CN103496809A - 一种电镀废水电化学处理回收利用综合方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电镀废水电化学处理回收利用综合方法，其主要工艺步骤是：将电镀废水进行汇聚集中混合，沉砂除渣除去污水中的沉砂和废渣进入预处理单元缓冲调节池，对污水pH进行调节和中和；再进入物理化学反应设备，进行曝气━物理化学处理，在药剂作用下，使重金属、有机污染物质分别和水分离；污水经过物理化学处理后，清液则进入电化学处理器装置，进行关键性达标处理，深度加工回收利用。本发明电镀废水经处理后全部回收循环利用，废渣回收重、贵金属及有用物质后，泥浆可用作水泥或建材的原料，实现电镀工业废水再工业化，污染物再资源化利用。

Description

一种电镀废水电化学处理回收利用综合方法

技术领域

    本发明属于工业电镀废水的处理技术领域，具体涉及一种电镀废水电化学处理回收利用综合方法。

背景技术

电镀废水重金属污染十分严重，直接危害人民的生命和健康，即使是达标排放，少量微量日积月累，也会积淀沉聚成为巨大的祸害，电镀废水及一切涉及重金属污染工业废水彻底治理已是当务之急，必须实现零排放、无污染，才能确保涉及重金属工业加速健康发展，GDP加快增长，生态良性循环，社会和谐发展。随着国家对于环保工作的进一步重视和加强，要求逐渐提高，发布了新的“电镀污染物排放标准（GB21900-2008）”对于电镀污水的新排放标准，比原有标准要求大大提高，要达到新的排放标准，现行的传统污水处理装置和污水治理方法已不能满足新标准的需求，处理出水距离新的标准还有一定差距。

目前，电镀废水及其处理工艺存在以下情况：1.每次处理都需投入大量污水处理药剂；2.污水气体、药剂气体有严重的毒害，使污水处理操作工和周边居民出现中毒情况，甚至出现了癌症高发村；3.废渣中含有大量的重金属和氰化物污染；4.现有处理系统，设备、水池相对落后破旧；5.破氰、脱铬、絮凝等技术都很滞后，效果差；6.水、气、渣不是全部彻底处理；7.现有处理工艺，无法集中处理电镀工业园多工厂、多镀种复杂多变的电镀废水。等等。由于电镀废水相对于普通工业废水、生活污水更为复杂，包括了各镀种前处理、含氰、含铬、混排、综合废水，既有重金属污染，又有有机物污染，还有化学药剂污染，尤其是污水中存在着大量透明溶于水的大分子、呈链环结构、难以降解的氢氧化物。传统工艺技术已十分滞后，污水处理主要靠投入大量药剂混凝沉淀，而化学药剂的大量投入，却大大增加了二次污染和污水的复杂性，产生了大量氯离子，又大大增加了处理的难度，加大处理成本，仍难以达到国家新的排放标准。

现有技术中，如专利CN200810052298.5，公开了一种综合电镀废水处理方法，特别是将综合排放的电镀废水处理后循环回用及回收贵重金属资源的工艺，包括如下步骤：(1) 含铬废水处理；(2)含氰废水处理；(3)将步骤(1)中含铬废水处理得上清液和步骤(2) 中含氰废水处理的含氰废水与其它综合废水混合处理；(4)将步骤(3)中混合处理的上清液导入回用清水池中；(5)将步骤(4)中浓溶液导入综合废水调节池中。经本发明工艺处理后，出水水质各项指标都可达到甚至好于《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)，可返回电镀车间重复使用，回用水产水率可达到80％以上，并可回收有用金属离子，在达到环保目的的同时产生效益，降低生产成本。

现有技术中，如专利200810073578.4，（专利所有权人即本申报单位）公开了一种综合处理高浓度工业废水和生活污水的方法，其主要步骤是：先将废水进行预处理，然后经过生化促进处理，厌氧生化降解，化学模拟生物降解、电化学处理，再对水和分离的有用物质进行循环利用，用该方法可以处理造纸、制糖、酒精、淀粉、味精、制革等高浓度有机污水，以及重金属污染废水、医疗机构污水、城市生活污水等。该发明工艺完善，适用范围广，但其处理成本高，可操作性差。本发明该综合方法使用其中组成部分电化学处理工艺，专门针对电镀废水进行处理回收利用综合治理，处理后的出水水质达到国家发布的“电镀污染物排放标准GB21900—2008表3水污染物特别排放限值”，全部回收循环利用。 

