CN101717987A - 循环喷淋法实现电镀废水零排放的处理装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种循环喷淋法实现电镀废水零排放的处理装置，该装置能够100％回收从镀槽中带出的镀液，不产生任何废水，所有漂洗水全部回用。本发明的装置由循环喷淋系统装置、循环漂洗系统装置和连接这两个系统的出口三通阀及入口三通阀组成，其中所述的循环喷淋系统装置包括有循环泵、喷淋槽、喷嘴及连接管线，循环泵与喷嘴的管线相连接，喷嘴的管线固定在喷淋槽上方；所述的循环漂洗系统装置由n个漂洗槽、循环水泵、出水三通阀、入水三通阀、液位计、电导率仪、出水阀门、加水口组成，n的数值为5-30，n个漂洗槽串联连接，液位计安装在第一级漂洗槽中，电导率仪安装在第n级中，同时在第n级漂洗槽上设有出水口。
Description
技术领域
本发明涉及用一种废水零排放的处理装置及方法，更具体地说涉及一种循环喷淋法实现电镀废水零排放的处理装置及方法。
背景技术
电镀是通用性强、应用面广的工业行业之一，几乎所有的工业部门都有一定范围的电镀加工。但是，电镀工业废水对环境的危害极大，世界上许多国家也不断研制出了多种消除和减少排放物的技术。粗略简括为将有毒治理为无毒、有害为无害、贵重金属回收，一水多用和循环使用等，传统工业中处理电镀废水的方法都存在一定的局限性。膜分离过程近年来发展非常迅速，其分离过程中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，因此，国内外围绕着这一技术对废水处理展开了大量的研究。其终极目标是实现电镀废水零排放，方法有逆流漂洗工艺和膜分离技术两大类。
世界上第一套反渗透法处理电镀镍废水的设施建于1971年，所处理的体系为Wotts镍。电镀槽的漂洗水被浓缩20倍，膜透过液回用作漂洗水，膜浓缩液回镀槽回收镍盐。1977年，Seymour S.Kremen等采用RO对混合电镀废水进行了处理。系统最大处理能力为136m3/h，废水浓缩倍数为20倍。1985年日本将RO膜应用到电镀工业中的水回收上。处理量均为10m3/h，水回收率为80％。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。该系统由预处理部分、第一级纳滤系统、第二级反渗透系统、第三级高压反渗透系统、离子交换和负压蒸馏等部分组成，经三级膜分离技术浓缩电镀镍漂洗废水并回收水和镍资源。实际水回用率≥95％，镍回收率≥95％。膜系统镍的浓缩倍数达到了100倍以上，可节约电镀生产用水量以及减轻电镀行业对水环境的污染。但该工艺装置复杂，设备维护管理困难；运行费用高，只能用于通过回收镍这类较贵金属来降低综合运行费用的工艺；一次性投入较大，中小型电镀企业难以承受。
80年代后期自然闭路循环工艺即逆流漂洗工艺悄然问世。该工艺的先进之处在于，清洗水可以多次利用，因此能够大幅度减少电镀废水的排放数量，比常规的固定水槽漂洗可节约用水90％以上，从而减少了废水处理的负荷和处理经费，产生较好的经济效益。连续间歇式逆流漂洗，需要45个回收槽，控制末槽中电镀液的浓度一般为1020mg/L，当末槽达到这一浓度后就倒槽，即将第一个回收槽的较浓的回收液蒸发浓缩，补充到电镀槽中，其他回收槽依次倒向它的前一级槽，末槽则加清洁水。