CN102642972A - 一种高浓度电镀废水的零排放处理方法 - Google Patents

一种高浓度电镀废水的零排放处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电镀浓缩废水的零排放处理方法，将SWRO装系统、薄膜蒸发技术成功的应用于高浓度电镀废水的处理，本工艺并通过优化工艺、选择合适的膜元件、优化运行参数、使用针对性的阻垢剂、膜清洗剂，使SWRO装置适合高浓度电镀废水的处理。通过进水流速、刮板材质选择、蒸发浓缩效率控制，控制装置结垢等问题，利用薄膜蒸发技术将SWRO产生的浓缩液进一步蒸发处理，SWRO系统的产水、蒸发装置的冷凝水经过离子交换处理后，回用于车间生产线。本工艺实现了高浓度电镀废水处理回用及零排放的工艺要求，本发明的工艺与传统化学法相比，降低了化学品的消耗，简化了操作流程，适用于高浓度电镀废水零排放处理。

Description

一种高浓度电镀废水的零排放处理方法
技术领域
本发明涉及一种电镀废水的处理方法，特别是一种高浓度电镀废水实现零排放及回收重金属的处理方法。 
背景技术
电镀废水是指利用化学或电化学的方法对金属或非金属表面进行装饰、防护及获取某些新的表面特性的工艺过程(包括镀前处理、镀上金属层和镀后处理等过程)中排放的废水。 
在电镀生产过程中化工原料利用率往往比较低，污染物排放量较多，尤其是高浓度电镀废水中污染物浓度高，种类多，毒性大，危害严重，其中含有重金属离子或氰化物等，有些属于致癌、致畸或致突变的剧毒物质，对人类危害极大。 
目前电镀行业废水的处理广泛采用的主要方法有：(1)化学沉淀法，又分为中和沉淀法和硫化物沉淀法。(2)氧化还原处理方法，分为化学氧化还原法、铁氧体法和电解法。(3)膜分离方法。(4)离子交换方法。处理高浓度电镀废水处理存在消耗大量化学药剂，会产生二次污染等问题，且难以达到实际意义的零排放处理目的。 
发明内容
本发明主要针对高浓度电镀废水，提供一种工艺简短，操作较为简单的零排放处理技术。通过SWRO技术优化及运行参数调整，将SWRO技术结合蒸发技术应用于高浓度电镀废水的零排放处理，SWRO处理高浓度电镀废水产生的浓缩液由薄膜蒸发器进一步处理，蒸发装置出水及SWRO产水经过离子交换处理后，回用至车间生产线。蒸发后浓缩沉积物为重金属污泥可从中回收提取重金属。 
本发明的主要解决方案是这样实现的：电镀废水前处理沉淀、过滤去除悬浮物，后经过SWRO处理装置，结合蒸发装置处理，实现高浓度电镀废水零排放处理。 
由于高浓度电镀废水中的重金属等污染物含量高，污染物成分复杂，车间排放的高浓度电镀废水经收集进入原水槽，由泵提升至斜板沉淀槽，沉淀3h后上清液进入SWRO处理单元进行浓缩处理。 
SWRO装置前设有5微米保安过滤器、1微米保安过滤器，防止浓水中颗粒状污染物对SWRO膜造成损伤。单套SWRO膜产水量50m3/d(25℃)，运行压力30-40bar，处理能力为3m3/h，平均脱盐率为98.5％。SWRO单元产水经过离子交换过滤器处理后回用至车间生产线，SWRO处理单元产生的浓水经过后续蒸发装置进一步处理。 
SWRO单元由自控程序控制，可实现自动进水、运行、排放浓缩液，根据废水电导率设置值控制SWRO单元浓缩处理效果。系统可自行排出SWRO浓缩液至后续的蒸发装置处理单元。高浓度电镀废水经过SWRO装置浓缩处理，可实现浓水的回收利用，大大减少电镀行业废水的排放量。结合实际经验，优化选择SWRO系统膜型号、膜运行通量、回流量、运行压力、进水电导率等参数，针对电镀废水污染特征，经分析检测，选择了针对性较强的膜阻垢剂，及合适的膜清洗剂，保证SWRO系统的稳定运行。 
SWRO处理后电镀废水浓缩液进入蒸发装置进水槽，收集后经薄膜蒸发装置处理，薄膜蒸发装置主要包括薄膜蒸发器、真空泵、物料循环泵、冷却设备等组成。蒸发装置运行真空度为：-0.08MPa，蒸汽条件：150℃，0.3MPa，处理能力：0.1m3/m2.h，运行周期12h，进行水力冲洗，冲洗水采用运行时通过进水流量控制浓缩效果，蒸发装置可自动运行。浓缩液经过蒸发处理产生的冷凝水水质电导率＜200μs/cm，可满足车间回用的水质要求。蒸发后浓缩物经冷却、沉降、压滤后，含重金属的沉积物可作为特殊污泥，外运处理提取重金属。压滤液进入蒸发装置进水槽进行循环蒸发处理。 