发明内容

本发明的目的是克服现有常规方法不能达到国家《电镀污染物排放标准-GB21900-2008

表3水污染物特别排放限值》、不能低成本实现电镀废水回收综合利用、适用范围窄、回收不

完全不彻底，最后得到的废渣、沉淀不能再利用还造成二次污染等缺点，提供一种可实现循

环经济效益的电镀废水回收利用方法。通过废水混合处理、沉砂除渣、缓冲调节、集液中和、

物理化学处理、电化学处理、沉淀回收等关键步骤，处理后的产生的沉砂、废渣、沉淀物可

实现资源化再利用，经过有效pH控制以及絮凝剂处理后，得到的沉砂可用于水泥厂或砖厂的

水泥或砖块生产原料，得到的废渣用于生物腐植酸复合肥原料，在沉淀回收步骤中得到的杂

质重金属沉淀物作为金属冶炼原料，或制成金属产品，提高其经济效益，降低废水处理中的

成本。

本发明实现的技术方案步骤为：一种电镀废水电化学处理回收利用综合方法，该方法包括废水混合处理、沉砂除渣、缓冲调节中和、物理化学处理、电化学处理、沉淀回收步骤，其具体步骤如下：

（a）废水混合处理：将电镀废水进行汇聚集中，经过格栅机进入集液池，得到混合后的废水原水。

（b）沉砂除渣：将步骤a)得到混合后的废水原水汇集，废水与YHD专用絮凝剂按照比例1T（吨）：10~50g进行絮凝反应0.5~1.0h，除去沉砂，机械过滤，废渣析出进入回收系统，过滤后的废水进入下一步处理。

（c）缓冲调节中和：利用中和剂调节步骤b)得到过滤后的废水，使其pH值为6.5~11得到中和后的废水。

（d）物理化学处理：将步骤c）中和后的废水转入到物理化学处理装置中，中和后的废水和物化药剂按照1T（吨）：10~100g的比例投入物化药剂，连续曝气搅拌处理3~6 h，装置温度为15～30℃，进行结构转化和氧化降解，再静止反应0.5~1 h，得到物理化学处理后的废水。

（e）电化学处理：将步骤d）处理后得到的得到物理化学处理后的废水，利用中和剂调节pH值为8.5~9.5后流入电化学污水处理器，安装电极，反应电压为5~110V，电流为10~4800A，反应时间为3~6h，然后流入沉淀水池处理。步骤（e）电化学处理是本电镀废水处理技术的关键性处理步骤，可以一级电化学处理，也可以两级电化学处理，或者循环处理一次、两次，视水质、负荷而定。如果水质太复杂，负荷特别高，电化学处理后，出现COD、总氮等指标还不达标的情况，如前所述，可增加生化处理，或投药反应，直至达到国家《电镀污染物排放标准-GB21900-2008表3水污染物特别排放限值》标准。

（f）沉淀回收：对步骤e) 流入沉淀水池的废水，按废水与YHD专用絮凝剂1T（吨）：15~50g的比例再投入YHD专用絮凝剂，进行沉淀、过滤、回收。步骤（f）沉淀回收主要利用重金属和污染物质本身的表面活性，或者根据运行参数，按废水与YHD专用絮凝剂1T：15~50g的比例再投入YHD专用絮凝剂，使之沉淀，让沉淀物和水分离，回收达标的清水循环利用，回收富集重金属和有用物质的沉淀泥浆资源化利用，即将泥浆浓液中贵、重金属的碳酸盐、磷酸盐、砷酸盐，进而分别提取回收贵、重金属与有用元素，或再冶炼，或制成金属产品销售；经处理后无害化富含二氧化硅的泥、渣，用做建材原料。而处理达标的水则全部回用。对一些水质特别复杂，污染浓度和COD、总氮等污染物特别高的电镀废水，经过电化学处理后，如果出现还有个别指标像COD、总氮等还不达标，根据情况，再增加生化处理或者化学药剂反应，就能完全达到国家《电镀污染物排放标准-GB21900-2008表3水污染物特别排放限值》标准。

