实施重金属废水表3排放的电化学技术方案（MEOS）

　　珠江海咸水淡化研究所

　　重金属废水表3排放的电化学技术

　　1 MEOS工艺流程与单元设备

　　1.1 工艺流程图

　　MEOS工艺流程如下图：

　　本工艺的进水可以是混合原始电镀废水，也可以是废水综合池水、未达标排放水或RO浓水，原则上都能实现表3排放，只是操作参数不同，达标率可达90～100%。

　　1.2 单元设备及工艺描述

　　（1）电除油

　　本单元设备是一个内置DSA阳极复合件及气液泡沫分离器的截塔体，能产生足量微纳米级小气泡及Fe/Al絮凝体，把油污吸咐上浮。同时兼有电氧化、电絮凝、电沉积、电气浮多种电化学过程，并有初步的脱除非络合态NH4-N、P、游离CN-功能，但主要是除油，澄清，产水清亮透明。有利于下一步的UV灯反应。

　　（2）电破氰

　　本单元由UVO3H2O2反应器及活性碳塔组成，进水CN-<50ppm时，出水CN-可以低至0.01ppm，国内已有案例。同时其它形态的络合物也受破坏，使重金属离子呈裸露单体，有利于下一步微电解反应。

　　（3）微电解

　　本单元是一个脉动内循环流化床，95%操作时间内，它是一个上流式膨胀硫化塔，而5%时间是呈内循环流态化运行，脉动频率由PLC自控。Fe/C粒子被脉动翻滚，相互摩擦表面更新自动清洗。所以永不堵塞、结块。而且几乎不新增动力消耗。

　　工程案例已证明，该单元的反应效率比渗滤式设备高10倍以上！

　　（4）Fenton反应

　　本单元是一个简单容器。微电解反应出水含Fe2+，而且浓度可控，此工序只需加入H2O2即可，是一个动力学控制反应，无需强烈搅拌，也无需控制pH<2，用ORP控制H2O2泵即可，为加快反应速度另配微波催化。

　　（5）矿物絮凝

　　本单元是一个内环流搅拌反应容器。本工艺是用自配的MEOS矿物絮凝剂，含FeS和沸石，滑石等非金属矿物。可以中和Fenton反应液至pH8～9，同时沉淀P，吸咐重金属、NH4-N及有机物等等。效果非常显著，过滤出水重金属指标有时甚至可以低于表3几倍！

　　（6）沉清

　　即一个浮澄清桶，桶底的布水管能使矿物形成剂悬浮吸咐过滤层，澄清效果好。

　　（7）微絮凝+BOB

　　BOB是一套常规臭氧生物碳滤池，目的是深度去除COD、NH4-N,前述Fenton反应，只是把络合物大分子破坏成简单小分子，B/C提高了但COD去除率并不高，再经过以后矿物、沉清、微絮凝等等，COD<80mg/L，可以稳定达到。但COD<50及N、P达标就很困难。

　　设立微絮凝+BOB，虽然增加了投资，但意义很大：若放在系统终端，能确保表3各项指标达标率达90%～100%，尤其是COD、N、P,成本及可靠性优于MBR；若放在RO膜前，确保膜寿命延长。因为膜堵塞因素中有机小分子在膜浓水侧生成厌氧生物粘泥占了很比例。

　　2 MEOS成套化机组介绍

　　我所在长期实验与工程实践的基础上，按前节所述工艺，开发出MEOS成套化机组，如下图2-1：

　　2.1 MEOS机组特点

　　该机组具有如下特点：

　　（1）可移动

　　整机用20～40吨平板车吊运到企业，通电接管即可用；企业搬迁亦可整机运走到新地点或转让。

　　（2）机电一体化

　　主要操作程序已输入PLC中，可以半自动、全自动，亦可以远程视频监察，无需专人操作。

　　（3）运行费用低

　　与化学法相比，酸碱药投加极少，废水净化过程中，总盐分不增反降，大大降低后续RO膜电耗、压力，延长RO膜寿命，从而降低了运行费用。

　　2.2 MEOS机组工艺配备

　　（1）处理RO浓水

　　有些企业已配有RO回收水系统，浓水返回调节池，这完全错误。不可能长期运行，即使表3标准水进入RO，在70%回用后，余下30%量的浓水，就超过表3指标3倍，必须处理到表3才能排放（2）处理综合池废水或废水站排放水

　　有不少企业，未有配RO，未有实施70%水回用政策，这就要求两个目标同时实施，回用水70%，浓水达表3标准。2.3 MEOS机组相关专利与荣誉

　　（1）发明专利：复杂重金属废水应急快速处理方法，专利号：201210102987.9，图2-4。

　　（2)实用新型专利：复杂重金属废水应急快速处理设备，专利号：201220148051.5（3)MEOS机组成套化设备已入选国家鼓励发展的重大环保技术装备目录（2011年版）。

　　3 MEOS工程案例

　　（1）长安乐依文公司

　　美资企业，生产半导体单晶硅片，配有电镀线，含铜等原始废水100T/d，进入MEOS设备,没有BOB配置，2011年9月运行至今，一直正常，无故障。出水Cu2+<0.3、COD<80。

　　（2）广州依利安达公司

　　国家水专项，300T/d线路板含Cu2+、CN-、EDTA废水，原始废水进入系统，未有BOB配置，出水Cu2+<0.3，COD<100，2012年6月运行至今，一直正常，无故障。

　　4 投资及运行成本

　　4.1 100 T/d规模MEOS机组费用

　　以100T/d规模RO+MEOS机组为例，工程造价成本约150万元，实际运营费用如下：

　　（1）RO膜产水成本电药费2.5元/T水，市价值5元/T，产水70T/d。

　　（2）浓水30T/d，MEOS机组运行电药费3元/T进水。

　　（3）总运行成本=70T/d×(5-2.5)-30T/d×3元=175元-90元=85元/日

　　即该系统按市价计算，有85元/天毛利，可支付一个人兼职工资，故运行成本可视为零。

　　4.2 各种规模MEOS机组费用测算

　　MEOS机组的进水规模越大，运行费用越低，单位吨水造价越低，以下是系列设计后的计算结果（表4-1），以1000T/d规模效益最好。

　　表4-1各种规模MEOS机组费用测算表