CN101392402A

CN101392402A - 电镀清洗水零排放的方法

Info

Publication number: CN101392402A
Application number: CNA2008101217354A
Authority: CN
Inventors: 钱克邦
Original assignee: HAINING HAIZHENG COMMUTATOR CO Ltd
Current assignee: HAINING HAIZHENG COMMUTATOR CO Ltd
Priority date: 2008-10-16
Filing date: 2008-10-16
Publication date: 2009-03-25

Abstract

本发明属于一种电镀清洗水零排放的方法，现有技术对电镀清洗水处理，回收利用率约75％。本发明提出了一种电镀氰、铬和/或镍清洗水零排放技术，在采用反渗透法浓缩，实现RO水回用的基础上，对原本排放的浓水再增加离子交换，把可溶性杂质离子转移到树脂中，以降低浓水中杂质离子的含量，并再次返回RO系统提纯；把树脂再生产生的废水采用薄膜蒸发器处理，并回收利用，从而实现了“零排放”。该技术工艺过程科学合理，既避免了膜处理的污堵及寿命缩短的问题，又克服了直接采用加热蒸发能耗太高的问题。

Description

电镀清洗水零排放的方法

技术领域

本发明属于一种电镀废水综合利用技术，特别是涉及对电镀清洗水经处理并部分回用后再进行处理实现零排放的技术。

背景技术

现在，全世界有100多个国家缺水。水资源不足不仅成为许多国家经济发展的严重障碍，而且已威胁到人类的生活、健康甚至生命。不断加剧的水资源危机使人们终于清醒了：水并不是取之不尽、用之不竭的。我们再也不能无节制地浪费水资源了，而必须管好、用好这有限而又宝贵的水。

经修订的《中华人民共和国水污染防治法》自2008年6月1日起施行，国务院办公厅转发了国家环保总局等部门“关于加强重点湖泊水环境保护工作意见”(国办发〔2008〕4号)，对污染的治理和水环境的保护提出更高的要求，电镀企业迫切希望有一种行之有效的废水零排放技术以解决燃眉之急。

中国专利CN 200410089237.8公开了一种电镀中水回用技术，对含氰和/或含铬清洗水进行处理，水的回收利用率达到60％～75％；中国专利CN200510061163.1公开了一种电镀镍清洗水综合利用技术，水的回用率≥75％。上述发明对电镀清洗水的处理和回用成效十分明显，但仍然有部分污水即未能回用的浓水被排放，对水环境的污染不容忽视。要实现“零排放”，关键是要设法去除水中的可溶性杂质离子，然而，仅仅采用反渗透浓缩的办法势必会导致膜的污堵增加、寿命缩短，直接采用加热蒸发的办法则能耗太高成本太大而难于实施，这已成为长期以来困扰电镀企业的一个严重的问题。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足，提出了一种电镀氰、铬和/或镍清洗水零排放技术，该技术工艺过程科学合理，既避免了膜处理的污堵及寿命缩短的问题，又克服了直接采用加热蒸发能耗太高的问题。

本发明所采取的技术方案是：一种电镀清洗水零排放的方法，含氰或含铬清洗水经包括破氰或还原、过滤1、过滤2、加压、反渗透、RO水中和、浓水中和、沉淀步骤，含镍清洗水经包括过滤1、反渗透、复分解1、脱水、复分解2、过滤2步骤，实现部分回用；其特征在于，还包括离子交换与薄膜蒸发步骤，以实现“零排放”；

所述的离子交换步骤包括将未能回用的浓水先后通过阴离子交换树脂和阳离子交换树脂以除去杂质阳离子和杂质阴离子，然后返回再次进入反渗透步骤；阴离子交换树脂饱和后用4％～10％的氢氧化钠再生，阳离子交换树脂饱和后用4％～10％的盐酸再生；

所述的薄膜蒸发步骤包括将阴离子交换树脂和/或阳离子交换树脂再生所产生的再生液经pH值调节后通过薄膜蒸发器蒸发成盐，产生的蒸气经水射泵回收并溢流以备回用。

本发明离子交换步骤主要反应方程式为：

(其中M为二价金属)

在本发明中，对含氰或含铬清洗水的处理包括破氰或还原、过滤1、过滤2、加压、反渗透、RO水中和、浓水中和、沉淀、离子交换与薄膜蒸发步骤：

(1)破氰：在含氰清洗水中添加适量次氯酸钠，以破坏-CN与金属离子所形成的络合状态，使剧毒的-CN被氧化，金属离子呈游离状态；通常，次氯酸钠的添加量以重量计为-CN的7倍。

