CN101746906A - 一种含重金属离子电镀废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含重金属离子电镀废水的处理方法，步骤如下：①对电镀废水进行预处理，去除废水中的悬浮物、某些金属离子及有机物等。②经主体离子交换树脂吸附，去除废水中的重金属离子。用淡洗脱液和新鲜再生剂进行再生。洗脱液依据其用途，或直接回收利用，或进入后处理系统。③经后处理去除洗脱液中某些对电镀工艺和(或)电镀质量有害的杂质，和(或)提高洗脱液的浓度，得到合格的回收液；去除主体离子交换出水的杂质，使其达到回用水指标。本发明述及的含重金属电镀废水处理及回用技术，工艺完善、合理，具有重金属回收率高，回收液浓度高，回收液可返回镀槽回用，装置运行稳定，可实现废水零(微)排放等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种含重金属离子电镀废水处理方法，特别是镀镍、镀铬、镀银、镀铜等含重金属离子的漂洗废水处理。
背景技术
电镀作为一个基础性加工技术，广泛应用于机械、电子、国防工业等诸多领域。经济发展和人们生活水平的提高，对电镀工业也有强大的推动作用。电镀工业为国家的经济建设做出了积极贡献。
然而，电镀行业又是一个污染物排放大户。我国电镀行业每年排放40～50亿m3废水，这些废水含有重金属离子、有机化合物及其他无机化合物等有害物质，即使经传统方法处理达标排放也还有大量污染物流进江河湖海，破坏环境，危及人类健康。
当前，电镀的主要镀种有镀镍、镀铬、镀银、镀铜等。在电镀生产过程中，必然会相应产生含镍、含铬、含银、含铜废漂洗水。根据我国污水综合排放标准(GB8978-1996)规定，铬、镍、银为一类污染物，铜为二类污染物。而铬、镍、银、铜同时又是贵重资源。因此，开发电镀废水处理新技术，使废水中的重金属和水都得到回收利用，对保护环境和提高资源利用率均具有非常重要的意义。
目前国内仍广泛应用化学法处理含重金属电镀废水。该法将废水所含重金属等转移到污泥中，不仅昂贵的重金属资源不能回收利用，而且将成为二次污染物，同样危害环境。
多级逆流漂洗-蒸发浓缩法能实现电镀废水重金属的回收，同时可实现废水的零排放。但该法要求水洗槽级数多(如：处理含铬废水需在10级以上)，增加了电镀线的长度和镀件在生产线上的停留时间，一次性投资大。
膜分离法处理镀镍废水已获工业应用。该法不仅可回收镍，而且可得到高质量的回收水。但该技术受浓缩倍数的限制：随镍的总浓缩倍数的增加，能耗迅速增加，膜寿命缩短，导致处理成本较高。同时，膜法对其他镀种漂洗废水的处理尚无应用实例。
离子交换法具有选择性吸附及浓缩富集功能，能将重金属离子从废水中分离出来，得到浓度较高、杂质含量较低的回收液。1970年代后期～1980年代中期，我国部分地区曾推广过离子交换法处理电镀废水技术，但随后该方法又几乎在电镀行业消失，各工厂普遍采用了化学法。究其原因，应当是当时开发的离子交换技术不够完善所致。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种含重金属离子电镀废水的处理方法，该方法能有效地回收废水中的重金属，出水可回用，能实现资源的综合利用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种含重金属离子电镀废水的处理方法，它包括如下步骤：
1、电镀废水预处理：采用过滤、吸附、离子交换、化学氧化、超滤及pH值调整等方法，去除废水中的悬浮物、某些金属离子及有机物等，以保证主体离子交换工艺的稳定运行，提高树脂的交换容量和交换效率，延长树脂的使用寿命，同时可使洗脱液的杂质含量降低，有利于洗脱液的回用。
2、主体离子交换：经预处理后的废水进入主体离子交换系统后，欲回收的目标重金属离子被交换树脂吸附；交换后的出水依据其水质情况，或进入回收水池，或进入后处理系统；离子交换树脂吸附饱和后，通过再生剂将重金属离子洗脱下来，交换树脂恢复活性。再生得到的洗脱液依据其用途，或直接回用(或售给相应的回收机构)，或进入后处理系统。
离子交换工艺的运行模式采用单柱运行、或双柱单运行、或三柱两串运行等运行模式。优选三柱两串运行模式。
离子交换树脂的再生工艺采用淡洗脱液二次利用或多次重复利用并联合新鲜再生剂再生的方式。
3.后处理：采用化学氧化、化学沉淀、吸附、离子交换、过滤、蒸发等方法，去除洗脱液中某些对电镀工艺和(或)电镀质量有害的杂质，和(或)提高洗脱液的浓度，得到合格的回收液；去除主体离子交换出水的杂质，使其达到回用水指标。
为了保证装置的正常运行，减轻操作负担，设计了全自动和半自动(再生过程自动)两种类型的装置。自控采用PLC控制系统，工艺参数可以调整。
作为本发明的一种优选方式，预处理采用袋式过滤器、盘式过滤器或滤芯过滤器去除废水中的悬浮物；采用化学氧化和/或活性炭吸附法去除废水中的有机物；采用化学沉淀和/或离子交换法去除废水中的某些金属杂质。
作为本发明的一种优选方式，主体离子交换工艺采用三柱两串的运行模式。
作为本发明的一种优选方式，可根据对回收液浓度的要求，确定淡洗脱液再生的重复利用次数。
