昆山市三丽电镀有限公司是一家以生产眼镜架为主的日本独资企业，其生产工艺主要包括电镀和电泳两大部分。镀种有镍、铜、金、银及电泳漆等。每天用水约45 m³，其中纯水需20 m³（来自该企业的纯水制备站），主要用于电镀溶液的配制、镀件清洗等工序。该企业日排放废水45 m³，含各种镀种，为综合电镀废水。现公司建有一套以化学沉淀为主的废水处理系统，基本能达标排放。

　　为减少电镀废水的排放量，同时提高水的利用率，该企业引入UF&RO工艺，对电镀废水进行深度处理。

　　1 电镀废水

　　该企业电镀综合废水经化学处理后，各项水质指标如表1。

　　表1 电镀综合废水经化学处理后水质指标

　　2 工艺流程

　　电镀废水回用工艺如图1所示。废水处理系统出水流入原水池，经潜水泵进入由4只直径140 mm的超滤膜组件并联组成的超滤系统进行制水，流量衰减到起初的10％后，由超滤滤过水分别正冲、反冲、再正冲膜组件，接着再制水，这样制水和清洗过程循环往复，直到水力冲洗后的流量衰减到起初的10％时，采用药液进行循环清洗。超滤滤过水经高压泵进入以一级两段式排列的直径为240 mm的抗污染性反渗透膜组件，淡水进入离子交换系统（混床）制取纯水，浓水和超滤冲洗水则返回废水处理系统。为延长反渗透制水时间，在高压泵之前加入阻垢剂。当反渗透装置产水量下降10％，脱盐率下降10％或进出压差增大15％时，说明膜已被污染，这时需要进行化学清洗。

　　2.1 装置说明

　　⑴ 增压泵

　　增压泵为超滤提供压力，其功率P＝1.1 kW，流量Q＝8 m³/h，扬程H＝25 m。增压泵受水池液位控制，高开低停。

　　⑵ 超滤系统

　　采用超滤膜作预处理，可得到高质量的RO进水，从而保证反渗透膜的长期稳定性能。超滤膜技术已经用于海水淡化及水净化系统的预处理中^[1~3]，该技术与常规预处理相比，具有标准化设计，投入少，产量高，无需连续加药，稳定性高，需劳动力少，占地面积小，自动化程度高，操作方便等优点。

　　本系统中的超滤采用内压式中空纤维膜，在PLC的控制下，实现自动进水，自动反冲，确保该系统长期稳定运行。

　　⑶ 高压泵

　　原水经过预处理后，已达到反渗透进水水质的要求，高压泵为反渗透提供压力，其功率P＝3.0 kW，流量Q＝4 m³/h，扬程H＝29 m。

　　⑷ 反渗透系统

　　采用最新型的由美国海德能公司生产的抗污染性反渗透膜组件，以一级两段形式排列，具有高脱盐率，保证产水水质。经过反渗透膜处理后，脱盐水进入反渗透淡水箱。

　　2.2 工艺特点

　　该工艺主要由超滤和反渗透两部分组成，下面就其分别阐述。

　　2.2.1 UF系统

　　表2  UF系统的处理效果

　　如表2所示，超滤系统对浊度有很好的去除效果，对TSS有约40％的去除效果，TDS和电导率均有部分的去除。这样经过超滤系统的预处理，出水再进反渗透系统就能得到有效的保证。

　　2.2.2 RO系统

　　表3  RO系统的处理效果 (Ⅰ)

　　表4  RO系统的处理效果 (Ⅱ)        mg·L^-1

　　如表3、4所示，反渗透对各种离子都有明显的去除作用，其出水水质也满足了离子交换系统的j进水要求。

　　由以上数据可说明：UF&RO系统在电镀废水的回用中起到了重要作用，其中超滤膜可以从溶液中分离大分子物质、胶体、蛋白质、微粒等，截留分子量范围从500到500 000左右。其出水作为反渗透的进水，能够保证反渗透组件长期稳定地运行。而反渗透膜具有较高的无机盐截留率、单位面积透水量大、水的回收率高等特点，因而UF&RO系统的出水水质很高，可以达到脱盐水的标准，再经混床处理，则能达到纯水甚至高纯水的标准，完全能回用于电镀工艺。

　　3 工艺经济性分析

　　3.1 UF&RO工艺使用前后企业用水情况比较

　　UF&RO工艺使用前该企业用水情况如图2所示。

　　图2 UF&RO工艺使用前该企业用水情况

　　原纯水制备流程见图3。

　　图3 原纯水制备流程

　　由以上可以看出，该企业用水具有以下特点：⑴ 出水不循环使用，用水量很大；⑵ 水的排放量大，造成的环境影响也大。

　　UF&RO工艺使用后该企业用水情况如图4所示。

　　图4  UF&RO工艺使用后该企业用水情况

　　由UF&RO工艺使用前后该企业用水情况可看出，采用该系统不仅能减少废水排放量，节省排污费，而且能取代自来水生产纯水的工艺，既节省水费，又省去了纯水生产工艺，为该企业赢得了经济效益和环境效益。

　　3.2 经济性分析

　　该设备运转按每天12 h计，每年开车360 d。

　　该回用工艺系统造水成本如下。

　　⑴ 计算依据

　　①装置实际产水量    30 m³/d

　　②工程总投资      12万元

　　③电费成本        0.5元/(kW·h)

　　④单位产水能耗    0.9 kW·h/(m³产水)

　　⑤维修费（以总投资计） 1％

　　⑥装置及配套设施使用寿命   20 a

　　⑦UF组件使用寿命   8 a

　　⑧RO组件使用寿命     5 a

　　⑨化学药品费用     0.65元/ (m³产水)

　　⑩人工费（一班一人制）   6000元/(a·人)

　　⑵ 造水成本

　　①投资成本  0.56元/ (m³产水)

　　②电费成本  0.45元/ (m³产水)

　　③膜更换费用  0.71元/ (m³产水)

　　④化学药品费用 0.65元/ (m³产水)

　　⑤人工费   0.56元/ (m³产水)

　　⑥维修费  0.11元/ (m³产水)

　　总造水成本 3.04元/ (m³产水)

　　采用该回用工艺之前每天的排放量为45 m³，采用该工艺后每天的排放水量为15 m³，可见大大降低了环境负荷。同时每天节约用水30 m³，既有环境效益又有经济效益。

　　4 结论

　　⑴ UF&RO工艺处理经化学沉淀后的电镀综合废水，使废水的有机物和含盐量进一步降低，其浊度、TSS、TDS及电导率等各项指标均满足后续离子交换系统的进水要求，而且水质稳定、可靠。

　　⑵ UF&RO工艺处理电镀废水回用于生产工艺，不仅取代原有的纯水生产线，节约了水费，而且减少了排污量，取得了良好的经济效益和环境效益。

　　参考文献

　　1 苏保卫，王  越，王  志，等. 海水淡化的膜预处理技术研究进展. 中国给水排水，2003，19（8）：30～32

　　2 Glueckstem P, Priel M, Wilf M. Field evaluation of capillary UF technology as a pretreatment for large seawater RO systems. Desalination, 2002,147:55~62

　　3 Wilf M, Schierach M K.Improved performance and cost reduction of RO seawater systems using UF pretreatment. Desalination, 2001, 135: 61~68

　　（收到修改稿日期：2004-10-12）

　　[1] 第一作者：郭晓燕，女， 1975年生，毕业于哈尔滨工业大学，在读博士，讲师，主要从事膜技术在水和废水处理中的研究和应用。