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第２７卷上海水务Ｖｏｌ．２７Ｎｏ．２２０１１年６月ＳｈａｎｇｈａｉＷａｔｅｒＪｕｎｅ．２０１１ＮＦ／ＲＯ双膜技术在铝阳极氧化废水处理工程中的应用经菁１吴潇勇２（１闸北电厂上海２００４３８２上海浦东威立雅自来水有限公司上海２００１２０）摘要采用以纳滤、反渗透双膜技术为核心的水处理工艺对苏州某电子厂的铝阳极氧化废水进行处理，考察该工艺对铝阳极氧化废水中ＣＯＤ？、硬度、电导率的处理效果及系统运行性能。通过１０天的运行，系统产水水质良好，运行稳定。纳滤膜对Ｃ０Ｄ？、硬度、电导率的平均去除率分别为８５％、１００％、９０％，１１０系统对电导率的去除率达９４％。关键词铝阳极氧化纳滤反渗透Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｄｏｕｂｌｅｍｅｍｂｒａｎｅｉｎａｌｕｍｉｎａａｎｏｄｉｚａｔｉｏｎｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ＊＊ＨｉｅｗａｔｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｈｉｃｈｈａｓｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎａｎｄｒｅｖｅｒｓｅｏｓｍｏｓｉｓａｓｃｏｒｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗａｓｕｓｅｄｆｏｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆａｌｕｍｉｎａａｎｏｄｉｚａｔｉｏｎｗａｓｔｅｗａｔｅｒｆｒｏｍａｎｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｆａｃｔｏｒｙｉｎＳｕｚｈｏｕ．ＴｈｅｒｅｍｏｖａｌｅｆＵｃｉｅｎｃｙｏｆｔｒｅａｔｍｅｎｔｅｆｆｅｃｔｏｎＣＯＤｃｒ，ｈａｒｄｎｅｓｓ，ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｅｍｉｓｓｉｏｎｗａｔｅｒａｎｄｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｕｒｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｐｅｒｉｏｄｏｆ１０ｄａｙｓ，ｐｒｏｄｕｃｉｎｇｗａｔｅｒｗａｓｗｅｌｌ，ａｎｄｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｓｔａｂｌｅ．ＴｈｅｒｅｍｏｖａｌｏｆＣＯＤｃｒ，ｈａｒｄｎｅｓｓａｎｄｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｗｉｔｈｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｍｅｍｂｒａｎｅｗｅｒｅ８５％，１００％ａｎｄ９０％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒｔｈｅｒｅｍｏｖａｌｏｆｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｗｉｔｈｒｅｖｅｒｓｅｏｓｍｏｓｉｓｍｅｍｂｒａｎｅｗａｓ９４％．ＥｅｊＨＱｃｄｔＳａｌｕｍｉｎａａｎｏｄｉｚａｔｉｏｎｎａｎｏｆｌｌｔｒａｔｉｏｎ（ＮＦ）ｒｅｖｅｒｓｅｏｓｍｏｓｉｓ（ＲＯ）前言铝合金阳极氧化膜已被广泛地应用于防腐膜分离技术节能、投资少、占地小，操作简便、处和表面装饰。在工业和民用的铝结构与铝制品中，大理效率髙，在水资源日益紧张的今天，受到国内外水约有６５％需经过表面处理，建筑工业、航空和航天处理领域专家、学者的普遍关注。