膜分离技术是一种高效、低能耗和易操作的液体分离技术，同传统的水处理方法相比，其能够实现电镀废水的循环利用和对有用物质的回收。本文主要介绍了膜分离技术处理工艺在电镀废水中的应用，指出膜技术是电镀废水深度处理回用的发展方向。

电镀作为一种表面处理技术，通过电镀最终获得装饰和功能性镀层的效果。电镀行业在国民经济的发展过程中扮演着重要的角色，几乎所有的工业部门都有一定范围的电镀加工。电镀的原材料主要为重金属和一些毒性较大的添加剂，导致电镀生产工艺排放大量的有毒废水，严重污染水资源和生态环境，从而制约了电镀行业的可持续发展。目前电镀行业的主要特点是：电镀企业数量多、排放废水污染重、水及金属资源回用少、能耗高等。以传统方法处理电镀废水，存在以下问题：

成本过高：水费、污水处理费、排污费成本高，影响到企业及行业的竞争力；

资源浪费：水及贵重金属无法回收利用，形成资源浪费；

环境污染：“永远性污染物”——重金属在生物链中转移、累积，最终危害人类健康。

膜分离过程因其具有无任何化学反应，无需加热，无相转变，无二次污染等特点[1]，近年来，在工业废水处理中获得了空前的发展[2]。国内外也对膜分离技术处理电镀废水进行了广泛的研究，研究中大多采用反渗透和纳滤及其组合工艺[3-4]。何毅等[5]报道了纳滤处理废水的研究；Benito和Ruiz[6]对反渗透处理重金属废水也有所报道。

膜分离技术简介

膜分离是一种利用待处理样品中各组分对膜的渗透率不同，借助外力推动对双组份或者多组份混合液体或气体进行分离、提纯、浓缩、淡化的一种分离技术。膜分离过程的推动力可分为浓度差、压力差、电位差或者温度差等。它与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜包括陶瓷膜、玻璃膜、金属膜和分子筛炭膜，其过滤精度较低，选择性较小。有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。微滤、超滤、纳滤、反渗透的分离范围如图1所示（箭头反射表示该物质无法透过膜而被截留）。

膜分离技术在电镀废水中的应用

国内的电镀行业应用膜分离技术始于1976年，但真正大规模应用的项目是2000年长沙力元新材料股份有限公司采用膜集成技术回收电镀泡沫镍废水中的镍和水[7]。该项目由于原有处理工艺存在以下局限：

镍及水资源不能回收利用、处理成本高；治理不彻底、二次污染；排污总量控制，难以扩大再生产。因此最终采用膜分离技术，以膜的透过液作为生产工艺回用水——漂洗水使用，膜的浓缩液作为补充液回电镀槽，不仅回收贵重金属，而且水资源的回用率可达100%，实现闭路循环。此项目镍回收率＞95%，回用水TDS＜10mg/L，浓缩液浓缩倍数＞100倍。年回收收益（包括镍和水）286.32万元，年运行费用117.5万元，年净收益168.82万元，投资回收期1.57年。之后，福建南孚电池有限公司采用膜法处理电池钢壳电镀漂洗废水，水回收率＞90%，镍回收率＞95%，回用水电导率＜10μS/cm，浓水中[Ni2+]＞25 g/L。

楼永通等[8]经过一系列的工程实验，证明了采用膜分离技术浓缩电镀镍漂洗水和回收利用漂洗水中的镍和水资源的可行性。实验结果表明，NF技术对Ni2+的截留率＞97%，RO技术对Ni2+的截留率＞99%。对于[Ni2+]=145mg/L的进水，膜分离技术可浓缩电镀镍漂洗水100倍以上，经一级NF，两级RO（BWRO、SWRO）浓缩，浓缩液[Ni2+]可达到50g/L，透过液经处理后回用。