使用该技术用于电镀废水资源化不仅不会造成二次污染，浓缩处理了废水中的有害重金属，使废水中有毒有害的重金属等污染物得到固定并回收利用，减轻电镀污染物对环境的危害；同时最大程度回收再利用电镀工业污水处理过程中产生的浓缩废水，减少水资源的浪费，从而推动我国电镀工业的持续发展。经过项目现场使用证明，本装置能实现电镀废水处理的零排放还可以固定处理电镀废水中有毒有害重金属。 
附图说明
图1本工艺流程图 
图2SWRO系统结构图 
图3薄膜蒸发处理装置 
具体实施例说明 
下面结合附图和实施例对本发明做本进一步描述： 
高浓度电镀废水含有Cr3+、Ni2+、和Cu2+等重金属离子，采用SWRO装置、薄膜蒸发技术对废水进行零排放处理回收利用废水，废水中重金属污染物经过处理得到浓缩，以重金属污泥形式回收利用重金属。 
高浓度电镀废水前处理沉淀后出水先经过5微米精度和1微米精度的两组过滤器，进入SWRO装置浓缩处理，SWRO单元由自控程序控制，可实现自动进水、运行。SWRO产水经离子交换过滤器处理后回用至车间，SWRO浓缩液进入蒸发装置，浓缩液经过蒸发处理产 生的冷凝水，再经过离子交换过滤器，可满足车间回用的水质要求。蒸发装置排的浓缩物经冷却、沉降、压滤后，含重金属的沉积物可外运处理提取重金属，压滤液进入蒸发装置原水槽进行循环蒸发处理。 
如图2所示，SWRO系统主要由保安过滤器、原水槽，SWRO膜单元、高压柱塞泵、能量回收器、清洗系统组成。 
SWRO装置处理能力为3m3/h，设计浓缩倍数为20倍，进水电导率约3000μs/cm，处理后浓缩液电导率约50000μs/cm，产生的淡水电导率小于200μs/cm，pH为6～8，产水重金属离子含量很低，经过离子交换后可回用于车间。 
SWRO采用错流方式运行，产水量：回流量为1∶3，运行4h即自动水力冲洗一次，冲洗时间30s，水力冲洗流量8m3/h。为减少系统能量损耗节约能源，SWRO膜系统配备新型高效能量回收器。系统可根据设定的相应膜进水电导率梯度自动调节错流流速及产水流量，膜运行期间进水电导由2500μs/cm逐渐浓缩上升至50000μs/cm，产水水质波动较小。膜运行压力为30-40bar，SWRO单元设有在线清洗装置，可进行在线化学清洗，控制SWRO单元的污染，保持系统稳定运行。清洗剂为纳尔科OSM系列酸性、碱性清洗剂，清洗条件：酸性清洗液pH2.0，碱性清洗液pH12.0，清洗以间歇循环30min、浸泡60min方式进行，化学清洗时间2-3h，化学清洗周期为7-10天。 
如图3所示，薄膜蒸发处理装置，主要由浓缩液槽、薄膜蒸发器、除沫器、阻汽排水器、冷凝器、真空装置、冷却单元、浓缩物收集槽、压滤机组成。浓缩液进入收集槽，后由泵提升至薄膜蒸发器，开启刮板，同时开启真空装置，控制蒸发器内一定的真空度，蒸发产生的水经冷却单元处理，冷凝水进入冷凝水收集槽，浓缩物排至收集槽经过沉降、压滤后，含重金属的沉积物可外运处理提取重金属，压滤液进入蒸发装置原水槽进行循环蒸发处理。 
蒸发装置运行真空度为：-0.08MPa，蒸汽条件：150℃，0.3MPa，使用阻汽排水器，减少蒸汽的使用量，累计蒸发运行12h，即进行水力冲洗，快冲30s，冲洗流速：1000L/m2.h，冲洗用水为蒸发装置进水，快速冲洗以减轻蒸发系统的结垢。同时蒸发装置运行15天即进行化学清洗，使用1-1.5％的pH约为2的羟基乙酸溶液浸泡冲洗3-4h，可有效控制蒸发装置运行过程中的结垢问题，确保装置运行稳定，使浓缩液处理效果稳定。浓缩液经过薄膜蒸发汽化后的水分通过除沫器，再进入冷凝器回收为冷凝水，冷凝水经离子交换后可满足车间回用要求；蒸发装置的浓缩沉积物经沉淀、压滤，压滤液进入蒸发装置进水槽进行循环蒸发处理，固体沉积物可作为重金属污泥回用提取重金属。 
虽然本发明已以较佳实例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人， 在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。 

