CN102303931A - 一种电镀废水的处理方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种电镀废水的处理方法，包括将电镀废水引入第一调节池，在第一调节池中加酸、曝气，再将第一沉淀池中的上清液引入第二调节池，在第二调节池中加入碱，并进行曝气，在pH值达到8.5-9之后加入捕集剂，将第二调节池内的上清液引入第二沉淀池，再将第二沉淀池中的上清液引入生物活性炭池，在生物活性炭池中曝气，再将生物活性炭池中的上清液引入第三沉淀池，在第三沉淀池内完成泥水分离，再将第三沉淀池中的澄清水引入逆向矿砂滤池，最后将逆向矿砂滤池中的水引入清水池，供生产回用。本发明还提供了实现上述的一种电镀废水的处理方法的装置。通过本发明的工艺处理后，清水池内水体的各项指标均达到国家排放标准，并可回用到车间或者排放。

Description

一种电镀废水的处理方法及其装置

技术领域

本发明属于环保领域，尤其涉及废水处理处理工艺，具体来说是一种电镀废水的处理方法及其装置。

背景技术

电镀污水的成分非常复杂，除含氰(CN-)污水和酸碱污水外，重金属污水是电镀业中潜在危害性极大的重要污染因子。根据重金属污水中所含重金属元素进行分类，一般可以分为含铬(Cr)污水、含镍(Ni)污水、含镉(Cd)污水、含铜(Cu)污水、含锌(Zn)污水、含金(Au)污水、含银(Ag)污水等，但是往往在电镀废水中包含以上两种及两种以上的重金属。如果这类重金属排入江河湖海，会对水体产生不可修复的危害，有些还含有致癌、致畸、致突变的剧毒物质，对人类危害极大，直接影响周围居民和动植物的生存环境。

电镀污水的治理在国内外普遍受到重视，各种处理技术也较多，常用的处理方法有化学沉淀法、离子交换法、反渗透法、内电解池、活性碳法、生物法、蒸发浓缩法等。但是目前国内外环保企业所采用的各种治理手段普遍存在着操作步骤复杂、运行不稳定、成本费用高的缺点。

随着电镀工业的快速发展和环保要求的日益提高，目前电镀污水治理已开始进入清洁生产、总量控制和循环经济整合阶段，对处理工艺的简单、实用、方便提出了更高的要求。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺简单、运行稳定、成本费用相对低的电镀废水的处理方法及其装置。

本发明一种电镀废水的处理方法，包括一个将电镀废水引入一个第一调节池的步骤，在所述的第一调节池中加酸、曝气，将pH值降至2-4.5，在酸性的条件将Cr⁶⁺还原成Cr³⁺，然后将第一调节池中的废水提升到一个第一沉淀池中，将一部分的铬泥及杂质排出，还包括一个将第一沉淀池中的上清液引入一个第二调节池的步骤，在第二调节池中加入碱，并进行曝气，将pH值提高到8.5-9，在pH值达到8.5-9之后加入捕集剂，然后将第二调节池的上清液引入一个第二沉淀池中，在第二沉淀池沉淀完成泥水分离后，还包括一个将第二沉淀池中的上清液引入一个生物活性炭池的步骤，在生物活性炭池中进一步曝气，并投放颗粒活性炭，然后将生物活性炭池中的上清液引入一个第三沉淀池，在第三沉淀池内完成泥水分离，再将第三沉淀池中的上清夜引入一个逆向矿砂滤池，最后将逆向矿砂滤池中的水引入一个清水池，供生产回用或者排放。

进一步的，在一个将电镀废水引入一个第一调节池的步骤中，加入硫酸亚铁和亚硫酸钠，在每吨污水中，硫酸亚铁的投加量为300-800mg/L，亚硫酸钠的加入量为100-150mg/L，在加入亚硫酸钠的同时加入98％的浓硫酸，以使第一调节池内的污水PH值调整到2～4.5之间。

进一步的，在一个将第一沉淀池中的上清液引入一个第二调节池的步骤，加入碱为石灰、漂白粉和焦亚硫酸钠，在每吨污水中，加入的石灰为0.7-1kg/吨水，加入的漂白粉0.3-0.5kg/吨，加入的焦亚硫酸钠为0.3-0.5kg/吨，以使第二调节池内的污水PH值被调整到8.5-9。