间歇逆流漂洗比连续逆流漂洗更加节水，但由于逆流漂洗其漂洗液的浓缩是靠工件将前一级漂洗液(或镀液)带入和漂洗液自然蒸发来实现，受工件大小影响，一般漂洗槽都较大，因自然蒸发很慢，所以要达到第一个漂洗槽浓度达到镀液浓度同时最后一个漂洗槽浓度能满足电镀漂洗的要求即浓度不超过20mg/L，需要很多的漂洗槽，所占用地方大，同时漂洗时间很长，运行成本也很高。所以一般采用几级逆流漂洗，最后一级浓度达到20mg/L时，开始倒槽，第一级漂洗水倒出经蒸发浓缩至镀液浓度后倒入镀槽中，后一级漂洗槽的水依次导入前一级漂洗槽中，其运行成本也较高，因此需要研发一种处理装置和方法简单、能耗少、成本低的装置和方法来实现电镀废水的回收利用和零排放。
发明内容
本发明解决了现有技术中存在的问题与不足，提供一种循环喷淋法实现电镀废水零排放的处理装置，该装置能够100％回收从镀槽中带出的镀液，不产生任何废水，所有漂洗水(除蒸发到空气中的)全部回用。
本发明还提供使用该装置处理电镀废水的方法，该方法不仅可用于电镀漂洗，而且可以用于磷化等所有需要清水漂洗的行业。对环境污染小。
本发明的技术方案如下：
本发明的循环喷淋法实现电镀废水零排放的处理装置由循环喷淋系统装置、循环漂洗系统装置和连接这两个系统的出口三通阀及入口三通阀组成，其中所述的循环喷淋系统装置包括有循环泵、喷淋槽、喷嘴及连接管线，循环泵与喷嘴的管线相连接，喷嘴的管线固定在喷淋槽上方；所述的循环漂洗系统装置由n个漂洗槽、循环水泵、出水三通阀、入水三通阀、液位计、电导率仪、出水阀门、加水口组成，n的数值为5-30，n个漂洗槽串联连接，液位计安装在每一个(或每一级)漂洗槽中，电导率仪安装在第n个(或第n级)漂洗槽中，同时在第n个(或第n级)漂洗槽上设有出水口。其中所述的n个漂洗槽也可说是n级漂洗槽，如第一个漂洗槽也就是第一级漂洗槽。
本发明的循环喷淋法实现电镀废水零排放的处理装置，其进一步的技术方案是所述的每个漂洗槽上方均安装有入水三通，下方均安装有出水三通。
本发明的循环喷淋法实现电镀废水零排放的处理装置，其进一步的技术方案还可以是所述的循环喷淋系统装置中的喷淋槽、喷嘴及连接管线有聚氯乙烯塑料或聚丙烯塑料制成。
本发明的循环喷淋法实现电镀废水零排放的处理装置，其进一步的技术方案还可以所述的漂洗槽用聚氯乙烯塑料、聚丙烯塑料或镀槽材料制成。
本发明的循环喷淋法实现电镀废水零排放的处理装置，其进一步的技术方案还可以所述的出入口三通用聚氯乙烯塑料、聚丙烯塑料或镀槽材料制成。
本发明的循环喷淋法实现电镀废水零排放的处理方法，其方法是：将电镀废水通过上述本发明的循环喷淋法实现电镀废水零排放的处理装置进行处理。
本发明的循环喷淋法实现电镀废水零排放的处理方法，其进一步的技术方案是该方法包括以下步骤：
镀件1从镀槽中取出放入喷淋槽中，盖上盖板，n个漂洗槽上的出水三通阀处于左边与纵向相通与右面不通状态，开启循环泵，第一级漂洗槽中的漂洗水通过出水三通K1阀流经循环泵的管线达到喷嘴喷淋到镀件上，漂洗水经喷淋槽下水管流向入水三通阀，入水三通阀K处于上面与右面相通与下面不通状态，其它入水三通阀处于左边与下面相通与右面不通状态，此时喷淋后的溶液流入第一级漂洗槽；喷淋清洗30秒～1分钟后，旋转出水三通阀K1使其处于左边与右面相通与纵向不通状态，此时第二级漂洗槽中的漂洗水通过出水三通阀K2流经循环泵的管线达到喷嘴喷淋到镀件上，观察第一级漂洗槽的液位计9的液位变化情况，当液位升至漂洗槽初始液位时，旋转入水三通阀K1′处于左边与右面相通与下面不通状态，此时喷淋后的溶液流入第二级漂洗槽；如此重复上述过程直到第n级喷淋漂洗结束，停止循环泵将镀件取出，将所有的出水三通阀和入水三通阀恢复到初始状态，观察电导率仪上的电导，如小于允许清洗的最小电导，可进行第二批镀件的清洗，重复上述过程直到第m(其中m的值优选为10-1000)批电导率仪上的电导接近允许清洗的最小电导。