Claims (2)

1.一种高浓度电镀废水的零排放处理方法，其特征在于包括如下步骤：高浓度电镀废水前处理沉淀后出水经过保安过滤器后进入SWRO系统，SWRO产水经离子交换过滤器处理后回用至车间，SWRO浓缩液进入薄膜蒸发装置，浓缩液经过蒸发处理产生的冷凝水，再经过离子交换过滤器，可满足车间回用的水质要求；薄膜蒸发装置排出的浓缩物经沉降、压滤后，含重金属的沉积物可外运处理提取重金属，压滤液进入蒸发装置原水槽进行循环蒸发处理，浓缩液经过薄膜蒸发汽化后的水分通过除沫器，再进入冷凝器回收为冷凝水，冷凝水经离子交换后可满足车间回用要求；蒸发装置的浓缩沉积物经沉淀、压滤，压滤液进入蒸发装置进水槽进行循环蒸发处理，固体沉积物可作为重金属污泥回用提取重金属；
所述SWRO系统主要由保安过滤器、原水槽，SWRO膜单元、高压柱塞泵、能量回收器、清洗系统组成，其处理能力为3m3/h，设计浓缩倍数为20倍，膜运行压力为30-40bar，进水电导率约3000μs/cm，处理后浓缩液电导率约50000μs/cm，SWRO采用错流方式运行，产水量：回流量为1∶3，运行4h即自动水力冲洗一次，冲洗时间30s，水力冲洗流量8m3/h；
所述薄膜蒸发处理装置，主要由浓缩液收集槽、薄膜蒸发器、除沫器、阻汽排水器、冷凝器、真空装置、冷却单元、浓缩物收集槽、压滤机组成；浓缩液进入收集槽，后由泵提升至薄膜蒸发器，开启刮板，同时开启真空装置，控制蒸发器内一定的真空度，蒸发产生的水经冷却单元处理，冷凝水进入冷凝水收集槽，浓缩物排至收集槽经过沉降、压滤后，含重金属的沉积物可外运处理提取重金属，压滤液进入蒸发装置原水槽进行循环蒸发处理；蒸发装置运行真空度为：-0.08MPa，蒸汽条件：150℃，0.3MPa，使用阻汽排水器，可减少蒸汽的使用量，累计蒸发运行12h，即进行水力冲洗，快冲30s，冲洗流速：1000L/m2.h，冲洗用水为蒸发装置进水，快速冲洗以减轻蒸发系统的结垢。
2.权利要求1所述的方法，其特征在于所述SWRO膜单元设有在线清洗装置，可进行在线化学清洗，控制SWRO单元的污染，保持系统稳定运行。清洗剂为纳尔科OSM系列酸性、碱性清洗剂，清洗条件：酸性清洗液pH2.0，碱性清洗液pH12.0，清洗以间歇循环30min、浸泡60min方式进行，化学清洗时间2-3h，化学清洗周期为7-10天。
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