CN103241803A

CN103241803A - 电镀废水分离工艺

Info

Publication number: CN103241803A
Application number: CN2013101787293A
Authority: CN
Inventors: 麦建波; 陈利军; 张有会; 康宽华
Original assignee: GUANGDONG XINDAYU ENVIRONMENTAL ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: GUANGDONG XINDAYU ENVIRONMENTAL ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2013-05-14
Filing date: 2013-05-14
Publication date: 2013-08-14

Abstract

本发明公开了一种电镀废水分离工艺，其特征在于，所述电镀废水中铜离子的浓度为200-300ppm，镍离子的浓度为200-300ppm，锌离子的浓度为50-150ppm，包括如下步骤：（1）将电镀废水进行预过滤除去悬浮杂质；（2）将预过滤后的电镀废水通过铜专项树脂，除去电镀废水中的铜离子，所述铜专项树脂为对铜离子选择性吸附的阳离子交换树脂；（3）将步骤（2）得到的电镀废水通过阳离子交换树脂，除去镍离子和锌离子。该工艺方法能有效将铜离子分离开来，且铜专项树脂再生后得到的再生液成分单一，能更好的进行后续处理；特别能解决已有酸铜、酸镍分水不彻底的电镀园区问题，实现废物资源化。

Description

电镀废水分离工艺

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种电镀废水分离工艺。

背景技术

电镀废水中含有铜、镍、锌等重金属离子，直接排放会对环境造成污染，因此需要相应的处理措施进行清除。

树脂具有吸附作用，从上世纪开始就被科研人员关注，该法一经产生就因其在经济和处理效率方面的优势广泛地应用于医疗食品等领域，随着科技的发展树脂吸附由医疗方面发展到工业废水，在电镀行业也得到了巨大的发展。该法具有运行稳定、出水水质好、再生简单等特点，因此各国环境工作者对树脂吸附工艺表现出极大兴趣并进行了广泛深入的研究。

树脂由骨架和交换基组成，当与溶液接触时，能发挥交换作用，用来有目的的分离物质，达到人类所需要的要求。

不同骨架和交换基团，树脂具有不同吸附能力、不同吸附环境以及吸附物质不同，但总体来说可以分为强酸阳树脂、弱酸阳树脂、强碱阴树脂、弱碱阴树脂，吸附范围也较广，交换树脂广泛存在的问题在于缺乏选择吸附性，不能有效的将目标物质分离，从而难以达到预期效果。

阳离子交换树脂对重金属离子具有较好的吸附能力，特别是对高价的金属物质，吸附能力很强，能有效的去除，从而使出水水质变好，解决废水重金属难以达标排放难题，能符合国家环保排放要求。

作为物化处理后续处理具有处理量大，出水稳定，再生周期长，运行成本低，使用寿命长等特点，使用寿命一般在5年以上，进而为废水深度处理技术提供了良好的技术基础。

树脂吸附属于快反应，但接触时间对树脂吸附能力还是有显著的影响，控制足够的接触时间，能有效提高树脂吸附能力，目前使用的树脂基本都是小颗粒的，并有一定的空隙，充分提高了接触表面积，来保证了树脂交换能力，因此比起传统的活性炭，沸石吸附具有更大的吸附能力，对重金属以及其他离子物质吸附更为彻底，并易于再生。

树脂吸附终点比较容易判断，能通过电导、pH、外观等因素判断，例如氢型阳离子交换树脂，开始时氢离子会和钠离子交换，所以出水pH很低，但当氢离子与钠离子交换饱和，钠离子也会作为交换基团，此时出水pH变化小，但电导还是有显著变化，当钠离子交换完成，此时基本吸附饱和，此时进水电导和出水电导没有明显区别，可以判断吸附达到终点，正因为有那些特点，所以树脂吸附得到广泛的应用。

树脂吸附其交换基团在吸附过程中起关键作用，对离子的吸附、去除起至关重要作用，树脂吸附一般吸附离子种类多，不能选择吸附，而交换总量是一定的，当水质中离子种类多，而需要去除的离子浓度又低时，此时吸附目标离子量少，再生频繁，产生的再生废液多，运行成本高，毫无经济价值可言，还很容易造成树脂使用周期越来越短，出水不易被控制。如果增加树脂量，无疑是增加基建和运行成本，正是由于这些原因而使树脂吸附在废水应用中难以广泛推行。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种利用阳离子交换树脂进行电镀废水分离的工艺。

