tǒng)級(jí)數(shù)1 級(jí),RO膜清洗周期≥15 天;

        機(jī)械過濾器反沖洗頻率約1 次/7 天,反沖洗時(shí)間約10 min/次。

        2.處理工藝

        2.1 工藝流程

        隨著膜技術(shù)的發(fā)展,經(jīng)反滲透處理的中水滿足生產(chǎn)回用水要求并得到廣泛應(yīng)用。但反滲透對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求很高,中水進(jìn)入反滲透更要求有效的預(yù)處理。

        水質(zhì)指標(biāo)分析表明,蓄電池生產(chǎn)水含鹽量稍高,電導(dǎo)率2500 us/cm左右,表現(xiàn)出一定的結(jié)垢傾向。而水質(zhì)回用則要求較低的電導(dǎo)率(≤200 us/cm),因此預(yù)處理的重點(diǎn)在于去除懸浮物以及鐵離子 ,再利用RO進(jìn)行脫鹽及鉛,從而確保水質(zhì)達(dá)到生產(chǎn)回用水要求。

        根據(jù)產(chǎn)水水質(zhì)的要求,在整個(gè)資源化處理系統(tǒng)共分為四個(gè)單元:預(yù)處理單元、超濾單元、反滲透單元、濃水單元。

        2.2 流程說明

        (1)預(yù)處理單元

        廢水從原水出水池取水,全部廢水通過既有輸送泵進(jìn)入“預(yù)處理單元”。預(yù)處理單元采用“多介質(zhì)過濾器”工藝去除大部分懸浮物,并能脫除部分COD和已經(jīng)形成沉淀的部分金屬離子,減輕后續(xù)的處理負(fù)荷,發(fā)揮最大的去除SS作用。

        (2)超濾處理單元

        經(jīng)過預(yù)過濾的出水,進(jìn)入超濾膜系統(tǒng)。超濾系統(tǒng)采用全量過濾方式運(yùn)行,進(jìn)水通過輸水泵泵入外壓式膜組件,產(chǎn)水全部進(jìn)入超濾產(chǎn)水緩沖池。

        (3)反滲透單元

        反滲透裝置是本系統(tǒng)中最主要的脫鹽裝置,反滲透系統(tǒng)利用反滲透膜的特性來除去水中絕大部分可溶性鹽分、膠體、有機(jī)物及微生物。經(jīng)過預(yù)處理后合格的預(yù)處理出水進(jìn)入膜組件,水分子通過膜層,經(jīng)收集管道集中后,通往產(chǎn)水管再注入中間水箱;反之不能通過的就經(jīng)由另一組收集管道集中后通往濃水排放管,排出系統(tǒng)之外。

        (4)濃水處理單元

        本方案增設(shè)濃水多元物化處理系統(tǒng),通過鐵碳微電解、混凝沉淀等多元處理,降低濃水鹽度和有機(jī)物含量,處理后的濃水再次返回雙膜處理系統(tǒng)。

        3.工藝可行性分析

        經(jīng)工程2年多運(yùn)行實(shí)踐,處理出水的總鉛、電導(dǎo)率、COD、氨氮等指標(biāo)均達(dá)到冷卻沖洗等生產(chǎn)用水標(biāo)準(zhǔn),因此,系統(tǒng)出水完全回用于生產(chǎn)。

        資源化處理工程規(guī)模為500 t/d,總投資為216 萬元,包括處理構(gòu)筑物、超濾、反滲透膜及其附屬設(shè)備機(jī)電設(shè)備等。

        按地方工業(yè)用水價(jià)格為4.55 元/m3計(jì),總資源回收收益為54.05 萬元,而年運(yùn)行費(fèi)用為53.9 萬元。因此,雙膜資源化工藝在經(jīng)濟(jì)性上是可行的。

        4.結(jié)語(yǔ)

        (一)針對(duì)鉛蓄電池生產(chǎn)廢水特性,采用采多介質(zhì)過濾預(yù)處理,聯(lián)合中空UF膜系統(tǒng)與反滲透系統(tǒng),處理后全部回用,實(shí)現(xiàn)零排放。

        (二)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析表明,中水回用的資源回收收益等于小于其運(yùn)行成本,具有可行性與經(jīng)濟(jì)性。

        (三)本工藝流程不僅消除了鉛蓄電池生產(chǎn)廢水的污染問題,同時(shí)可推廣應(yīng)用于冶金、電鍍等行業(yè)的無機(jī)類重金屬?gòu)U水治理領(lǐng)域。

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