本发明的循环喷淋法实现电镀废水零排放的处理方法，其再进一步的技术方案是当测定第一级漂洗槽中漂洗液的浓度若接近镀液浓度开始倒槽，若与镀液浓度相差较大需增加漂洗槽个数或改变漂洗槽体积直到第一级漂洗槽中漂洗液的浓度接近镀液浓度。
本发明的循环喷淋法实现电镀废水零排放的处理方法，其再进一步的技术方案是所述的倒槽其过程如下：打开出水阀门，入水三通阀中的K置于上面与下面相通与右面不通状态，开启循环泵，第一级漂洗槽中的漂洗水通过出水三通阀K1流经循环泵的管线达到喷嘴喷淋到镀件上，漂洗水经喷淋槽下水管流向入水三通阀K经出水阀门流入镀槽，观察第一级漂洗槽中漂洗液液位的变化，当液位接近底部时，旋转出水三通阀K1使其处于左边与右面相通与纵向不通状态，此时第二级漂洗槽中的漂洗水通过出水三通阀K2流经循环泵的管线达到喷嘴喷淋出来，将三通阀K与出水阀门恢复到初始状态，此时喷淋后的溶液流入第一级漂洗槽，当第观察第一级漂洗槽中液位到达第一级漂洗槽中漂洗液原来的液位时，旋转入水三通阀K1′处于左边与右面相通与下面不通状态，此时喷淋后的溶液流入第二级漂洗槽，旋转出水三通阀K2使其处于左边与右面相通与纵向不通状态，此时第三级漂洗槽中的漂洗水通过出水三通阀K3流经循环泵的管线达到喷嘴喷淋出来，流入第二级漂洗槽，如此类推直到第n级漂洗槽，然后将第n级漂洗槽中的水通过加水口加至原来的液位。
本发明的循环喷淋法实现电镀废水零排放的处理方法中，其所述的n的数值优选为530。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明仅需循环喷淋装置。其原理类似于间歇逆流漂洗但克服了漂洗槽受工件大小限制，可将漂洗槽做的很小以节省空间，通过调节每级漂洗槽体积和漂洗槽的个数可实现第一个漂洗槽浓度接近镀液浓度同时最后一个漂洗槽浓度能满足电镀漂洗的要求即浓度不超过20mg/L，实现电镀漂洗水的零排放。在循环喷淋法实现电镀废水全部回收利用零排放装置运行的过程中，从镀槽中带出的镀液全部回收返回镀槽中再利用，所有漂洗水全部循环利用进入镀槽，不产生任何废水，仅损失少量蒸发到空气中的水和由镀件带出的水。该工艺装置简单，设备维护管理容易，运行费用低，一次性投入较小，可100％回收从镀槽中带出的镀液也不产生任何废水，所有漂洗水(除蒸发到空气中的由镀件带出的水)全部回用，同时可节约大量漂洗用水，对于中小型电镀企业都可以承受。该装置及方法不仅可用于电镀漂洗，而且可以用于磷化等所有需要清水漂洗的行业，没有外排水对周边环境的污染。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图；
图中各部件说明：
1、镀件 2、喷淋槽 3、盖板 4、漂洗槽 5、循环水泵 6、出水三通阀 7、喷嘴 8、入水三通阀 9、液位计 10、电导率仪 11、出水阀门 12、加水口。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明的范围不限于下面的实施例。
实施例1