结合废水水质特点工业及汽车制造工业用的铝构件与零件，几乎全部及出水要求，选用纳滤（ｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎＮＦ）＋反渗透要经过阳极氧化处理或涂层处理［１］。目前，铝合金阳（ｒｅｖｅｒｓｅｏｓｍｏｓｉｓＲ０）双膜技术为核心的组合工艺对极氧化一般采用硫酸阳极氧化工艺，然而，不论采用铝阳极氧化废水进行处理。纳滤作为反渗透进水的哪种工艺流程，都会产生大量的废水废液，造成不同预处理，可以优化反渗透的进水要求，降低反渗透的程度的环境污染，因此，处理这部分废水废液是铝合操作压力，减少砂滤器反冲洗频次，使系统回收率增金阳极氧化生产过程不可缺少的部分。当前行业中大。处理后的纯水重新回到各工段，使水循环利用，普遍采取的处理方法是将每道工序中的槽液，在不降低了水耗，这不仅具有一定的经济意义，且响应了符合生产要求时排放并汇总至排放槽内，添加适量“十一五”关于节能减排的号召，对我国铝工业的发的酸或碱中和，调节ｐＨ至允许的排放标准范围内。展具有重要的战略意义。中和过程中，又产生大量沉淀物，由于处理麻烦，大部分厂家未经处理便排放，造成了严重的环境污染％１３８上海水务２０１１年１．１处理水质表２纳滤ＮＦ膜组件的性能指标本项目工程处理的综合排放水的水质特征见表１。材质膜形状进水ｐＨ单支脱盐率工作压；ｌｊ￣￣表１综合排放水的水质指标聚酰胺复合膜螺旋卷式３．ＣＭ０．０７５－９７％０．５￣０．８ＭＰａ序号项目数值１．１．３ｒｅｖｅｒｓｅｏｓｍｏｓｉｓＲＸ）系统１＊＊＊？１２００ｔ／ｄＮＦ系统的透过液由高压栗进人Ｒ０装置。该系２ｐＨ值６￣８３ＣＯＤ？＜１２〇ｍｇ／ｌ统采用５０支美国海德能生产的８吋聚酰胺高脱盐４总硬ｉ４〇０？９〇〇ｍｇ／ｌ膜元件，系统的处理能力为３６ｍ３／ｈ／套（产水），脱盐率５电导率２５００？１６０００ｕｓ／ｃｍ．．丄ｌｍ、丄，／七大于９８％。经过该系统的处理，又浓缩了４倍＾Ｒ０１．２工艺流程膜组件的性能指标见表３。本项目以铝阳极氧化排放槽内的综合排放水为表３反渗透ＲＯ膜组件的性能指标研究对象，其工艺流程见图１。该系统由四部分组；ＪｌｍＴ，＾￣＂成，即预处理部分、纳滤部分、反渗透部分和离子交概肋轉）（Ｍｐａ）（ｍ３／ｄ）麵积、（ｍ２）换混床。＊酸胺９９．７＜４．１４４１．６３７．２高脱盐膜（．综合废水排放水一Ｕ－Ｉ集水池一＾提升装置｜——处理装置｜！１，１－４离子又换系统｜＇浓缩液１丨；混床是离子交换柱的简称，一般放置在反渗透；＾Ｉ装置之后，对水进一步脱盐，离子交换混床为深度脱产水用于回用１混床纳滤系统｜｜盐设备，用于制造高纯水Ｐ１。本系统中，反渗透处理｜水通过泵进人混床，进行深度脱盐。再生时，用反渗１１１透产水对树脂清洗３０ｍｉｎ左右。处理后的产水进入产水箱回用到生产线上，形成良性的清洁化生产的图１综合排放水处理工艺流程循环用水系统。１．２．１预处理部分、、预处理系统由原水池、提升泵、石英砂过滤２器、活性炭过滤器及保安过滤器组成。废水由原水２．１系统对ＣＯＤｇ的去除池经过提升栗进人石英砂过滤器，该过滤器的滤当进水Ｃ０Ｄ？浓度为６０￣１２０ｍｇ／ｌ时，Ｃ０Ｄ？浓？料精度为〇．ｌ￣〇．５ｉｎｍ，可以除去大部分固体悬浮度随运行时间变化如图２所示。物、大分子胶体等；废水经过活性炭过滤器（内置５１２０－支４０吋长的碳纤维滤芯），可以吸附废水中的有机＿＿Ａ物、油脂和残余氯，也能去除废水的臭味、色度等。１（Ｘ）．／＼而５ｕｍ保安过滤器，则起到预处理最后保安作用，８〇＿防止管路中微粒进人膜系统，以免损坏膜组件。所ｆ６（）」ｃ〇ｐ｜有预处理工序都是为最大限度地防止和延缓污染￥［：．＾．／ｌ．．．．Ｃ〇Ｄｄ物在膜面上的沉积，防止胶体物体及固体悬浮微３４（）：粒的堵塞以及有机物、微生物、氧化性物质等对膜２０－，，？．的破坏，延缓膜的水解过程，从而使膜系统在良好？＊？＊，．、＂＊＊￣￣￣？状态下工作。０２４６８１０１？１．２ｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎＮＦ系统运行时间（天）废水经过预处理后．