全膜法处理铜箔工艺废水

Posted 2023-01-13 反渗透

篇首语：男儿欲遂平生志，五经勤向窗前读。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了全膜法处理铜箔工艺废水相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

由山东招金膜天有限责任公司设计并安装的山东某公司7 000 t/a 铜箔生产水处理工程，以工艺生产废水为水源，经全膜法处理后水质达到污水综合排放标准的一级排放标准（GB 8978－1998）。自2007 年12 月调试运行以来，运行稳定，系统出水量和出水水质完全达到设计要求。

1 废水水质

铜箔生产水主要包括：（1）漂洗回收水：水量为3 000 m3/d（峰值最大5 000 m3/d）（2）补充水：1110m3/d；（3）较浓漂洗水：水量900～1200 m3/d（每种300～400 m3/d）。废水设计处理量为800 m3/d；较浓漂洗水浓缩浓度：Cr 槽浓缩水浓度0.014 214g/L；Zn 1 槽浓缩水浓度0.014 214 g/L，pH 为8～9；Zn 2 槽浓缩水浓度0.014 214 g/L，pH 为8～9。

2 工艺流程

2.1 工艺选择

传统的预处理方法一般要多介质过滤器、活性炭过滤器等，不仅占地面积大，而且处理费用高，出水水质不稳定。中空纤维PVDF 膜可以去除水中的全部悬浮物、胶体和细菌，与传统处理方法相比，中空纤维PVDF 膜具有占地小、操作简单、运行费用低及出水水质好等优点。故本工程设计主体工艺采用PVDF 膜超滤装置为预处理＋二级反渗透的水处理工艺。具体工艺流程如图1 所示。

2.2 工艺特点

本工程设计主体工艺采用PVDF 膜超滤装置为预处理＋二级反渗透的水处理工艺，整个工艺为全自动控制。同时利用全膜法将工艺浓水进行再浓缩回收利用，创造经济效益，淡水重新加以利用。反渗透对铜箔废水进行处理，处理后的水采用闭路循环，重复使用，收到很好的效果，不但节约了水资源，降低了很大的投资成本，而且取得了很好的经济、环境效益。将传统水处理工艺与高科技膜法水处理工艺结合，在处理重金属废液，尤其铜箔废水方面，能够将废液中的铜离子分离，废液得到再生，实现了无污染废水的排放和可观的经济效益，大大节约了企业的生产成本，提高了企业的市场竞争力。

2.3 工艺控制说明

系统设动力配电柜7 套（其中电源柜1 套）放在控制室；系统设上位机系统1 套包括打印机及操作台，放在控制室；系统设置7 处控制分站：自来水1 处；漂洗回收水1 处；浓缩水1 处；较浓漂洗水处理3 处；污水处理1 处。

3 主要构筑物及设计参数

3.1 超滤

超滤装置采用山东招金膜天有限责任公司生产的UF3OA200 型抗污染聚偏氟乙烯PVDF 中空纤维超滤膜组件，截留分子质量100 000，单支膜组件膜面积为60 m2，每套超滤装置配14 支膜组件，共2套。超滤装置采用PLC 控制自动运行，每60 min 自动反冲洗1 次，冲洗时间2 min，然后投入运行。超滤装置单台设计出水能力为35m3/h。在实际运行中，膜的平均透膜压差在0.04MPa 左右，单台设备出水量在42 m3/h 左右，超滤产水浊度小于0.1 NTU。

UF3OA200 型抗污染聚偏氟乙烯PVDF 中空纤维超滤膜组件技术参数：孔径0.1～0.2 μm，膜丝内、外径分别为0.8、1.3 mm，过滤方式外压式，壳体材料UPVC，密封浇铸材料为环氧胶，进水压力＜0.3MPa，工作温度5～45℃，pH 耐受范围2～11，气洗量4～8m3/h，气洗压力＜0.1MPa，冲洗水量100～150 L/(m2·h)。

3.2 反渗透

3.2.1自来水处理部分

自来水处理部分反渗透装置膜元件选用陶氏公司的BW30-400 膜，单支膜元件的膜面积为37m2，脱盐率≥99.5%。每套反渗透装置配30 支膜元件，共2 套，单台设计出水能力为25m3/h，水的利用率为75%。反渗透装置采用PLC 控制自动运行，每次停运时，系统可自动定时对膜元件进行低压表面冲洗，将膜元件内尚存的浓水冲掉，防止浓水沉积而在反渗透膜表面结垢。

3.2.2回用水部分

回用水部分一级反渗透装置膜元件选用陶氏公司的BW30-400 膜，单支膜元件的膜面积为37 m2，脱盐率≥99.5%。每套反渗透装置配66 支膜元件，共4 套，单台设计出水能力为60 m3/h，水的利用率为75%。反渗透装置采用PLC 控制自动运行，每次停运时，系统可自动定时对膜元件进行低压表面冲洗，将膜元件内尚存的浓水冲掉，防止浓水沉积而在反渗透膜表面结垢。

