CN102786171A - 一种含Cr6+、Cu2+、Ni2+重金属离子的电镀废水的综合处理工艺及其设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含Cr6+、Cu2+、Ni2+重金属离子的工业电镀废水综合处理工艺及其设备，所述工艺包括将Cr6+、Cu2+、Ni2+离子完全转变为氢氧化物沉淀、沉降固液完离、液体处理和固体处理等步骤，所述设备包括依次相连的集水池、化学反应池、物理沉降池、过滤塔、pH调节池、离子交换设备和贮水池；本发明的优点在于：该工艺能在使用最小资源的情况下，保证处理后的废水中所含的重金属离子达到国家标准，其中Cr6+≤0.2mg/L、Cu2+≤0.5mg/L、Ni2+≤0.5mg/L，排放安全，处理工艺简单，设备要求低，有效地节约生产成本，同时废水的日有效处理能力强，满足了企业的需要，保护了环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种电镀废水的综合处理工艺及其设备，具体地说是一种含Cr6+、Cu2+、Ni2+重金属离子的工业电镀废水综合处理工艺及其设备，属于电镀废水处理领域。
背景技术
目前，电镀的应用已遍及机械、轻工、仪表仪器、电子、交通运输、航空、化工、冶金等国民经济的各个部门；按照国家标准，电镀废水不允许随便排放，必须经过处理达标后才能安全排放。但是，许多企业为节约生产成本，不重视环保的建设和投资，没有完善的电镀废水的处理系统，不仅没有有效地节约生产成本，而且对环境造成了污染，破坏了人类赖以生存的生态平衡。
发明内容
为了解决上述问题，本发明设计了一种含Cr6+、Cu2+、Ni2+重金属离子的电镀废水的综合处理工艺及其设备，该工艺能在使用最小资源的情况下，保证处理后的废水中所含的重金属离子达到国家标准、安全排放；同时废水的日有效处理能力强，可满足企业的需要。
本发明的技术方案为：
一种含Cr6+、Cu2+、Ni2+重金属离子的电镀废水的综合处理工艺，包括以下步骤：
（1）沉淀：定量分析废水中所含Cr6+、Cu2+、Ni2+的量，根据含量投入将Cr6+、Cu2+、Ni2+离子完全转变为氢氧化物沉淀的化学沉淀药品，投入量按化学反应计量定量投放；
（2）分离：含有氢氧化物沉淀的废水经过物理沉降方法将固液完全分离；
（3）液体处理：将分离的液体废水经过滤、pH调节和离子交换使所含的Cr6+、Cu2+、Ni2+重金属离子含量达标，安全排放；
（4）固体处理：分离出来的固体经过晾晒，收集、保存。
进一步地，所述步骤（1）投入的化学药品为固体硫代硫酸钠、固体氢氧化钠，重金属离子螯合剂、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺，投入量为使Cr6+、Cu2+、Ni2+沉淀的化学反应量。
进一步地，所述步骤（1）沉淀后的废水的pH值在8-9。
进一步地，所述步骤（2）物理沉降的静置时间为1.5-2小时。
进一步地，所述步骤（3）过滤塔为一种压力式过滤装置，利用过滤塔内所填充的精制石英砂滤料，当水自上而下流经滤层时，水中的悬浮物及粘胶质颗粒被除去，使水的浊度降低。
进一步地，所述步骤（3）过滤后，上清液进入pH调节池，用10%的稀盐酸调节pH值为6-7。
进一步地，所述步骤（3）离子交换的设备为阳离子交换柱；所述的阳离子交换柱内填充有苯乙烯型强酸型阳离子交换树脂。
进一步地，所述步骤（4）的分离出来的固体先进入板框式压滤机进行挤压除水，然后再进行晾晒。
一种用于上述含Cr6+、Cu2+、Ni2+重金属离子的电镀废水的综合处理工艺的设备，包括依次相连的集水池、化学反应池、物理沉降池、过滤塔、pH调节池、离子交换设备和贮水池；
所述的集水池用于收集废水；所述的化学反应池用于对废水进行化学沉淀反应；所述的物料沉淀池用于将化学反应池内进行了沉淀反应的废水进行静置沉淀；所述的过滤塔用于除去物料沉淀池中上清液的悬浮小颗粒的固体沉淀；所述的pH调节池用于将经过滤塔过滤后的上清液的pH值调节为6-7；所述的离子交换设备用于通过离子交换反应降低废水中重金属离子的含量；所述的贮水池用于贮存处理达标后的水，并统一排放。