杭州水处理技术研究开发中心有限公司采用膜分离技术在电镀废水回用工程中具有广泛的应用，其中比较有代表性的是2009年签订的我国第一个万吨级电镀废水资源化工程——广州清远市龙湾电镀工业园10000m3/d电镀废水生物化集中处理及废水回用工程项目，这也是国际上最大规模的电镀废水处理装置之一。针对电镀废水的实际情况，水中心技术人员与龙湾公司管理层、技术专家经过多次密切交流，在对同类污染源现场调查的基础上，结合类似工程实践，制定了合理的废水处理工艺。由于不同电镀工段对水质要求不同，废水处理严格按照清污分流、分质收集、分质处理、分质回收的“四分”原则进行设计，充分考虑废水治理以及重金属和水资源的回收利用，采用传统工艺与“双膜法”工艺相结合，确保回用水水质符合工艺要求，实施清洁生产，实现贵重金属回收的同时，确保水的回用率在60%以上，剩余水达标排放。保证“污染物排放总量”和“污染排放浓度”始终双达标，确保投资最合理，运行费用最经济。

预计该项目建成后，不但可以减少产生废电镀液1375t/a，重金属污泥及含金属污泥7650t/a，电镀槽渣125t/a，还将产生显著的经济效益：用于生产上要求不高的一般用水回用，年回收水价值90万元；用于水质要求较高的生产工艺用水，以膜的透过液作为生产工艺回用水，年回收水价值240万元；从废水中年回收镍价值771万元，每年收益合计1101万元，估计3.6年可收回项目投资。

杭州水处理中心采用膜法处理电镀废水，做到了对电镀废物的安全处置，既保护环境，又综合利用资源。项目实施后，切实解决了当地企业水资源紧张的问题，对全国的电镀企业起到很好的示范作用，为国内相关项目提供较高的参考价值，促进电镀行业健康、规范和可持续性发展，走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少的新型电镀产业化的路子，具有较好的经济效益和良好的社会效益。

对于综合电镀废水，经过简单的物理化学法处理后，采用膜分离技术可回用大部分水，回收率可达60%~80%，减少污水总排放量，削减排放到水体中的污染物。利用膜分离技术，可从电镀废水中回收重金属和水资源，减轻或杜绝它对环境的污染，实现电镀的清洁生产，对附加值较高的金、银、镍、铜等电镀废水可实现闭路循环，并产生良好的经济效益。

小结

膜分离技术应用到电镀废水中，由于回收重金属和水资源，节约了生产原材料，降低了企业的生产成本，同时减少了排放到环境中的污染物，减轻了环境的负担，改善了环境，是一种清洁生产工艺，符合电镀行业的可持续发展要求。

和其他的电镀废水处理方法相比，膜分离技术具有高效、节能、设备简单、操作方便等优点，因而其在电镀废水处理领域具有较为广泛的应用，并呈现出较为广阔的应用前景。电镀废水种类繁多，废水成分复杂多变，任何单一技术的处理往往达不到理想的效果，必须重视膜分离技术与其他水处理技术的集成工艺研究，发挥各种技术的优势，取长补短，才能最大发挥膜分离技术对废水进行深度处理回用的优势，形成废水深度处理的新工艺，实现废水回用、资源回收的目的。现在世界水资源逐渐紧缺，很多国家都面临缺水的问题，因此对废水进行处理回用将是未来的重大发展趋势，具有广阔的发展前景。

【参考文献】

［1］郑领英，王学松. 膜技术［M］.北京：化学工业出版社，2000.
［2］孙敏，钟志雄，李江. 膜分离技术在环境分析中的应用[J].干旱环境检测，2005，19（3）：169-171，190.
［3］冯翕．膜分离的工程与应用[M］．北京：中国轻工业出版社，2006：22-26．
［4］邵刚．膜法水处理技术[M］．北京：冶金工业出版社，2000：34-37．
［5］何毅，李光明，王华，等．纳滤膜分离技术在废水处理中的应用［J］．工业水处理，2003，23(8)：1-4．
［6］Y．Benito，M．L．Ruiz，Reverse Osmosis Applied to Metal Finishing Wastewater［J］．Desalination，2202，142：229-234．
［7］楼永通，陈玲芳，谢柏明，等. 膜分离技术与电镀清洁生产.
［8］楼永通，陈益棠，王寿根，等. 膜分离技术在电镀镍漂洗水回收中的应用[J].膜科学与技术，2002(4)：43-47.