(2)还原：含铬清洗水添加适量焦亚硫酸钠和硫酸，将其中的Cr⁶⁺还原成Cr³⁺；通常，焦亚硫酸钠的添加量以重量计为Cr⁶⁺的3.5倍。

(3)过滤1：将包括含氰清洗水经破氰、含铬清洗水经还原以及除含氰清洗水和含铬清洗水以外的电镀清洗水的综合清洗水进行粗滤，即采用叠片式过滤器过滤以除去其中颗粒较大的杂质。

(4)过滤2：经粗滤后的综合清洗水再进行精滤，以除去其中5μ以上的微小颗粒，一般采用纱芯或PP滤芯过滤器过滤。

(5)加压：用高压泵加压，使其压力大于渗透压，以便可实现随后的反渗透过程。

(6)反渗透：采用中性抗污染反渗透膜脱盐，产生RO水，金属离子及粒径为5μ或5μ以下的杂质被截留在浓水中。

(7)RO水中和：用氢氧化钠调整RO水的pH值，使之达到回用的要求，替代自来水回用于电镀清洗过程。

(8)浓水中和：用氧化钙中和，调节其酸性，同时使其中的金属离子与-OH生成氢氧化物，SO₄ ^2-与Ca²⁺生成硫酸钙。

(9)沉淀：浓水中和后进入斜管沉淀池，使中和过程生成的氢氧化物和硫酸钙等被沉淀，沉淀物排入污泥池。

(10)离子交换：沉淀步骤所得上清液经过阴离子交换树脂和阳离子交换树脂交换柱，其中的Na⁺，Ca²⁺或Cl^-，SO₄ ^2-等离子与离子交换树脂的活性基团中的H⁺或OH^-进行交换，交换出来的H⁺和OH^-发生中和反应，从而使水得到净化，然后返回再次进入反渗透步骤。阴离子交换树脂饱和后用4％～10％的氢氧化钠再生，阳离子交换树脂饱和后用4％～10％的盐酸再生。

(11)薄膜蒸发：阴离子交换树脂和/或阳离子交换树脂再生所产生的再生液混合，调节pH值，然后通过薄膜蒸发器蒸发成盐，产生的蒸气经水射泵回收并溢流以备回用。

对含镍清洗水的处理包括过滤1、反渗透、复分解1、脱水、离子交换、薄膜蒸发、复分解2、过滤2步骤，其中：

(1)过滤1：含镍电镀清洗水先经孔径为50μm的布袋过滤器和孔径为5μm的保安滤器进行过滤。过滤作为反渗透的前处理十分重要，目的是为了防止细微的颗粒性杂质堵塞通道并影响反渗透的出水水量，以确保反渗透装置稳定运行、安全可靠，延长使用寿命，提高经济性。

(2)反渗透：经过滤的含镍电镀清洗水采用反渗透膜进行浓缩，浓缩至含镍为1g/L～4g/L。这一步骤利用以压力差为推动力的膜分离技术，当系统中所加的压力大于溶液渗透压时，水分子不断地透过膜，经过产水流道流入中心管，然后在出水端流出，进水中的镍离子、光亮剂及各种辅盐等被截留在膜的进水侧，达到浓缩的目的。浓缩过程前期产生的RO水达到回用要求，水的回用率≥75％。

(3)复分解1：根据难溶化合物的溶度积和后续工艺需要，选用碳酸钠作为主沉剂。在浓缩液中加入30％碳酸钠溶液，边加边搅拌，调节pH值为8～8.5，使镍以碳酸镍的形式全部析出。

(4)脱水：通过斜管沉淀池及压滤机脱水，实现固液分离，碳酸镍滤饼用热水洗涤至中性。

(5)离子交换：脱水步骤所得上清液经过阴离子交换树脂和阳离子交换树脂交换柱，其中的Na⁺，Ca²⁺或Cl^-，SO₄ ^2-等离子与离子交换树脂的活性基团中的H⁺或OH^-进行交换，交换出来的H⁺和OH^-发生中和反应，从而使水得到净化，然后返回再次进入反渗透步骤。阴离子交换树脂饱和后用4％～10％的氢氧化钠再生，阳离子交换树脂饱和后用4％～10％的盐酸再生。

(6)薄膜蒸发：阴离子交换树脂和/或阳离子交换树脂再生所产生的再生液混合，调节pH值，然后通过薄膜蒸发器蒸发成盐，产生的蒸气经水射泵回收并溢流以备回用。

(7)复分解2：在搅拌下，在碳酸镍沉淀中缓慢注入硫酸，调节pH值于4.5～5.5之间，碳酸镍与硫酸反应生成硫酸镍且溶解于水中。

(8)过滤2：静置，待不溶性杂质沉降后过滤，所得滤液即为硫酸镍溶液，达到回用要求。本过滤步骤的目的是除去不溶性杂质，如硫酸钙等。将所得硫酸镍溶液的pH值调节至4.5～5.5即可回用于镍镀槽，经分析计算，镍的回用率≥95％。