具体的技术方案如下：

一种电镀废水分离工艺，所述电镀废水中铜离子的浓度为200-300ppm，镍离子的浓度为200-300ppm，锌离子的浓度为50-150ppm，包括如下步骤：

（1）将电镀废水进行预过滤除去悬浮杂质；

（2）将预过滤后的电镀废水通过铜专项树脂，除去电镀废水中的铜离子，所述铜专项树脂为对铜离子选择性吸附的阳离子交换树脂；

（3）将步骤（2）得到的电镀废水通过普通的阳离子交换树脂，除去镍离子和锌离子。

在其中一个实施例中，步骤（2）中进入铜专项树脂的电镀废水的pH值为3-4；经过铜专项树脂处理后的电镀废水中铜离子的浓度小于0.5ppm。

在其中一个实施例中，所述铜专项树脂的再生药剂为5%质量分数的硫酸，再生药剂的用量为1.5-2倍的铜专项树脂体积。

在其中一个实施例中，所述铜专项树脂再生后得到的再生液中铜离子的含量为35-45g/L。

本发明的原理：

铜专项吸附树脂对铜、镍、锌等都有一定的吸附能力，其吸附顺序为Cu²⁺>VO²⁺>UO₂ ²⁺>Pb²⁺>Ni²⁺>Zn²⁺>Cd²⁺>Fe²⁺>Be²⁺>Mn²⁺>Ca²⁺>Mg²⁺>Sr²⁺>Ba²⁺>Na^+’铜专项吸附树脂正是利用这个原理加以改进，使其主要与铜离子交换，与其他离子交换能力弱，很容易饱和，吸附1小时后基本饱和，饱和后会重新与铜离子交换，使其结果表现为只吸附铜离子。

本发明的特点和优点：

本发明电镀废水分离工艺中首先采用铜专项树脂对电镀废水中的铜离子进行选择性吸附，然后再使用普通的阳离子交换树脂分离废水中的镍离子和锌离子。该分离工艺与仅用普通的阳离子交换树脂分离电镀废水的工艺相比具有如下优点：

1、能有效将铜离子分离开来，且铜专项树脂再生后得到的再生液成分单一，能更好的进行后续处理；

2、由于铜离子与普通的阳离子交换树脂结合能力强于镍离子和锌离子，因此使用铜专项树脂先将铜离子分离除去后，再进入普通阳离子交换树脂的废水中铜离子浓度很低，几乎为零，普通的阳离子交换树脂与镍、锌结合没有那么牢固，再生更容易，再生液浓度能相应提高，再生过的树脂漏金属离子现象得到缓解，使出水水质变好；

3、普通的阳离子交换树脂再生出来的再生液中锌、镍离子容易分离，有利于镍的回收利用；

4、特别能解决已有酸铜、酸镍分水不彻底的电镀园区问题，实现废物资源化。

附图说明

图1为本发明电镀废水分离工艺流程示意图。

附图标记说明：

101、调节池；102、泵；103、保护柱；104、铜专项树脂；105、普通阳离子交换树脂；106、硫酸槽；107、水槽。

具体实施方式

本发明实施例所使用的原材料如下：

电镀废水中重金属离子的含量：铜离子的浓度为200-300ppm，镍离子的浓度为200-300ppm，锌离子的浓度为50-150ppm；

铜专项树脂（树脂名字为Ambersep M64，交换基为氢离子）购自陶氏公司；

普通的阳离子交换树脂（骨架为苯乙烯，交换基为氢离子）购自陶氏公司。

树脂使用前需进行预处理：用4%硫酸浸泡8小时后水冲洗出来，再用2%氢氧化钠碱浸泡10个小时后冲洗出来，再用4%硫酸浸泡4小时后冲洗出来后投入使用。

以下通过具体实施例对本发明做进一步的阐述。

实施例1

参考图1，一种电镀废水分离工艺，所述电镀废水中铜离子的浓度为200-300ppm，镍离子的浓度为200-300ppm，锌离子的浓度为50-150ppm，包括如下步骤：