所述的物料沉淀池的底部与压滤机相连，所述的压滤机与所述的集水池相连。物理沉降池下层的固体沉淀物通过管道进入压滤机进行挤压除水，压滤机挤压出来的废水再通过管道收集进入集水池，进行循环处理。
根据废水中的重金属离子的含量不同来投放所需化学药品的量，这样可以在确保完全反应的条件下不造成资源的浪费及二次污染，节约了成本；同时化学处理与物理处理相结合，通过多重的固液分离以及离子交换处理，确保废水中的重金属离子含量达标，这样既使废水中所含的Cr6+、Cu2+、Ni2+重金属离子的量较高，也能进行有效的处理，处理能力强，最终安全排放。
本发明的优点在于：该工艺能在使用最小资源的情况下，保证处理后的废水中所含的重金属离子达到国家标准，其中Cr6+≤0.2mg/L、Cu2+≤0.5mg/L、Ni2+≤0.5mg/L，排放安全，处理工艺简单，设备要求低，有效地节约生产成本，同时废水的日有效处理能力强，满足了企业的需要，保护了环境。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明实施例综合处理设备的结构示意图。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种含Cr6+、Cu2+、Ni2+重金属离子的电镀废水的综合处理工艺，包括以下步骤：
（1）通过分光光度法测量废水中重金属离子Cr6+、Cu2+、Ni2+的含量分别为a、b、c（mg/L），在化学反应池中依次投入0.018×a（单位Kg/m3，即每立方米废水中加入药品的量，下同）的固体硫代硫酸钠（2.4×a+1.3×b+1.4×c ）×10-3（单位Kg/m3）的固体氢氧化钠，充分反应0.5-1小时后，测量废水的pH值在8-9；
化学反应式如下：
4Cr2O7 2-+3S2O3 2-+13H2O → 8 Cr3++6SO4 2-+26OH- ①
Cu2++2OH- →Cu(OH)2 ↓ ②
Cr3++3OH- →Cr(OH)3 ↓ ③
Ni2++2OH- →Ni(OH)2 ↓ ④
（2）然后再依次投放重金属离子螯合剂0.15×（a+b+c）×10-3（单位Kg/m3）、聚合氯化铝（PAC）0.18×（a+b+c）×10-3（单位Kg/m3）、聚丙烯酰胺（PAM）0.36×（a+b+c）×10-3（单位Kg/m3），充分反应0.5-1小时后；
（3）将化学反应池中完全反应的混合物打入物理沉降池，静置1.5-2小时，使得固体沉淀物充分沉降，然后将上清液打入过滤塔进行过滤，使得上清液中悬浮的小颗粒的固体沉淀完全除去，过滤塔过滤后，上清液进入pH调节池，用10%的稀盐酸调节pH值为6-7后，进入离子交换设备即阳离子交换柱，所述的阳离子交换柱内填充有苯乙烯型强酸型阳离子交换树脂，通过离子交换反应，进一步降低废水中重金属离子的含量，对离子交换设备的检测口的水质进行分光光度法检测，含量达标后，打入贮水池统一排放；
（4）在上述物理沉降池的下层，固体沉淀物通过管道进入板框式压滤机进行挤压除水，除水后得到的污泥通过晾晒，收集、保存；压滤机挤压出来的废水再通过管道收集进入集水池，等待再处理。
如图1所示，一种用于上述含Cr6+、Cu2+、Ni2+重金属离子的电镀废水的综合处理工艺的设备，包括依次相连的集水池、化学反应池、物理沉降池、过滤塔、pH调节池、离子交换设备和贮水池；
所述的过滤塔为一种压力式过滤装置，利用过滤塔内所填充的精制石英砂滤料，所述的石英砂粒径大小为5-10毫米，当水自上而下流经滤层时，水中的悬浮物及粘胶质颗粒被除去，使水的浊度降低；
所述的离子交换设备为阳离子交换柱，所述的阳离子交换柱内填充有苯乙烯型强酸型阳离子交换树脂。
所述的集水池用于收集废水；所述的化学反应池用于对废水进行化学沉淀反应；所述的物料沉淀池用于将化学反应池内进行了沉淀反应的废水进行静置沉淀；所述的过滤塔用于除去物料沉淀池中上清液的悬浮小颗粒的固体沉淀；所述的pH调节池用于将经过滤塔过滤后的上清液的pH值调节为6-7；所述的离子交换设备用于通过离子交换反应降低废水中重金属离子的含量；所述的贮水池用于贮存处理达标后的水，并统一排放。