，由高压栗送人纳滤装置。该图２ＣＯＤＣＴ浓度随运行时间变化曲线系统采用美国海德能生产的８吋聚酰胺抗污染膜元由图２可以看出，进水ＣＯＤ，？指标在一定范围件６５支，系统的处理能力为４８ｍ３／ｈ／套（产水），脱盐内出现波动的情况下，出水（：００？指标仍然基本保率大于９０％。经过该系统的处理，废水中７５％的水持稳定，均在２０ｍｇ／ｌ以下，并且对Ｃ０Ｄ？的平均去被分离出来，而绝大部分相对分子量在２００？１０００除率达８５％左右，出水水质已达回用标准。纳滤膜之间的溶解组分被高截留率的膜截留在浓缩液中，（ＮＦ）对Ｃ０Ｄ？的去除效果非常显著，ＮＦ对有机物质浓缩倍数达到４。ＮＦ膜组件的性能指标见表２。的去除是孔径筛分和道南效应共同作用的结果，具２０１１年经菁ＮＦ／ＲＯ双膜技术在铝阳极氧化废水处理工程中的应用３９体取决于有机物的结构特征（如分子量、极性）以及１６０００－有机物与膜间的相互作用关系等。ＮＦ表层孔径处于纳米级范围，可截留分子量在数百的小分子有机物。＿ｎｓ；；■Ｉｎｆ进水电导率在本工程运行中，纳滤设备的进水是经过石英砂过ｉ２〇ｏ〇＿滤器和活性炭过滤器处理过的，ＳＳ基本为０，有利于￥？纳滤膜做进一步处理。｜８＿．２．２系统对硬度的去除奮■在纳滤进水总硬度为４００￣９００ｍｇ／ｌ范围内时，Ｉ．＿总硬度随运行时间变化情况见图３。４〇〇〇＇＿ＩＩ｜｜Ｉ■｜由图３可以看出，纳滤膜（ＮＦ）对硬度的去除效＇｜果非常显著，出水硬度为〇，硬麵去除軸１〇〇％，０ｍｕｍｍ出水水质完全满足回用要求。纳滤膜（ＮＦ）对盐的截１２３４５６７８９１０留性能主要是由离子与膜之间的静电相互作用所贡献的，盐离子的电荷强度不同，其对离子的截留率也ｉ〇〇ｌ有所不同，对于含有不同价态离子的多元体系，由于Ｉ离子半径和静电斥力的影响，多价离子的渗透受到８〇－阻碍，ＮＦ对二价离子和高价离子的截留高于单价离＿子。纳滤膜对阴离子的截留率按下列顺序递增：§Ｍ．Ｎ０３－，Ｃ１－，０Ｈ－，Ｓ０４２＿，Ｃ０３２－；对阳离子的截留率按下逢？列顺序递增：只＋，心＋，尺＋，］＼＾２＋，０＆２＋，（：１＾４１。所以本项＊４０＿目工程中，ＮＦ膜对Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋等造成硬度的二价离＃＇子有着高的截留能力。２Ｇ＿８００＿Ｉ＼０２４６８１０／＼运行Ｂ寸间（天）６００－／＼．Ｊ＼ｙ图４纳滤ＮＦ系统的电导率随运行时间变化曲线Ｉ一＊？４００，由图５可以看出，经过反渗透处理后，出水电导率大大降低，基本为２〇ｕｓ／ｃｍ左右，电导率的去除率为２００＇＂９４％左右，其产水再经过离子交换混床的深度脱盐处理，最终出水已完全满足回用要求。〇〇２４６８１０２．４设备的运行性能分析运行时间（天）整个系统从２０１０年７月开始运行，经过１０天图３总硬度随运行时间变化曲线的连续运行，结果表明了整个系统的运行工况基本２．３系统对电导率的去除达到设计要求。纳滤ＮＦ系统的进水电导率在２５００￣１６０００ｕＳ／１）系统运行稳定，抗冲击力强，当进水电导率为ｃｍ范围内时，电导率随运行时间变化如图４所示。１５９００ｕｓ／ｃｍ时，此时经过处理，ＮＦ系统的产水电导本项目工程中，ＮＦ系统的产水直接进人Ｒ０系统，率为６００ｕｓ／ｃｍ，ＲＯ系统的产水电导率为２６ｕｓ／ｃｍ。在ＮＦ产水电导率２００￣６００ｕｓ／ｃｍ范围内时，反渗透２）ＮＦ和Ｒ０系统的运行压差在整个过程中变Ｒ０系统的电导率随运行时间变化如图５所示。化不大，ＮＦ系统运行压差基本为０．２ＭＰａ左右，Ｒ０由图４可以看出，ＮＦ系统的出水电导率基本稳系统为Ｏ．ＩＭＰａ左右。定地保持在５００ｕｓ／ｃｍ左右，电导率的去除率为９０％左右。但由于进水水质的电导率较高，纳滤出水的电导率仍然偏高，出水水质达不到回用标准，所以其产水仍需ＲＯ系统做进一步脱盐处理，以降低电导率。４０上海水务２０１１年＿４８ｈｒｓ更换一次。这主要是因为厂方在原废水处理过Ｉ丨＿，．．—±！＿１程中投加大量的化学药剂Ｃａ（ＯＨ）２、ＰＡＭ和ＰＡＣ对５００－ＩＩ＇滤芯造