本发明在采用反渗透法浓缩电镀清洗水，实现RO水回用的基础上，对原本排放的浓水再增加离子交换，把可溶性杂质离子转移到树脂中，以降低浓水中杂质离子的含量，并再次返回RO系统提纯；剩下来只是把树脂再生产生的废水采用薄膜蒸发器处理，并回收利用，从而实现了废水的“零排放”。这样，在生产过程中即可控制大部分污染、基本消灭电镀工业污染源，从根本上解决资源浪费、环境污染问题，带来经济效益和环境效益。

附图说明

图1是本发明一种实施方式工艺流程示意图，针对含氰或含铬清洗水的处理。

图2是本发明另一种实施方式工艺流程示意图，针对含镍清洗水的处理。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，在含铬清洗水中添加以重量计为Cr⁶⁺的3.5倍的焦亚硫酸钠，将其中的Cr⁶⁺还原成Cr³⁺；然后采用叠片式过滤器过滤以除去其中颗粒较大的杂质；接着采用PP滤芯过滤器过滤除去其中5μ以上的微小颗粒；再用高压泵加压，使其压力大于渗透压，进入反渗透处理，反渗透处理采用中性抗污染的反渗透膜，除去其中的金属离子，产生RO水；最后用氢氧化钠将RO水的pH值调整至6.8，即为回用水。经测试，其电导率为125μ，脱盐率达95％。该回用水被用于电镀清洗过程中，可以替代清洁自来水。

对反渗透处理产生的浓水，采用氢氧化钠中和，调节其酸性至近中性，同时使其中的金属离子与-OH生成氢氧化物。经斜管沉淀池使中和过程生成的氢氧化物沉淀，上清液经砂滤，再经阴离子树脂交换柱和阳离子树脂交换柱后返回RO系统。阴离子交换树脂和阳离子交换树脂运行一段时间达到饱和后分别用6％的氢氧化钠和6％的盐酸再生，再生液经混合，调节pH值，然后通过薄膜蒸发器蒸发成盐，产生的蒸气经水射泵回收利用。经上述处理，水回用率达98％以上(少量水份在滤渣干化、薄膜蒸发过程中损耗)。实现了中水的零排放。

实施例2：

某厂日排放含镍废水40吨，该厂加工以吊镀为主，其废水含镍在30ppm～80ppm。在进行前处理后，如图2所示，选用50μm孔径的布袋过滤器与5μm孔径的保安滤器过滤，再进行反渗透处理，并采用二级浓缩。在浓缩液中加入30％纯碱溶液，边加边搅拌，调节至pH值为8～8.5，此时镍以碳酸镍形式全部析出；通过斜管沉淀池沉淀，上清液经阴离子树脂交换柱和阳离子树脂交换柱后返回RO系统。阴离子交换树脂和阳离子交换树脂运行一段时间达到饱和后分别用8％的氢氧化钠和8％的盐酸再生，再生液经混合，调节pH值，然后通过薄膜蒸发器蒸发成盐，产生的蒸气经水射泵回收利用。经上述处理，水回用率达98％以上(少量水份在滤渣干化、薄膜蒸发过程中损耗)。实现了废水的零排放。沉淀经压滤机脱水并用热水洗涤至中性；用硫酸溶解碳酸镍沉淀，使溶液的pH值处于4.5～5.5之间；溶液静置沉降，上清液过滤得硫酸镍溶液，将此溶液的pH值调节至4.5～5.5待用。经上述处理，镍回收率≥95％。

Claims

一种电镀清洗水零排放的方法，含氰或含铬清洗水经包括破氰或还原、过滤1、过滤2、加压、反渗透、RO水中和、浓水中和、沉淀步骤，含镍清洗水经包括过滤1、反渗透、复分解1、脱水、复分解2、过滤2步骤，实现部分回用；其特征在于，还包括离子交换与薄膜蒸发步骤，以实现“零排放”；

所述的离子交换步骤包括将未能回用的浓水先后通过阴离子交换树脂和阳离子交换树脂以除去杂质阳离子和杂质阴离子，然后返回再次进入反渗透步骤；阴离子交换树脂饱和后用4％～10％的氢氧化钠再生，阳离子交换树脂饱和后用4％～10％的盐酸再生；

所述的薄膜蒸发步骤包括将阴离子交换树脂和/或阳离子交换树脂再生所产生的再生液经pH值调节后通过薄膜蒸发器蒸发成盐，产生的蒸气经水射泵回收并溢流以备回用。