所述的物料沉淀池的底部与压滤机相连，所述的压滤机与所述的集水池相连。物理沉降池下层的固体沉淀物通过管道进入压滤机进行挤压除水，压滤机挤压出来的废水再通过管道收集进入集水池，进行循环处理。
上述实施例中，重金属离子螯合剂，可选用的生产厂家有：北京佳瑞林水处理有限公司生产的JRL-01F型；常熟亚科精细化工有限公司生产的TMT15型；中山市宏科化工有限公司生产的；广州振清环保技术有限公司生产的GT-027型；
离子交换设备，可选用的生产厂家有：深圳市正华达环境科技有限公司、宜兴市锡华环保设备有限公司、宜兴申联机械制造有限公司、北京特丽洁世纪环保科技有限公司；
板框式压滤机，可选用的生产厂家有：宜兴市锡华环保设备有限公司、潍坊天成环保设备有限公司、山东贝特尔环保科技有限公司、上海欧赛机械制造有限公司；
石英砂过滤塔，可选用的生产厂家有：宜兴市锡华环保设备有限公司、洛阳绿洁工程机械设备有限公司、北京筑恒环宇科技发展有限公司、石家庄碧通环保科技有限公司。
除非另有说明，本发明中所采用的分数均为重量分数。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种含Cr6+、Cu2+、Ni2+重金属离子的电镀废水的综合处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）沉淀：定量分析废水中所含Cr6+、Cu2+、Ni2+的量，根据含量投入将Cr6+、Cu2+、Ni2+离子完全转变为氢氧化物沉淀的化学沉淀药品，投入量按化学反应计量定量投放；
（2）分离：含有氢氧化物沉淀的废水经过物理沉降方法将固液完全分离；
（3）液体处理：将步骤（2）分离的液体废水经过滤、pH调节和离子交换使所含的Cr6+、Cu2+、Ni2+重金属离子含量达标，安全排放；
（4）固体处理：将步骤（2）分离出来的固体经过晾晒，收集、保存。
2.根据权利要求1所述的综合处理工艺，其特征在于：所述步骤（1）投入的化学沉淀药品为固体硫代硫酸钠、固体氢氧化钠，重金属离子螯合剂、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，投入量为使Cr6+、Cu2+、Ni2+沉淀的化学反应量。
3.根据权利要求1所述的综合处理工艺，其特征在于：所述步骤（1）沉淀后的废水的pH值在8-9。
4.根据权利要求1所述的综合处理工艺，其特征在于：所述步骤（2）物理沉降的静置时间为1.5-2小时。
5.根据权利要求1所述的综合处理工艺，其特征在于：所述步骤（3）过滤的装置为过滤塔，所述的过滤塔为一种压力式过滤装置，利用过滤塔内所填充的精制石英砂滤料，当水自上而下流经滤层时，水中的悬浮物及粘胶质颗粒被除去，使水的浊度降低。
6.根据权利要求1所述的综合处理工艺，其特征在于：所述步骤（3）过滤后，上清液进入pH调节池，用10%的稀盐酸调节pH值为6-7。
7.根据权利要求1所述的综合处理工艺，其特征在于：所述步骤（3）离子交换的设备为阳离子交换柱。
8.根据权利要求7所述的综合处理工艺，其特征在于：所述的阳离子交换柱内填充有苯乙烯型强酸型阳离子交换树脂。
9.根据权利要求1所述的综合处理工艺，其特征在于：所述步骤（4）的分离出来的固体先进入板框式压滤机进行挤压除水，然后再进行晾晒。
10.一种含Cr6+、Cu2+、Ni2+重金属离子的电镀废水的综合处理设备，其特征在于：
包括依次相连的集水池、化学反应池、物理沉降池、过滤塔、pH调节池、离子交换设备和贮水池；
所述的过滤塔为一种压力式过滤装置，利用过滤塔内所填充的精制石英砂滤料，所述的石英砂粒径大小为5-10毫米；
所述的离子交换设备为阳离子交换柱；所述的阳离子交换柱内填充有苯乙烯型强酸型阳离子交换树脂；
所述的物料沉淀池的底部与压滤机相连，所述的压滤机与所述的集水池相连。
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