进一步的，所述的捕集剂为DTCR(高分子重金属离子捕集沉淀剂)。

具体的，上述的硫酸亚铁、亚硫酸钠、石灰、漂白粉、焦亚硫酸钠均为市售的产品，其质量百分比和纯度可能不同，但是最终的目的只要使得第一调节池内的污水pH值被调整到2～4.5、第二调节池内的污水PH值被调整到8.5-9即可。

本发明还提供了实现上述的一种电镀废水的处理方法的装置，包括一个第一调节池，所述的第一调节池中设置有一个第一曝气装置，所述的第一调节池和一个第一沉淀池连通，所述的第一沉淀池和一个第二调节池连通，所述的第二调节池中设置有一个第二曝气装置，所述的第二调节池和一个第二沉淀池连通，所述的第二沉淀池和一个生物活性炭池连通，所述的生物活性炭池中设置有一个第三曝气装置，所述的生物活性炭池和一个第三沉淀池连通，所述的第三沉淀池和一个逆向矿砂滤池连通，所述的逆向矿砂滤池和一个清水池连通。

进一步的，所述的第一沉淀池、第二沉淀池、第三沉淀池、逆向矿砂滤池分别和一个污泥池连通。

进一步的，所述的第三沉淀池中设置有一个污泥泵。

本发明中采用的上述曝气装置和逆向矿砂滤池均可以采用现有技术中的技术方案，在此不再赘述。

本发明的工作原理是：本发明采用除铬+破氰和除其它重金属+深度处理工艺，在第一调节池内设置高浓度生化曝气器，充氧主要是靠水泵的流量和扬程，负压吸气，它的供氧部分采用射流原理，气水比达1∶1.2。在该池中曝气的同时加酸，一般投加硫酸亚铁或投加硫酸+亚硫酸钠，将pH值降至4.5以下。当pH值降低到酸性条件下，特别是酸性越高，Cr⁶⁺越容易被置换成Cr³⁺。而不断的充氧，可以加速六价铬向三价铬还原。Cr⁶⁺还原成Cr³⁺的反应式为：

4Cr₂O₇ ^2-+3Na₂S₂O₃+13H₂SO₄＝6Na⁺+7SO₄ ^2-+4Cr₂(SO₄)₃+13H₂O

当Cr⁶⁺被还原成Cr³⁺后，只需在pH值为碱性条件下，特别是在pH值为8-9的条件下，很容易形成铬泥沉淀，从而实现对铬的去除。用CaO进行沉淀，反应式为：

3CaO+Cr₂(SO4)₃+3H₂O＝CaSO₄+2Cr(OH)₃↓

将Cr⁶⁺还原成Cr³⁺，然后提升到第一沉淀池将少量的铬泥和水体中的一部分杂质排出，上清液流入第二调节池。第二调节池中依次加入石灰、漂白粉和焦亚硫酸钠，并在该池中也设置高浓度生化曝气器进行不间断的充氧。由于加入以上药剂后，在碱性条件下的置换随着加药量的增加会产生饱和，加药量偏大且效果逐渐变差，且当pH值达到9以上的时候，诸如Zn²⁺之类的重金属离子氢氧化合物会出现沉淀反溶现象，影响出水效果。因此，当pH值达到8-9之后加入DTCR之类的捕集剂，经过螯合，絮凝作用明显，产生大量的沉淀物。经过以上步骤，重金属离子基本被去除，去除率可达到99％以上，出水进入深度处理工段。首先进入生物活性炭池，在该池中设置高浓度生化曝气器，进一步地进行曝气；同时，在水体中加入适量的颗粒活性炭，利用颗粒活性炭作为载体，使得水体中的少量微生物能够吸附在上面，对水体的有毒有害物质进行进一步的去除。生物活性炭池出水进入第三沉淀池，在第三沉淀池内设置泥斗，使活性炭泥沉淀堆积于此，并通过污泥泵打回生物活性炭池重复使用。由于重金属离子浓度在活性炭泥中会不断的累积，需要适时地监测污泥中的离子浓度，并根据浓度水平决定是否将池内污泥排入污泥池处理。另外，由于生物活性炭颗粒会有10％左右的流失，因此每天需要进行适量的补充，一般补充的费用相当于0.1-0.2元，大大低于酸洗和热再生活性炭的成本。接着，上清液自流进入逆向矿砂滤池。该矿砂滤池采用下进上出的方法，高度为7m以上，逆向矿砂滤池的出水口位于池顶部位，出水自流进入最后的清水池，清水池内水体的各项指标均达到国家排放标准，并可回用到车间。