作为本发明的进一步限定，所述电化学污水处理器其结构为金属罐容器或是池壁布设金属网导线的水池容器；所述的电极为石墨加坚硬贵金属的碳棒或是三维催化氧化电解处理电极。通电后电极为正极，罐体或金属网通电为负极。污水处理器容器中填充活性炭作为载体；电极、罐体或金属网作为导体。它是集微电解、电解凝聚、催化氧化、吸附等多种电极反应的综合应用，从而产生分子破碎、断链开环、结构转化、电解絮凝、强制降解、深度处理等强力的特殊功能，保证将各个指标降解达标，可以将重金属降解到0.1~0.01mg∕l以下。

作为本发明的进一步限定，所述的物化药剂为碳酸钠、氢氧化钠、次氯酸钠、硫酸钠、焦亚硫酸钠、硫酸亚铁、硫酸锰其中的一种或是他们的混合物。

作为本发明的进一步限定，所述中和剂为碳酸钠、氢氧化钠、碳酸钙、硫酸钠、焦亚硫酸钠、二氧化氯、次氯酸钠、氢氧化钾中的之一或是他们的混合物。

作为本发明的进一步限定，所述YHD专用絮凝剂为明矾、三氯化铁、硫酸铁、聚氯化铝之一或是他们的混合物。YHD专用絮凝剂为常见锰、铁、铝系列中的有絮凝效果的化合物。

作为本发明的进一步限定，所述电镀废水为前处理废水、含氰废水、含铬废水、综合废水、混排废水中的一种或是他们的混合物。

本发明的实现原理依据为：通过有效的控制废水的pH值条件，投入碳酸钠、氢氧化钠、次氯酸钠、硫酸钠、焦亚硫酸钠等药剂，曝气反应催化氧化，产生CO₂、氮气释放排空，而废水中的N元素则沉淀进入废渣中。其次通过絮凝反应，使废液前处理产生的细小颗粒渣在絮凝剂的催化作用下絮凝聚集，发生沉淀。尚存在污水中的重金属离子和氢氧化物，进而进行电化学处理：分子破碎、断链开环、催化氧化、结构转化、强制降解、深度处理，确保处理后出水水质的重金属全部脱除，其他指标全部达标了。最后，富含N元素的废渣，经过提取回收，可作为重金属冶炼原料使用，或制成贵、重金属产品。而经过上述处理过程得到的已无害化、又含有各种微量元素的淤泥，可以做配制微量元素生物腐植酸复合肥的原料。处理后废水不仅重金属、COD降解达标，其他所有监测指标也都全部达标。从而实现了电镀废水处理的综合回收利用。

本发明一种电镀废水电化学处理回收利用综合方法产生了以下良好效果：

（1）本发明污水处理回收利用工艺操作简便，所需投放的药剂量少，并且部分药剂可实现再生回收利用，从而降低了废水处理的成本。

（2）本发明在实现过程中通过有效调整废水的pH值，实现了金属离子的有效分离，在调节pH中未引入再次污染的离子，使废水处理过程得到有效控制。

（3）本发明可将①前处理废水、②含氰废水、③含铬废水、④综合废水、⑤混排废水等各种电镀废水，混合汇聚集中处理，无需单独破氰、脱铬，进而精简优化电镀废水处理工艺，缩短工艺流程，节省占用土地，降低运行成本。

（3）本发明处理后的电镀废水，达到和优于“电镀污染物排放标准（GB21900-2008）水污染物特别排放限值”，其中本发明处理后的废水重金属基本脱除，化学需氧量（COD，mg/L）≤30（国家标准中对COD的限值是50mg/L），悬浮物（mg/L）≤10（国家标准中对悬浮物的限值是30mg/L），其他指标全部达标。而且水及污染物可再资源化，实现“零排放、全利用、无污染、增效益”，达到经济效益和社会效益、发展生产和环境保护的共赢。