作为本发明的一种优选方式，为了得到能回用于镀槽的合格回收液，后处理采用化学氧化和/或活性炭吸附的方法去除洗脱液中的有机物杂质；采用化学沉淀和/或离子交换去除洗脱液中的有害金属杂质；采用介质过滤器去除洗脱液中的悬浮物；采用蒸发提高洗脱液的浓度。
作为本发明的一种优选方式，为了得到能回用于漂洗槽的回用水，采用吸附和/或离子交换的方法去除主体离子交换出水的杂质。
作为本发明的一种优选方式，自控采用PLC控制系统，工艺参数可以调整。
依据废水中重金属离子的特性确定主体离子交换树脂类型：对于含镍、含铜(硫酸铜)废水采用阳离子交换树脂，处理含铬(VI)、含银(氰化银)废水采用阴离子交换树脂。
主体离子交换的过流速度为5～30BV/h，优选的过流速度为10～20BV/h。(注：1BV＝1m3介质/1m3树脂。)
根据主体离子交换树脂的性质，优选的再生剂有：盐酸、硫酸、氯化钠、氢氧化钠、硫酸钠、硫脲等，为其中的一种或多种。
本技术创造性地开发出含重金属电镀废水的预处理技术和洗脱液的后处理技术，以及整个离子交换装置的自动化技术。同时，对离子交换主体工艺进行了优化，采用了三柱两串运行工艺及淡洗脱液二次(或多次)利用工艺，使整个含重金属电镀废水处理及回用技术趋于完善、合理，具有创新性。
实践证明，本技术具有装置运行稳定，重金属回收率高，回收液浓度高，回收液可直接返回镀槽回用，可实现废水零(微)排放等优点。较好地解决了现有技术的缺陷和不足。
具体实施例
实施例1
某电镀线镀镍漂洗废水镍含量为150～300mg/l。废水经“多介质过滤+活性炭吸附+微滤”的方式进行预处理后，进入主体离子交换。主体离子交换选用NHS阳离子型交换树脂，采用三柱两串的运行模式，淡洗脱液二次利用的再生工艺。得到的洗脱液经“化学氧化+活性炭吸附”的方式进行后处理，得到的镍回收液直接返回镀槽回用。主体离子交换过程的出水可直接回用于电镀前处理，作为低端漂洗水使用。
该处理装置可实现镍回收率≥90％，镍回收液指标详见表1。
表1镍回收液检测结果
| 序号 | 项目 | 镍回收液 |
| 1 | 镍 | 17.8g/l |
| 2 | 铬 | 0.48mg/l |
| 3 | 铁 | 0.16mg/l |
| 4 | 铜 | 0.28mg/l |
| 5 | 铅 | ＜0.3mg/l |
| 6 | 镉 | 1.6mg/l |
实施例2
某电镀线镀铬漂洗废水含铬量为200～350mg/l。废水经“过滤+前离子交换”的方式进行预处理后，进入主体离子交换。主体离子交换选用CHS阴离子型交换树脂，采用三柱两串的运行模式，淡洗脱液二次利用的再生工艺。得到的洗脱液经“后离子交换”进行后处理，得到的铬回收液直接返回镀槽回用。主体离子交换过程的出水可直接回用于电镀前处理，作为低端漂洗水使用；也可作为漂洗水回用于铬线。
该处理装置可实现铬(VI)回收率≥90％，铬回收液指标详见表2。
表2铬回收液的检测结果
| 序号 | 项目 | 铬回收液 |
| 1 | 铬 | 30g/l |
| 2 | 镍 | ＜0.3mg/l |
| 3 | 铁 | 0.58mg/l |
| 4 | 铜 | 0.50mg/l |
| 5 | 铅 | ＜0.3mg/l |
| 6 | 镉 | ＜0.3mg/l |
本发明并不局限于上述具体的实施例，而主要在于依据含重金属电镀废水的性质和“预处理-主体离子交换-后处理”这种工艺模式，有针对性地选择预处理、后处理的工艺和设备，以回收重金属和水。
Claims (6)
1.一种含重金属离子电镀废水的处理方法，其特征在于它包括如下步骤：
(1)电镀废水预处理：经预处理系统去除废水中的悬浮物、某些金属离子及有机物等，调整废水的pH值。
(2)主体离子交换：经预处理后的废水进入主体离子交换系统，欲回收的目标重金属离子被交换树脂吸附。树脂吸附饱和后进行再生，得到的洗脱液进入后处理系统。离子交换出水进入后处理系统或回收水池。
(3)后处理：经后处理装置去除洗脱液中某些对电镀工艺和(或)电镀质量有害的杂质，和(或)提高洗脱液的浓度，得到合格的回收液；去除主体离子交换出水的杂质，使其达到回用水指标。
2.根据权利要求1所述的一种含重金属离子电镀废水的处理方法，其特征在于所述处理方法适用于镀镍、镀铬、镀银、镀铜等含重金属离子的漂洗废水处理。
3.根据权利要求1所述的一种含重金属离子电镀废水的处理方法，其特征在于所述预处理工艺包括过滤、吸附、离子交换、化学氧化、超滤及pH值调整等方法的一项或多项的组合。
4.根据权利要求1所述的一种含重金属离子电镀废水的处理方法，其特征在于所述主体离子交换工艺采用单柱运行、双柱单运行、三柱两串运行等运行模式；其再生工艺采用了淡洗脱液二次或多次利用的方式。
5.根据权利要求1所述的一种含重金属离子电镀废水的处理方法，其特征在于所述后处理工艺包括化学氧化、化学沉淀、离子交换、吸附、结晶、过滤及浓缩等方法的一项或多项的组合。
6.根据权利要求1所述的一种含重金属离子电镀废水的处理方法，其特征在于所述离子交换装置可实现全自动操作。
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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Application publication date: 20100623 |