本发明的装置及方法应用于电镀企业镀锌生产。如图1所示，本例中，镀锌直流电源为1000A，镀槽4M3，每槽可镀零件总面积333dm2，电镀时间为15分钟，每次从镀槽中带出镀液1000ml，用15个体积为50升的漂洗槽。将电镀15分钟后的镀锌件从镀槽中取出放入喷淋槽2中，盖上盖板3，15个漂洗槽4上的出水三通阀6处于左边与纵向相通与右面不通状态，开启循环泵5，第一级漂洗槽中的漂洗水通过K1流经循环泵5的管线达到喷嘴7喷淋到镀件1上，漂洗水经喷淋槽下水管流向入水三通阀8，入水三通阀中K处于上面与右面相通与下面不通状态，其它入水三通阀处于左边与下面相通与右面不通状态，此时喷淋后的溶液流入第一级漂洗槽；喷淋清洗30秒，旋转K1出水三通阀6使其处于左边与右面相通与纵向(垂直于纸面向里)不通状态，此时第二级漂洗槽中的漂洗水通过K2流经循环泵5的管线达到喷嘴7喷淋到镀件1上，观察第一级漂洗槽的液位计9的液位变化情况，当液位升至漂洗槽初始液位时，旋转K1′入水三通阀处于左边与右面相通与下面不通状态，此时喷淋后的溶液流入第二级漂洗槽；按照技术方案中的步骤依次进行，当电镀第196批零件时，喷淋漂洗电导率仪上的电导接近允许清洗的最小电导，测定第一级漂洗槽中漂洗液的浓度约为镀液浓度的0.98倍接近镀液浓度，可以直接倒槽。如果按每年365天，每天24小时不间断生产来计算，每年将可回收从镀槽中带出的镀液35040L；若按镀液中漂洗水含镀液量500mg/L计算，每年可节约用于漂洗的水70080吨，每年可少处理镀锌废水70080吨
实施例2
本发明的装置及方法应用于某电镀企业镀银生产。如图1所示，本例中，镀银直流电源为1000A，镀槽16M3，每槽可镀零件总面积2000dm2，电镀时间为15分钟，每次从镀槽中带出镀液6000ml，用15个体积为200升的漂洗槽。将电镀15分钟后的镀锌件从镀槽中取出放入喷淋槽2中，盖上盖板3，15个漂洗槽4上的出水三通阀6处于左边与纵向相通与右面不通状态，开启循环泵5，第一级漂洗槽中的漂洗水通过K1流经循环泵5的管线达到喷嘴7喷淋到镀件1上，漂洗水经喷淋槽下水管流向入水三通阀8，入水三通阀中K处于上面与右面相通与下面不通状态，其它入水三通阀处于左边与下面相通与右面不通状态，此时喷淋后的溶液流入第一级漂洗槽；喷淋清洗30秒，旋转K1出水三通阀6使具处于左边与右面相通与纵向(垂直于纸面向里)不通状态，此时第二级漂洗槽中的漂洗水通过K2流经循环泵5的管线达到喷嘴7喷淋到镀件1上，观察第一级漂洗槽的液位计9的液位变化情况，当液位升至漂洗槽初始液位时，旋转K1′入水三通阀处于左边与右面相通与下面不通状态，此时喷淋后的溶液流入第二级漂洗槽；按照技术方案中的步骤依次进行，当电镀第129批零件时，喷淋漂洗电导率仪上的电导接近允许清洗的最小电导，测定第一级漂洗槽中漂洗液的浓度约为镀液浓度的0.98倍接近镀液浓度，可以直接倒槽。如果按每年365天，每天24小时不间断生产来计算，每年将可回收从镀槽中带出的镀液210240L；若按镀液中漂洗水含镀液量500mg/L计算，每年可节约用于漂洗的水420480吨，每年可少处理镀银废水420480吨。
实施例3