附图说明

图1.一种电镀废水电化学处理回收利用综合方法。

具体实施方式

以下结合附图1和实施案例描述本发明一种电镀废水电化学处理回收利用综合方法，实施例中所处理的电镀废水来源于广西某大型电镀厂企业或是广东中山市某大型电镀工业园污水处理厂。电镀废水为前处理废水、含氰废水、含铬废水、综合废水、混排废水中的一种或是他们的混合物。

实施例1 

    本实施例中用到的YHD专用絮凝剂为明矾；中和剂为碳酸钠、硫酸钠按照质量比=1:1的混合物；物化药剂为次氯酸钠、焦亚硫酸钠按照质量比=1:1的混合物。电镀废水为广西某大型电镀厂企业前处理废水、含氰废水、含铬废水、综合废水、混排废水的混合废水。

（a）废水混合处理：将电镀废水进行汇聚集中，经过格栅机进入集液池，得到混合后的废水原水。

（b）沉砂除渣：将步骤a)得到混合后的废水原水汇集，废水与YHD专用絮凝剂按照比例1T（吨）：50g进行絮凝反应0.8h，除去沉砂，机械过滤，废渣析出进入回收系统，过滤后的废水进入下一步处理。

（c）缓冲调节中和：利用中和剂调节步骤b)得到过滤后的废水，使其pH值为7.5得到中和后的废水。

（d）物理化学处理：将步骤c）中和后的废水转入到物理化学处理装置中，中和后的废水和物化药剂按照1T：50g的比例投入物化药剂，连续曝气搅拌处理6 h，装置温度为20℃，进行结构转化和氧化降解，再静止反应1 h，得到物理化学处理后的废水。

（e）电化学处理：将步骤d）处理后得到的得到物理化学处理后的废水，利用中和剂调节pH值为8.5后流入电化学污水处理器，其结构为金属罐容器，安装电极，电极为石墨加坚硬贵金属的碳棒，反应电压为110V，电流为3000~4000A，反应时间为3h，然后流入沉淀水池处理。

（f）沉淀回收：对步骤e) 流入沉淀水池的废水，按废水与YHD专用絮凝剂1T：20g的比例再投入YHD专用絮凝剂，进行沉淀、过滤、回收。

本实施例电镀废水原水经过电镀废水电化学处理回收利用综合方法全程处理，出水水质各项指标均达到和优于“电镀污染物排放标准（GB21900-2008）水污染物特别排放限值”，其中重金属基本脱除，化学需氧量（COD，mg/L）21.9（国家标准中对COD的限值是50mg/L），悬浮物（mg/L）≤10（国家标准中对悬浮物的限值是30mg/L），其他指标全部达标。

实施例2

本实施例中用到的YHD专用絮凝剂为三氯化铁、硫酸铁按照质量比=1:1的混合物；中和剂为氢氧化钠；物化药剂为硫酸钠、硫酸锰按照质量比=1:1的混合物。电镀废水为广东中山市某大型电镀工业园污水处理厂含氰废水、含铬废水、综合废水的混合废水。

（a）废水混合处理：将电镀废水进行汇聚集中，经过格栅机进入集液池，得到混合后的废水原水。

（b）沉砂除渣：将步骤a)得到混合后的废水原水汇集，废水与YHD专用絮凝剂按照比例1T ：35g进行絮凝反应1.0h，除去沉砂，机械过滤，废渣析出进入回收系统，过滤后的废水进入下一步处理。

（c）缓冲调节中和：利用中和剂调节步骤b)得到过滤后的废水，使其pH值为10得到中和后的废水。

（d）物理化学处理：将步骤c）中和后的废水转入到物理化学处理装置中，中和后的废水和物化药剂按照1T：100g的比例投入物化药剂，连续曝气搅拌处理5 h，装置温度为30℃，进行结构转化和氧化降解，再静止反应0.5 h，得到物理化学处理后的废水。

