铜箔废水处理技术分析
来源：山东招金膜天有限责任公司 阅读：3405 更新时间：2015-10-24 15:40铜箔生产用水量大，(每吨铜箔耗纯水约为140～150m3)，产生的铜箔废水污染严重，治理难度大，处理投资费用高，为世界各国环保部门和各铜箔生产厂家生产中的难题之一。采用膜法对铜箔水的处理，回收水平可大大提高。在实际应用中具有投资少、运行费用低、性能可靠、操作简便、易于管理等特点，适合我国国情。膜产品是国家鼓励发展的项目，环境保护是我国的一项基本国策，2000年修订的《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》中第16款第18条将“新型膜材料及制品生产”列为重点鼓励发展产业，该项目的建设符合国家产业政策，顺应了世界环保产业发展趋势。膜法工业废水回用可以通过先进技术的推广应用，解决多年来困扰的水污染问题，加强环境保护，提高我国废水处理行业的整体水平，并带动国内同行业和相关行业的发展，对发展我国的环保产业具有重要的意义
一、前言
近年来，我国在啤酒、酒精等废水处理方面已有一些突破，但对其他如含重金属工业废水、生活污水、含氨废水、油田注水等的处理方面，仍没有形成系统的、具有推广价值的配套设施，这类废水处理一直是国内废水处理领域中的难题。国内一些排污量大的企业不得不从国外高价进口设备，不仅加重了企业的经济负担，也冲击着国内环保产业的发展。膜分离技术是新兴的高技术边缘科学，其在能源、电子、石化、食品、饮料、医药、环保、轻工等领域及人民日常生活中发挥着越来越重要的作用，特别是在环保领域，更是受到各界人士的广泛关注，适用于废水循环回用的微滤（超滤）膜组件及系统处理装置越来越受到用户的青睐。但是，值得注意的是，国内目前所生产的微滤膜、超滤膜也还存在着孔径分布宽、组件通量不算很高、耐污染程度低、性能不够稳定等缺点，无疑这与膜制造设备和技术密切相关。
山东招金膜天有限责任公司是国家大型水处理企业，集分离膜制作，水处理设计工程安装，钢结构建筑材料，科技开发等于一体。招金膜天在膜工艺领域（如：微滤，超滤，反渗透等）和资源循环再生领域中扮演着重要角色。主持并参与了《中空纤维超滤膜装置》，《中空纤维超滤膜组件》，《中空纤维微滤膜装置》，《中空纤维微滤膜组件》等行业标准和《反渗透水处理设备》国家标准等多部标准编制工作。
公司在多年进行膜产品的研制、开发、生产、应用推广的基础上，近几年根据其特点，经优化处理工艺，采用膜技术设计制作了适用于含重金属工业废水和生活污水处理的系统处理设备，在工业废水处理、生活污水处理、油田注水及自来水处理等领域都得到了成功应用。
二、膜天铜箔水处理技术
铜箔生产用水为纯净水（电阻率>0.2兆欧），生产过程中产生高浓度重金属废水，其中主要含有：Cu2+：100mg/L、Zn2+：3～10mg/L、Cr6+：<5mg/L、 As5+：<5mg/L、PH：3～5。
1、工程概况（预设）：
1）设计基础
①漂洗回收水：3000m3/d（峰值最大5000m3/d）
②补充水：1000m3/d
③较浓漂洗水：900～1200m3/d（每种300～400 m3/d）
④废水处理
2）产水要求
①纯水产量：200m3/h
②产水电导率：三年内保证≤3μs/cm
③产水PH≥6.0
④较浓漂洗水浓缩浓度达到回用值
3）控制要求：全自动控制
4）工艺要求：纯水工艺为全膜法
5）废水处理量设计值：50m3/h
2、整体工艺流程
自来水补充量：
↓加还原剂、阻垢剂
自来水―――→原水箱――→原水泵→加热器→微滤―――→超滤装置
↓加回用水二级RO浓水
→→反渗透装置→淡水回中间水箱
↓浓水去废水处理站
回用水——→回用水箱——→原水泵——→微滤——→保安过滤器
→高压泵————→级反渗透装置―――→―――→―――→―――↓
↓
淡水至回用水箱←浓缩RO←高压泵←保安过滤器←浓水泵←反渗透浓水箱
↓浓水去废水处理站
↓补充自来水淡水量
→中间水箱→中间水泵→高压泵→二级反渗透装置→淡水箱
↑加碱调PH值 ↓浓水
废水处理工艺图：
↓加酸 ↓加还原剂 ↓加碱 ↓加PAM
废水来水（50m3/h）→中和调节池→氧化还原池→中和调节池→一次混合池