本发明的装置及方法应用于电镀企业镀镍生产。如图1所示，本例中，镀镍直流电源为1000A，镀槽6M3，每槽可镀零件总面积667dm2，电镀时间为15分钟，每次从镀槽中带出镀液1000ml，用15个体积为100升的漂洗槽。将电镀15分钟后的镀锌件从镀槽中取出放入喷淋槽2中，盖上盖板3，15个漂洗槽4上的出水三通阀6处于左边与纵向相通与右面不通状态，开启循环泵5，第一级漂洗槽中的漂洗水通过K1流经循环泵5的管线达到喷嘴7喷淋到镀件1上，漂洗水经喷淋槽下水管流向入水三通阀8，入水三通阀中K处于上面与右面相通与下面不通状态，其它入水三通阀处于左边与下面相通与右面不通状态，此时喷淋后的溶液流入第一级漂洗槽；喷淋清洗30秒，旋转K1出水三通阀6使其处于左边与右面相通与纵向(垂直于纸面向里)不通状态，此时第二级漂洗槽中的漂洗水通过K2流经循环泵5的管线达到喷嘴7喷淋到镀件1上，观察第一级漂洗槽的液位计9的液位变化情况，当液位升至漂洗槽初始液位时，旋转K1′入水三通阀处于左边与右面相通与下面不通状态，此时喷淋后的溶液流入第二级漂洗槽；按照技术方案中的步骤依次进行，当电镀第396批零件时，喷淋漂洗电导率仪上的电导接近允许清洗的最小电导，测定第一级漂洗槽中漂洗液的浓度约为镀液浓度的0.98倍接近镀液浓度，可以直接倒槽。如果按每年365天，每天24小时不间断生产来计算，每年将可回收从镀槽中带出的镀液35040L；若按镀液中漂洗水含镀液量500mg/L计算，每年可节约用于漂洗的水70080吨，每年可少处理镀镍废水70080吨。
实施例4
本发明的装置及方法应用于电镀企业镀铬生产。如图1所示，本例中，镀铬直流电源为20000A，每槽可镀零件总面积667dm2，电镀时间为15分钟，每次从镀槽中带出镀液1000ml，用15个体积为300升的漂洗槽。将电镀15分钟后的镀锌件从镀槽中取出放入喷淋槽2中，盖上盖板3，15个漂洗槽4上的出水三通阀6处于左边与纵向相通与右面不通状态，开启循环泵5，第一级漂洗槽中的漂洗水通过K1流经循环泵5的管线达到喷嘴7喷淋到镀件1上，漂洗水经喷淋槽下水管流向入水三通阀8，入水三通阀中K处于上面与右面相通与下面不通状态，其它入水三通阀处于左边与下面相通与右面不通状态，此时喷淋后的溶液流入第一级漂洗槽；喷淋清洗30秒，旋转K1出水三通阀6使其处于左边与右面相通与纵向(垂直于纸面向里)不通状态，此时第二级漂洗槽中的漂洗水通过K2流经循环泵5的管线达到喷嘴7喷淋到镀件1上，观察第一级漂洗槽的液位计9的液位变化情况，当液位升至漂洗槽初始液位时，旋转K1′入水三通阀处于左边与右面相通与下面不通状态，此时喷淋后的溶液流入第二级漂洗槽；按照技术方案中的步骤依次进行，当电镀第1196批零件时，喷淋漂洗电导率仪上的电导接近允许清洗的最小电导，测定第一级漂洗槽中漂洗液的浓度约为镀液浓度的0.98倍接近镀液浓度，可以直接倒槽。如果按每年365天，每天24小时不间断生产来计算，每年将可回收从镀槽中带出的镀液35040L；若按镀液中漂洗水含镀液量500mg/L计算，每年可节约用于漂洗的水70080吨，每年可少处理镀铬废水70080吨。
Claims (10)
1.一种循环喷淋法实现电镀废水零排放的处理装置，其特征在于：该装置由循环喷淋系统装置、循环漂洗系统装置和连接这两个系统的出口三通阀及入口三通阀组成，其中所述的循环喷淋系统装置包括有循环泵、喷淋槽、喷嘴及连接管线，循环泵与喷嘴的管线相连接，喷嘴的管线固定在喷淋槽上方；所述的循环漂洗系统装置由n个漂洗槽、循环水泵、出水三通阀、入水三通阀、液位计、电导率仪、出水阀门、加水口组成，n的数值为5-30，n个漂洗槽串联连接，液位计安装在每一个漂洗槽中，电导率仪安装在第n个漂洗槽中，同时在第n个漂洗槽上设有出水口。
2.根据权利要求1所述的循环喷淋法实现电镀废水零排放的处理装置，其特征在于所述的每个漂洗槽上方均安装有入水三通，下方均安装有出水三通。