（e）电化学处理：将步骤d）处理后得到的得到物理化学处理后的废水，利用中和剂调节pH值为9.0后流入电化学污水处理器，其结构为池壁布设金属网导线的水池容器，安装电极，电极为三维催化氧化电解处理电极，反应电压为70V，电流为4000~4800A，反应时间5h，然后流入沉淀水池处理。

（f）沉淀回收：对步骤e) 流入沉淀水池的废水，按废水与YHD专用絮凝剂1T：15g的比例再投入YHD专用絮凝剂，进行沉淀、过滤、回收。

本实施例电镀废水原水经过电镀废水电化学处理回收利用综合方法全程处理，出水水质各项指标均达到和优于“电镀污染物排放标准（GB21900-2008）水污染物特别排放限值”，其中重金属基本脱除，化学需氧量（COD，mg/L）20.3（国家标准中对COD的限值是50mg/L），悬浮物（mg/L）≤10（国家标准中对悬浮物的限值是30mg/L），其他指标全部达标。

实施例3

本实施例中用到的YHD专用絮凝剂为明矾、聚氯化铝按照质量比=1:1的混合物；中和剂为氢氧化钾；物化药剂为次氯酸钠、硫酸锰按照质量比=1:1的混合物。电镀废水为广东中山市某大型电镀工业园污水处理厂前处理废水、含氰废水、含铬废水、综合废水、混排废水的混合废水。

（a）废水混合处理：将电镀废水进行汇聚集中，经过格栅机进入集液池，得到混合后的废水原水。

（b）沉砂除渣：将步骤a)得到混合后的废水原水汇集，废水与YHD专用絮凝剂按照比例1T ：40g进行絮凝反应0.5h，除去沉砂，机械过滤，废渣析出进入回收系统，过滤后的废水进入下一步处理。

（c）缓冲调节中和：利用中和剂调节步骤b)得到过滤后的废水，使其pH值为11得到中和后的废水。

（d）物理化学处理：将步骤c）中和后的废水转入到物理化学处理装置中，中和后的废水和物化药剂按照1T：20g的比例投入物化药剂，连续曝气搅拌处理4h，装置温度为15℃，进行结构转化和氧化降解，再静止反应0.8 h，得到物理化学处理后的废水。

（e）电化学处理：将步骤d）处理后得到的得到物理化学处理后的废水，利用中和剂调节pH值为9.5后流入电化学污水处理器，其结构为金属罐容器，安装电极，电极为三维催化氧化电解处理电极，反应电压为25V，电流为10~30A，反应时间为6h，然后流入沉淀水池处理。

（f）沉淀回收：对步骤e) 流入沉淀水池的废水，按废水与YHD专用絮凝剂1T：45g的比例再投入YHD专用絮凝剂，进行沉淀、过滤、回收。

本实施例电镀废水原水经过电镀废水电化学处理回收利用综合方法全程处理，出水水质各项指标均达到和优于“电镀污染物排放标准（GB21900-2008）水污染物特别排放限值”，其中重金属基本脱除，化学需氧量（COD，mg/L）22.5（国家标准中对COD的限值是50mg/L），悬浮物（mg/L）≤10（国家标准中对悬浮物的限值是30mg/L），其他指标全部达标。

实施例4

本实施例中用到的YHD专用絮凝剂为明矾；中和剂为二氧化氯、次氯酸钠按照质量比=1:1的混合物；物化药剂为焦亚硫酸钠、硫酸亚铁、硫酸锰按照质量比=1:1:1的混合物。电镀废水为广西某大型电镀厂企业前处理废水、综合废水、混排废水的混合废水。

（a）废水混合处理：将电镀废水进行汇聚集中，经过格栅机进入集液池，得到混合后的废水原水。

（b）沉砂除渣：将步骤a)得到混合后的废水原水汇集，废水与YHD专用絮凝剂按照比例1T ：10g进行絮凝反应0.6h，除去沉砂，机械过滤，废渣析出进入回收系统，过滤后的废水进入下一步处理。

（c）缓冲调节中和：利用中和剂调节步骤b)得到过滤后的废水，使其pH值为6.5得到中和后的废水。

（d）物理化学处理：将步骤c）中和后的废水转入到物理化学处理装置中，中和后的废水和物化药剂按照1T：10g的比例投入物化药剂，连续曝气搅拌处理3 h，装置温度为25℃，进行结构转化和氧化降解，再静止反应0.6h，得到物理化学处理后的废水。