↓加PAC ↓加酸
→二次混合池→沉淀池→澄清池→过滤机→中性调节池→排放堰→达标排放
↓
污泥池→压滤机→泥饼外运
↓
滤液回中和调节池
3、主要设备功能阐述：
整体工艺阐述：
该设计主要为预处理＋二级反渗透的水处理工艺，整体工艺为自动控制。同时利用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。
设计采用的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。
1、自来水处理：
1.1超滤装置：
采用中空纤维超滤装置进一步去除水中的悬浮物和胶体，同时去除原水中的高分子物质(蛋白质、核酸、多糖等)以及细菌、有机物等杂质，确保反渗透的正常运行。
中空纤维超滤膜是以高分子材料采用特殊工艺制成的不对称膜。它呈中空毛细管状，管壁密布微孔，在压力的作用下，原液在膜内流动，其中的溶剂或小分子物质可以透过膜，经收集在膜内流动，而其中的高分子物质（蛋白质、核酸、多糖等）以及胶体粒子则被阻止在膜表面，被循环流动的原液带走而成为浓缩液，从而达到了物质的分离，浓缩和提纯的目的。
超滤装置对于从稀溶液中分离溶质具有广泛的适应性；超滤过程无相态转化，不需加热，常温操作，节约能源，对热敏性物质的分离尤为适宜；超滤分离过程简单，配套装置少，操作运行简便，维护费用低；超滤膜耐化学药品腐蚀，PH适应范围广；中空纤维超滤装置单位体积中膜面积大，投资费用最低，清洗简单等特点。
2、回用水处理：
2.1、反渗透装置：
反渗透是本系统中最主要的脱盐装置，它利用反渗透膜的特性来去除水中绝大部分可溶性盐类、胶体及有机物。反渗透过程是自然界渗透的逆过程，在压力作用下，水分子通过渗透膜进入膜另一侧，而水中的不纯净物被阻止，同时，为防止杂质在膜表面上不断聚集，由浓水不断冲洗膜表面并将杂质带出。一般的，反渗透的水利用率，苦咸水淡化为75%。
2.2 化学药品注入系统
⑴各类药品计量箱的容积应满足一昼夜的药品用量。
⑵加药计量泵进口设滤网，出口应装设脉冲缓冲器、安全阀（计量内部已设有过压保护者除外），药品注入点均应设混合装置。
2.3 RO化学清洗系统
⑴化学清洗系统应包括清洗箱、清洗泵、保安过滤器及和RO装置连接的可拆卸管道、接头等（软管连接）。
⑵清洗系统的材质应能适用于所有的清洗液。
3、控制系统概述
在设计此控制系统时，我们充分考虑了甲方的设备布局，操作空间，系统长期稳定性等多方面因素.
控制主体方案：各部分自控子站自成体系，即能独立地完成各部分回路的工艺自控，又可由中控室对各个子站进行远程集中管理与监控，并将各主要工艺参数进行存档及报表打印，并及时绘制各主要工艺参数的运行曲线。
系统采用三级控制：就地手动， PLC就地自动，PC中控室集中控制。
依据工艺流程及现场布置将系统划分为几个单元。
每个单元就地采用控制箱现场手动控制；每个单元设一个程序控制箱，程序控制箱内PLC将单元内每个控制箱的开关量和模拟量采集起来，通过RS-485端口与相邻程序控制箱及上位计算机之间通讯，完成PLC就地自动及中控室集中控制与监控。
4、设计原则
1、保证电镀废水经过治理后的各项指标达到《污水综合排放标准GB8978-1996》的一级排放标准的要求。
2、采用目前国内较为成熟、可靠、先进的处理工艺，力求做到运行稳定、操作方便，具有合理性、先进性、优越性和可靠性的原则进行设计。
3、总体按照投资费用节省、运行费用低、操作管理方便、治理工艺可靠、整体布局合理、运行效果稳定的原则进行设计。
4、外购设备选用国内质量上乘、知名度较高、价格适中、并经实践考验过的先进设备，保证持久稳定运行；非标设备的制作应符合国家或行业相关规范，并保证性能稳定、外表大方美观。
三、结束语
鉴于铜箔生产废水中杂质较少，可溶解性总固体含量较低，废水量较大的特点，如采用单一的物化法处理工艺，处理投资大，工艺复杂，运行成本高，且处理后的水不能回用，有用重金属无法回收，存在水资源浪费，环境与经济效益低等弊端。采用反渗透和离子交换法对铜箔生产废水进行处理，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。