本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。经过本方法处理的电镀废水和国家排放标准以及上海市排放标准的数据如下：(单位：mg/L)

1、电镀废水经处理需要达到的国家排放标准以及上海市排放标准如下：

2、本方法处理效果如下：

由上表可知，通过本发明的工艺和装置处理后，清水池内水体的各项指标均达到国家排放标准，并可回用到车间或者排放。

附图说明

图1为本发明一种电镀废水的处理方法的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图以某厂电镀废水为例，对本发明作进一步描述：

如图1所示，根据设计，进行土建工程，按第一调节池-第一沉淀池-第二调节池-第二沉淀池-生物活性炭池-第三调节池-逆向矿砂滤池-清水池的顺序排列。在第一调节池内设置高浓度生化曝气器，充氧主要是靠水泵的流量和扬程，负压吸气，它的供氧部分采用射流原理，气水比达1∶1.2。在该池中曝气的同时加酸，一般投加硫酸亚铁或(和)投加硫酸+亚硫酸钠，将pH值降至4.5以下。当pH值降低到酸性条件下，特别是酸性越高，Cr⁶⁺越容易被置换成Cr³⁺。而不断的充氧，可以加速六价铬向三价铬还原。Cr⁶⁺还原成Cr³⁺的反应式为：

4Cr₂O₇ ^2-+3Na₂S₂O₃+13H₂SO₄＝6Na⁺+7SO₄ ^2-+4Cr₂(SO₄)₃+13H₂O

当Cr⁶⁺被还原成Cr³⁺后，只需在pH值为碱性条件下，特别是在pH值为8-9的条件下，很容易形成铬泥沉淀，从而实现对铬的去除。用CaO进行沉淀，反应式为：

3CaO+Cr₂(SO4)₃+3H₂O＝CaSO₄+2Cr(OH)₃↓

将Cr⁶⁺还原成Cr³⁺，然后提升到第一沉淀池将少量的铬泥和水体中的一部分杂质排出，上清液流入第二调节池。在第一沉淀池中，为提高沉淀效果，设置导流筒，并保证沉淀池深不低于6m。在池底设置泥斗，便于排泥。

第二调节池中依次加入石灰、漂白粉和焦亚硫酸钠，并在该池中也设置高浓度生化曝气器进行不间断的充氧。由于加入以上药剂后，在碱性条件下的置换随着加药量的增加会产生饱和，加药量偏大且效果逐渐变差，且当pH值达到9以上的时候，诸如Zn²⁺之类的重金属离子氢氧化合物会出现沉淀反溶现象，影响出水效果。因此，当pH值达到8-9之后加入DTCR之类的捕集剂，经过螯合，絮凝作用明显，产生大量的沉淀物。

经过以上步骤，重金属离子基本被去除，去除率可达到99％以上，出水进入深度处理工段。

首先进入生物活性炭池，该池高度在6-9m，并设置3道以上的隔墙。在该池中设置高浓度生化曝气器，进一步地进行曝气。同时，在水体中加入适量的颗粒活性炭，利用颗粒活性炭作为载体，使得水体中的少量微生物能够吸附在上面，对水体的有毒有害物质进行进一步的去除。生物活性炭池出水进入第三沉淀池，该池中设置斜管(斜板)，阻挡活性炭泥进入逆向矿砂滤池。在第三沉淀池内设置泥斗，使活性炭泥沉淀堆积于此，并通过污泥泵打回生物活性炭池重复使用。由于重金属离子浓度在活性炭泥中会不断的累积，需要适时地监测污泥中的离子浓度，并根据浓度水平决定是否将池内污泥排入污泥池处理。另外，由于生物活性炭颗粒会有10％左右的流失，因此每天需要进行适量的补充，一般补充的费用相当于0.1-0.2元，大大低于酸洗和热再生活性炭的成本。