（e）电化学处理：将步骤d）处理后得到的得到物理化学处理后的废水，利用中和剂调节pH值为8.5后流入电化学污水处理器，其结构为池壁布设金属网导线的水池容器，安装电极，电极为石墨加坚硬贵金属的碳棒，反应电压为5V，电流为1000~1500A，反应时间为4.0h，然后流入沉淀水池处理。

（f）沉淀回收：对步骤e) 流入沉淀水池的废水，按废水与YHD专用絮凝剂1T：50g的比例再投入YHD专用絮凝剂，进行沉淀、过滤、回收。

本实施例电镀废水原水经过电镀废水电化学处理回收利用综合方法全程处理，出水水质各项指标均达到和优于“电镀污染物排放标准（GB21900-2008）水污染物特别排放限值”，其中重金属基本脱除，化学需氧量（COD，mg/L）20.5（国家标准中对COD的限值是50mg/L），悬浮物（mg/L）≤10（国家标准中对悬浮物的限值是30mg/L），其他指标全部达标。

Claims (6)

1.一种电镀废水电化学处理回收利用综合方法，该方法包括废水混合处理、沉砂除渣、缓冲调节中和、物理化学处理、电化学处理、沉淀回收步骤，其特征在于：

（a）废水混合处理：将电镀废水进行汇聚集中，经过格栅机进入集液池，得到混合后的废水原水；

（b）沉砂除渣：将步骤a)得到混合后的废水原水汇集，废水与YHD专用絮凝剂按照比例1T ：10~50g进行絮凝反应0.5~1.0h，除去沉砂，机械过滤，废渣析出进入回收系统，过滤后的废水进入下一步处理；

（c）缓冲调节中和：利用中和剂调节步骤b)得到过滤后的废水，使其pH值为6.5~11得到中和后的废水；

（d）物理化学处理：将步骤c）中和后的废水转入到物理化学处理装置中，中和后的废水和物化药剂按照1T：10~100g的比例投入物化药剂，连续曝气搅拌处理3~6 h，装置温度为15～30℃，进行结构转化和氧化降解，再静止反应0.5~1 h，得到物理化学处理后的废水；

（e）电化学处理：将步骤d）处理后得到的得到物理化学处理后的废水，利用中和剂调节pH值为8.5~9.5后流入电化学污水处理器，安装电极，反应电压为5~110V，电流为10~4800A，反应时间为3~6h，然后流入沉淀水池处理；

（f）沉淀回收：对步骤e) 流入沉淀水池的废水，按废水与YHD专用絮凝剂1T：15~50g的比例再投入YHD专用絮凝剂，进行沉淀、过滤、回收。

2.根据权利要求1所述的一种电镀废水电化学处理回收利用综合方法，其特征在于，所述电化学污水处理器其结构为金属罐容器或是池壁布设金属网导线的水池容器；所述的电极为石墨加坚硬贵金属的碳棒或是三维催化氧化电解处理电极。

3.根据权利要求1或2所述的一种电镀废水电化学处理回收利用综合方法，其特征在于，所述的物化药剂为碳酸钠、氢氧化钠、次氯酸钠、硫酸钠、焦亚硫酸钠、硫酸亚铁、硫酸锰其中的一种或是他们的混合物。

4.根据权利要求3所述的一种电镀废水电化学处理回收利用综合方法，其特征在于，所述中和剂为碳酸钠、氢氧化钠、碳酸钙、硫酸钠、焦亚硫酸钠、二氧化氯、次氯酸钠、氢氧化钾中的之一或是他们的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种电镀废水电化学处理回收利用综合方法，其特征在于，所述YHD专用絮凝剂为明矾、三氯化铁、硫酸铁、聚氯化铝之一或是他们的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种电镀废水电化学处理回收利用综合方法，其特征在于，所述电镀废水为前处理废水、含氰废水、含铬废水、综合废水、混排废水中的一种或是他们的混合物。