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
| 指标 | 浊度/NTU | TSS/(mg·L-1) | TDS/(mg·L-1) | 电导率/(mg·L-1) | Au/ (mg·L-1) | Ag/ (mg·L-1) | Ni/ (mg·L-1) | Cu/ (mg·L-1) | Fe/ (mg·L-1) |
| 水质 | 10.9 | 5332 | 2860 | 5390 | 0.0471 | 0.0063 | 2.500 | 2.38 | 2.032 |
| 指标 | Ca/ (mg·L-1) | Mg/ (mg·L-1) | Na/(mg·L-1) | K/(mg·L-1) | Cl-/ (mg·L-1) | SO42-/ (mg·L-1) | PO43-/ (mg·L-1) | NO3-/(mg·L-1) | pH |
| 水质 | 32.32 | 2.003 | 527.7 | 75.35 | 515.5 | 516 | 0.66 | 85.4 | 7.0 |
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
| 水质指标 | UF进水 | UF出水 |
| 浊度/ NTU | 10.9 | 1.0 |
| TSS/ (mg·L-1) | 5332 | 3230 |
| TDS/ (mg·L-1) | 2860 | 1860 |
| 电导率/ (μs·cm-1) | 5390 | 4290 |
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)
| 水质指标 | UF出水 | RO出水 |
| 浊度/ NTU | 1.0 | 0.47 |
| TSS/ (mg·L-1) | 3230 | 206 |
| TDS/ (mg·L-1) | 1860 | 120 |
| 电导率/ (μs·cm-1) | 4290 | 181 |
表4 RO系统的处理效果 (Ⅱ) mg·L-1
| 水质指标 | Au | Ag | Ni | Cu | Ca | Mg | Fe | Na | K | NO3- | Cl- | SO42- | PO43- |
| UF出水 | 0.025 | 0.0057 | 1.64 | 2.38 | 14.84 | 0.78 | 0.018 | 51.08 | 63.07 | 36.80 | 107.6 | 48 | 0.56 |
| RO出水 | 0.015 | 0.0001 | 0.052 | 0.25 | 0.29 | 0.023 | 0.0008 | 32.71 | 2.56 | 6.76 | 46.5 | 4.2 | 0 |
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
3.1UF&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, PrielM, Wilf M. Field evaluation of capillaryUF technology as a pretreatment for large seawater RO systems. Desalination,2002,147:55~62
3 Wilf M, Schierach MK.Improvedperformance 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。
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