（1）将电镀废水进行预过滤除去悬浮杂质；

将电镀废水通过铜专项树脂之前先通过保护柱，保护柱的主要作用在于拦截废水中的悬浮物质，防止悬浮物质包裹树脂，降低树脂吸附能力。

进入铜专项树脂的电镀废水的pH控制在3-4能使树脂的运行更为稳定，经过铜专项树脂处理后的电镀废水中铜离子的浓度小于0.5ppm，并能保持8h稳定运行。

对铜专项树脂的再生采用顺流再生，具有操作简单，设备简单等特点，再生后的树脂在运行过程中只有开始一个小时稍微有漏铜现象，对后续处理影响小。使用的再生药剂为质量百分含量5%的硫酸，再生药剂的用量为1.5-2倍的铜专项树脂体积，且铜专项树脂再生后得到的再生液中铜离子的含量为35-45g/L，浓度相对较高，对于电镀要求低的工艺能直接使用，有效的减少后续处理费用。

（3）将步骤（2）得到的电镀废水通过阳离子交换树脂，除去镍离子和锌离子。

经过上述工艺处理后的废水中各重金属离子的浓度如下表：

	铜离子（mg/L）	镍离子（mg/L）	锌离子（mg/L）
				树脂出水	<0.5	<0.5	<0.5

经该工艺处理后的废水再经后续混凝沉淀完全能达到国家环保排放要求。

对比例1

（1）将电镀废水进行预过滤除去悬浮杂质；

将电镀废水通过阳离子交换树脂之前先通过保护柱，保护柱的主要作用在于拦截废水中的悬浮物质，防止悬浮物质包裹树脂，降低树脂吸附能力。

（2）将预过滤后的电镀废水通过普通的阳离子交换树脂，同时除去电镀废水中的铜离子、镍离子和锌离子。

经过上述工艺处理后的废水中各重金属离子的浓度如下表：

	铜离子（mg/L）	镍离子（mg/L）	锌离子（mg/L）
				树脂出水	<3.0	<5.0	<5.0

该工艺运行7-8小时就达到饱和，需要再生，再生得到的再生液成分非常复杂，无法直接利用，且要将铜镍提取出来也是非常困难；再生所使用的再生药剂为质量百分含量8-10%的硫酸，再生药剂的用量为普通阳离子交换树脂体积的3-5倍。再生液浓度偏低，各金属离子浓度总和只有50g/L，运行不稳定，浓度总和低于25g/L属于常见现象；再生之后的树脂在运行开始的头3小时漏金属离子严重（开始时漏离子可能达到10ppm），经该工艺处理后的废水经过后续混凝沉淀处理也很难达到国家环保要求。

通过实施例1和对比例1的比较可知：

实施例1的电镀废水分离工艺中首先采用铜专项树脂对电镀废水中的铜离子进行选择性吸附，然后再使用普通的阳离子交换树脂分离废水中的镍离子和锌离子。该分离工艺与对比例1仅用普通的阳离子交换树脂分离电镀废水的工艺相比具有如下优点：

2、由于铜离子与普通的阳离子交换树脂结合能力强于镍离子和锌离子，因此使用铜专项树脂先将铜离子分离除去后，进入普通阳离子交换树脂的废水中铜离子浓度很低，几乎为零，普通的阳离子交换树脂与镍、锌结合没有那么牢固，再生更容易，再生液浓度能相应提高，再生好的树脂漏金属离子现象得到缓解，使出水水质变好；

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种电镀废水分离工艺，其特征在于，所述电镀废水中铜离子的浓度为200-300ppm，镍离子的浓度为200-300ppm，锌离子的浓度为50-150ppm，包括如下步骤：

（1）将电镀废水进行预过滤除去悬浮杂质；

2.根据权利要求1所述的电镀废水分离工艺，其特征在于，步骤（2）中进入铜专项树脂的电镀废水的pH值为3-4；经过铜专项树脂处理后的电镀废水中铜离子的浓度小于0.5ppm。

3.根据权利要求1所述的电镀废水分离工艺，其特征在于，所述铜专项树脂的再生药剂为质量百分含量5%的硫酸，再生药剂的用量为1.5-2倍的铜专项树脂体积。

4.根据权利要求3所述的电镀废水分离工艺，其特征在于，所述铜专项树脂再生后得到的再生液中铜离子的含量为35-45g/L。