3.根据权利要求1所述的循环喷淋法实现电镀废水零排放的处理装置，其特征在于所述的循环喷淋系统装置中的喷淋槽、喷嘴及连接管线有聚氯乙烯塑料或聚丙烯塑料制成。
4.根据权利要求1所述的循环喷淋法实现电镀废水零排放的处理装置，其特征在于所述的漂洗槽用聚氯乙烯塑料、聚丙烯塑料或镀槽材料制成。
5.根据权利要求1所述的循环喷淋法实现电镀废水零排放的处理装置，其特征在于所述的出入口三通用聚氯乙烯塑料、聚丙烯塑料或镀槽材料制成。
6.一种循环喷淋法实现电镀废水零排放的处理方法，其特征在于：将电镀废水通过如权利要求1-5任一所述的循环喷淋法实现电镀废水零排放的处理装置进行处理。
7.根据权利要求1所述的循环喷淋法实现电镀废水零排放的处理方法，其特征在于包括以下步骤：
镀件从镀槽中取出放入喷淋槽中，盖上盖板，n个漂洗槽上的出水三通阀处于左边与纵向相通与右面不通状态，开启循环泵，第一级漂洗槽中的漂洗水通过出水三通K1阀流经循环泵的管线达到喷嘴喷淋到镀件上，漂洗水经喷淋槽下水管流向入水三通阀，入水三通阀K处于上面与右面相通与下面不通状态，其它入水三通阀处于左边与下面相通与右面不通状态，此时喷淋后的溶液流入第一级漂洗槽；喷淋清洗30秒～1分钟后，旋转出水三通阀K1使其处于左边与右面相通与纵向不通状态，此时第二级漂洗槽中的漂洗水通过出水三通阀K2流经循环泵的管线达到喷嘴喷淋到镀件上，观察第一级漂洗槽的液位计9的液位变化情况，当液位升至漂洗槽初始液位时，旋转入水三通阀K1′处于左边与右面相通与下面不通状态，此时喷淋后的溶液流入第二级漂洗槽；如此重复上述过程直到第n级喷淋漂洗结束，停止循环泵将镀件取出，将所有的出水三通阀和入水三通阀恢复到初始状态，观察电导率仪上的电导，如小于允许清洗的最小电导，可进行第二批镀件的清洗，重复上述过程直到第m批电导率仪上的电导接近允许清洗的最小电导。
8.根据权利要求7所述的循环喷淋法实现电镀废水零排放的处理方法，其特征在于当测定第一级漂洗槽中漂洗液的浓度若接近镀液浓度开始倒槽，若与镀液浓度相差较大需增加漂洗槽个数或改变漂洗槽体积直到第一级漂洗槽中漂洗液的浓度接近镀液浓度。
9.根据权利要求8所述的循环喷淋法实现电镀废水零排放的处理方法，其特征在于所述的倒槽其过程如下：打开出水阀门，入水三通阀中的K置于上面与下面相通与右面不通状态，开启循环泵，第一级漂洗槽中的漂洗水通过出水三通阀K1流经循环泵的管线达到喷嘴喷淋到镀件上，漂洗水经喷淋槽下水管流向入水三通阀K经出水阀门流入镀槽，观察第一级漂洗槽中漂洗液液位的变化，当液位接近底部时，旋转出水三通阀K1使其处于左边与右面相通与纵向不通状态，此时第二级漂洗槽中的漂洗水通过出水三通阀K2流经循环泵的管线达到喷嘴喷淋出来，将三通阀K与出水阀门恢复到初始状态，此时喷淋后的溶液流入第一级漂洗槽，当第观察第一级漂洗槽中液位到达第一级漂洗槽中漂洗液原来的液位时，旋转入水三通阀K1′处于左边与右面相通与下面不通状态，此时喷淋后的溶液流入第二级漂洗槽，旋转出水三通阀K2使其处于左边与右面相通与纵向不通状态，此时第三级漂洗槽中的漂洗水通过出水三通阀K3流经循环泵的管线达到喷嘴喷淋出来，流入第二级漂洗槽，如此类推直到第n级漂洗槽，然后将第n级漂洗槽中的水通过加水口加至原来的液位。
10.根据权利要求7或9所述的循环喷淋法实现电镀废水零排放的处理方法，其特征在于所述的n的数值为5-30。
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