隨著環(huán)保意識的增強，電鍍廢水處理方式也越來越多，今天給大家介紹電鍍廢水微絮凝-超濾工藝參數(shù)研究分析，我們不妨進來學習一下。
電鍍廢水含大量重金屬離子、氰化物、有機物等，處理不當會嚴重污染環(huán)境，其處理方法包括混凝絮凝、化學沉淀、離子交換、膜過濾和高級氧化等。其中，膜過濾能耗低、操作簡單、分離效率高且易于與其他技術集成，是一種極具潛力的電鍍廢水處理技術。超濾膜孔徑范圍為10～100nm，能去除水中溶解性大分子和懸浮微粒，出水水質良好且穩(wěn)定5，適用于處理工業(yè)廢水。然而，超濾過程中的膜污染會導致滲透通量下降。通過絮凝預處理，使廢水中的不穩(wěn)定小顆粒團聚成大顆粒并脫穩(wěn)沉降，可以減輕膜污染。為提高絮凝效果，通常將無機絮凝劑(如聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鐵(PFS))和有機絮凝劑(如聚丙烯酰胺(PAM))復配使用。但由于進水水質不同，絮凝劑用量及復配比不能一概而論，需要實驗得出。本文以青島正茂電器有限公司的電鍍二級出水為進水，探究絮凝劑PAC的最佳用量及與PAM的復配質量比，并考察微絮凝-超濾耦合作為反滲透預處理工藝的可行性，旨在尋求一種經濟合理的電鍍廢水深度處理技術。
實驗材料和方法
(1)材料與儀器實驗試劑：PAC、PAM、硫酸肼、六次甲基四胺、硫酸銀、重鉻酸鉀、硫酸汞、濃硫酸等。儀器：杭州賽菲SF-SA低壓膜通量測試儀(搭配孔徑0.01μm的聚砜超濾膜)、HACH2500分光光度計、HACHCOD加熱反應儀、紫外可見分光光度計、分析天平等。實驗用水的水質情況見表1。后續(xù)評價指標以濁度、UV?54、膜通量為主。
表1 電鍍廢水水質指標(2)實驗方法本實驗采用微絮凝-超濾耦合工藝處理電鍍廢水，主要研究不同用量絮凝劑的處理效果，實驗設計如圖1所示。
圖1 實驗流程圖PAC最佳投加量：單次試驗進水量為800mL，PAC濃度范圍0～11mg/L，攪拌1min(快速攪拌(300r/min)10s，中速攪拌(100r/min)20s，慢速攪拌(30r/min)30s)，抽濾，取濾液做超濾實驗并分析，分析指標及方法見表2。
表2 檢測指標及方法PAC與PAM復配比：根據(jù)最佳PAC投加量，設計復配梯度為每5mgPAC加入0.1~1mg的PAM。向系統(tǒng)中投加最佳質量的PAC，快速攪拌5s，再加入不同質量的PAM，攪拌1min，攪拌設定及后續(xù)操作同上。反滲透預處理評估：分析最佳條件下微絮凝-超濾耦合工藝處理電鍍廢水出水的各項指標，淤泥密度指數(shù)(SDI)測定的壓力為0.21MPa，透過膜的孔徑為0.45μm，計算公式如下。
其中，to和t??分別為0.21MPa下500mL進水的初始過濾時間和處理15min后的過濾時間。
測試結果
(1)絮凝劑PAC最佳投加量的確定。不同PAC投加量對膜通量、出水UV254及濁度變化的影響如圖2～圖4所示。0.25MPa下，超濾的初始通量為185L/m2·h，膜污染程度通過膜通量降至60%的時間來衡量，見圖2。
圖2 PAC投加量對膜通量的影響低于5mg的PAC投加量難以改善膜污染，用量增加到10mg，膜污染程度大大改善，而繼續(xù)投加到11mg時，膜污染反而加重。
圖3 PAC投加量對UV?54去除率的影響圖3表明，加入PAC后，絮凝段的UV???普遍降低10%～20%;投加量為5mg時，總UV???顯著降低90%。總的來說，5mg的PAC可以實現(xiàn)最佳的UV???去除效果。
圖4 PAC投加量對濁度的影響
如圖4，PAC投加至3mg時，濁度去除率達到92%的最高水平。而絮凝后再經超濾處理，出水的濁度普遍低于0.3NTU，因此最終的濁度去除率在95%以上。(2)絮凝劑PAC與PAM的復配。不同復配比對膜通量、出水UV???及濁度變化的影響如圖5～圖7所示。圖5表明，隨著PAM用量增加，濁度去除率總體呈先升后降的趨勢。PAM用量0.3～0.4mg時，濁度去除率高達90%;而加入1mg時，過量的PAM不僅弱化了處理效果，還會增加成本。
圖5 不同PAM復配量對濁度去除率的影響根據(jù)濁度分析結果，研究0.1～0.9mgPAM復配量對膜污染的影響，見圖6。PAM復配量為0.1mg時，膜通量在20min內降至60%，隨后降幅減緩。復配量增加，膜污染隨之加劇。
圖6 不同PAM復配量對膜通量的影響
圖7 不同的PAM復配量對UV???去除率的影響如圖7，加入PAM后，絮凝段的UV???顯著下降，說明PAM與PAC的復配有助于絮凝。在0.1mg的復配量下，UV???4去除效果最佳。
表3 微絮凝-超濾耦合工藝處理后的廢水水質分析結果(3)微絮凝-超濾耦合處理電鍍廢水。在最佳PAC與PAM投加量下，經微絮凝-超濾耦合處理的出水水質如表3所示。
分析與討論
(1)絮凝劑最佳投加量的確定。根據(jù)前述結果，同時從實際生產的經濟角度出發(fā)，最佳PAC投加量為5mg，PAC與PAM的最佳復配比為50:1，即每處理100mL廢水需要5mgPAC和0.1mgPAM。(2)微絮凝前處理對超濾工藝的影響。微絮凝處理有助于減輕廢水對超濾膜的污染，但過量的PAC反而會加重膜污染。這是因為PAC過量時，過多的鋁離子吸附了廢水中的電負性小顆粒，使水合物趨于穩(wěn)態(tài)而難以沉降。此外，由于PAM分子量較大，使用過量也會使膜污染加劇。因此建議投入適量PAC并盡量減少PAM用量，以提高出水水質并降低膜污染風險。(3)微絮凝-超濾耦合作為反滲透預處理工藝的評估。為保證反滲透系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，通常要求進水水質的SDI≤5。結果表明，微絮凝-超濾耦合工藝可以作為反滲透的預處理工藝。
結 論
本文探究了微絮凝-超濾耦合工藝處理電鍍二級出水的相關條件，研究表明，該工藝中絮凝劑PAC的最佳投加量為50mg/L，PAC與PAM的最佳復配比為50:1。通過分析出水水質的SDI、濁度、CODcr等參數(shù)，證明該工藝可以用于反滲透深度處理電鍍廢水的預處理。此外，微絮凝-超濾耦合工藝能改善膜污染，利于超濾的穩(wěn)定運行。
以上便是微絮凝-超濾工藝處理電鍍廢水的工藝參數(shù)研究，通過不斷優(yōu)化工藝參數(shù)和提高處理效率，該工藝在未來能為電鍍行業(yè)提供更有利的環(huán)保解決能力。
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