接着，上清液自流进入逆向矿砂滤池。该矿砂滤池采用下进上出的方法，高度为7m以上，主要由泥斗、排泥管、进出水管、布水管、级配滤料层及出水堰组成。泥斗的高度一般设计在1.5～1.7m，倾斜角应小于等于30°；排泥管高度根据池子的标高来确定，管径根据处理水量来确定，一般管中心标高为+0.5m；泥斗上面是布水管，布水管根据处理水量来确定管径，管中心距离泥斗1.7m；布水管上面是级配滤料层，滤料层的支架借助于池体的梁设计，梁上布设槽钢、角铁支撑，上面铺铁丝网，滤料层从下到上依次是：直径5cm的鹅卵石厚20cm～30cm，直径3cm的鹅卵石厚25cm～30cm，矿砂厚40cm，黄砂厚40cm；滤料层上部距离出水水位2.5m左右；池顶0.5m处在池内壁四周设置出水堰。这种矿砂滤池的优点在于不需要反冲洗，只需要静压排泥即可，而且可以保证砂层不被污染，操作简便，费用低且效果好。

逆向矿砂滤池的出水口位于池顶部位，出水自流进入最后的清水池，清水池内水体的各项指标均达到国家排放标准，并可回用到车间。

Claims (7)

1.一种电镀废水的处理方法，包括一个将电镀废水引入一个第一调节池的步骤，其特征在于：在所述的第一调节池中加酸、曝气，将pH值降至2-4.5，在酸性的条件下将Cr⁶⁺还原成Cr³⁺，然后将第一调节池中的废水提升到一个第一沉淀池中，将一部分的铬泥及杂质排出，还包括一个将第一沉淀池中的上清液引入一个第二调节池的步骤，在第二调节池中加入碱，并进行曝气，将pH值提高到8.5-9，在pH值达到8.5-9之后加入捕集剂，然后将第二调节池的上清液引入一个第二沉淀池中，在第二沉淀池沉淀完成泥水分离后，还包括一个将第二沉淀池中的上清液引入一个生物活性炭池的步骤，在生物活性炭池中进行曝气，并投放颗粒活性炭，然后将生物活性炭池中的上清液引入一个第三沉淀池，在第三沉淀池内完成泥水分离，再将第三沉淀池中的上清夜引入一个逆向矿砂滤池，最后将逆向矿砂滤池中的水引入一个清水池，供生产回用或者排放。

2.如权利要求1所述的一种电镀废水的处理方法，其特征在于：在一个将电镀废水引入一个第一调节池的步骤中，加入硫酸亚铁和亚硫酸钠，在每吨污水中，硫酸亚铁的投加量为300-800mg/L，亚硫酸钠的加入量为100-150mg/L，在加入亚硫酸钠的同时加入98%的浓硫酸，以使调节池内的污水PH值调整到2~4.5之间。

3.如权利要求1所述的一种电镀废水的处理方法，其特征在于：在一个将第一沉淀池中的上清液引入一个第二调节池的步骤中，加入的碱为石灰、漂白粉和焦亚硫酸钠，在每吨污水中，加入的石灰为0.7-1kg/吨水，加入的漂白粉0.3-0.5kg/吨水，加入的焦亚硫酸钠为0.3-0.5kg/吨水，以使第二调节池内的污水PH值被调整到8.5-9。

4.如权利要求1所述的一种电镀废水的处理方法，其特征在于：所述的捕集剂为DTCR。

5.实现权利要求1所述的一种电镀废水的处理方法的装置，包括一个第一调节池，其特征在于：所述的第一调节池中设置有一个第一曝气装置，所述的第一调节池和一个第一沉淀池连通，所述的第一沉淀池和一个第二调节池连通，所述的第二调节池中设置有一个第二曝气装置，所述的第二调节池和一个第二沉淀池连通，所述的第二沉淀池和一个生物活性炭池连通，所述的生物活性炭池中设置有一个第三曝气装置，所述的生物活性炭池和一个第三沉淀池连通，所述的第三沉淀池和一个逆向矿砂滤池连通，所述的逆向矿砂滤池和一个清水池连通。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于：所述的第一沉淀池、第二沉淀池、第三沉淀池、逆向矿砂滤池分别和一个污泥池连通。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于：所述的第三沉淀池中设置有一个污泥泵。

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