回用水部分二级反渗透装置膜元件选用陶氏公司的BW30-400 膜，单支膜元件的膜面积为37 m2，脱盐率≥99.5%。每套反渗透装置配54 支膜元件，共4 套，单台设计出水能力为50 m3/h，水的利用率为85%。反渗透装置采用PLC 控制自动运行，每次停运时，系统可自动定时对膜元件进行低压表面冲洗，将膜元件内尚存的浓水冲掉，防止浓水沉积而在反渗透膜表面结垢。

3.2.3浓缩部分

浓缩部分一级反渗透装置膜元件选用GE 公司的AG8040 膜，单支膜元件的膜面积为33.9 m2，脱盐率≥99.5%。每套反渗透装置配42 支膜元件，共2套，单台设计出水能力为35 m3/h，水的利用率为75%。反渗透装置采用PLC 控制自动运行。浓缩部分二级反渗透装置膜元件选用GE 公司的AG8040 膜，单支膜元件的膜面积为33.9 m2，脱盐率≥99.5%。每套反渗透装置配6 支膜元件，共2套，单台设计出水能力为3 m3/h，水的利用率为50%。反渗透装置采用PLC 控制自动运行。

3.2.4浓漂洗水回用部分

3 套浓漂洗水回用部分分别由3 套三级反渗透装置串联而成。一级反渗透装置膜元件选用GE 公司的AG8040 膜，单支膜元件的膜面积为33.9 m2，脱盐率≥99.5%，每套反渗透装置配24 支膜元件，共6 套；二级反渗透装置膜元件选用GE 公司的AG8040 膜，单支膜元件的膜面积为33.9 m2，脱盐率≥99.5%，每套反渗透装置配6 支膜元件，共6套；三级反渗透装置膜元件选用GE 公司的HL8040膜，单支膜元件的膜面积为34 m2，脱盐率≥98%，每套反渗透装置配3 支膜元件，共6 套。

4 调试与运行

4.1 调试阶段

4.1.1超滤装置调试

膜组件在通水之前必须先冲洗管路，并确认没有颗粒杂质和污垢。

超滤装置开启之前，必须检查经过预处理的来水是否达到超滤装置进水指标要求，否则设备不得投入使用。

检查各管路是否按工艺要求接妥，电器线路是否完整，接线是否可靠。

系统工作前，预处理必须调试合格，手动调整进水压力为0.07～0.1MPa，手动状态使超滤设备全部充满水，把系统气体排净，然后将系统转入自动状态。依次打开上排阀、产水排污阀、再开进水阀，稍后打开产品水阀、浓水阀，关闭产水排污阀、上排阀，手动调节浓水手动阀，使流量达到系统要求，设备进入运行状态。

4.1.2反渗透装置调试

反渗透装置开启之前，必须检查经过预处理的来水是否达到反渗透装置进水指标要求（如SDI＜4，铁离子质量浓度＜0.1 mg/L 等），否则设备不得投入使用。

在任何情况下，反渗透装置周围的环境温度不得低于0，水温控制在20～25 ℃为宜。

检查各管路是否按工艺要求接妥，电器线路是否完整，接线是否可靠。

当预处理系统调试合格、出水水质能够满足RO 进水要求时，启动RO 装置。

打开保安过滤器的放气阀门，打开RO 进水阀门（至半开程度），全开浓水调节阀、不合格排阀、段间隔离阀。待保安过滤器放气阀门出水后，关闭放气阀门。当取样水质合格后，打开保安过滤器出水阀门，关闭排污法。预处理给水压力应使保安过滤器出口压力表指示在0.15～0.3 MPa 范围内。

打开冲洗排阀，启动高压泵，启动进水电动阀，使水在低压下冲洗RO 装置数分钟，排净膜组件内保护液。

关闭冲洗排阀，调节浓水调节阀，检测产水电导，待电导达到要求时，打开产水阀，关闭产水不合格排阀。

系统稳定运行后，记录所有运行参数（压力、流量、电导），RO 装置开始正常制水。

4.2 运行效果

整个工程调试顺利完成，达到设计要求和处理能力。系统运行至今，效果一直很好。处理后水质指标为：（1）纯水产量200 m3/h，产水电导率≤5μS/cm；（2）较浓漂洗水浓缩浓度达到回用值：Cr 槽较浓漂洗水浓缩浓度3 g/L，Zn1 槽较浓漂洗水浓缩浓度3.5 g/L，Zn2 槽较浓漂洗水浓缩浓度3.5 g/L。

5 效益分析

该项目实施后，既有明显的经济效益，也具有很好的环境效益和社会效益。运行成本主要包括膜的更换费用、电费、药品费和人员工资等。超滤膜组件更换费（3 年）约为0.15 元/m3，反渗透膜元件更换费（第3 年起，每年更换20%）约为0.25 元/m3，电费约为0.65 元/m3（按0.65 元/kWh 计），药品费约为0.08 元/m3，工人工资（3 人3 班）约为0.06 元/m3。。

6 结论

山东某公司铜箔生产废水处理工程多年实际运行结果表明：采用PVDF 膜超滤装置为预处理＋二级反渗透的工艺处理铜箔生产废水，工艺选择合理，运行费用低，自动化程度高，能耗省，操作管理方便，不污染环境，不危害人体健康，是一个比较理想的环保项目。该项目既取得良好的社会效益，又给公司带来了客观的经济效益，具有很好的推广价值。