CN104163529A

CN104163529A - 一种锌镍合金电镀废水的处理工艺

Info

Publication number: CN104163529A
Application number: CN201410388938.5A
Authority: CN
Inventors: 李金成; 夏文香; 甘明强; 郭海丽
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-08-11
Filing date: 2014-08-11
Publication date: 2014-11-26

Abstract

本发明公开了一种全锌镍合金电镀废水的处理工艺，包括如下步骤：(1)UV预处理，(2)H₂O₂氧化，(3)pH调节及沉淀反应，(4)污泥处置。本发明与现有技术相比，可以有效地完成Zn-Ni电镀废水中金属离子的破络过程，使锌离子和镍离子以独立离子的形式出现在水中，在通过加碱沉淀组合系统，达到电镀废水去除锌镍离子的要求。是一种高效、稳定的锌镍电镀废水处理工艺，经过处理，出水锌离子的含量可以稳定保持在1.0mg/L以下；镍离子浓度稳定保持在0.5mg/L以下。工艺过程简单，使用设备少，投资小，效率高，可以广泛应用于各种合金电镀废水的净化处理。

Description

一种锌镍合金电镀废水的处理工艺

技术领域

本发明涉及电镀废水处理技术领域，尤其涉及一种锌镍合金电镀废水的处理工艺。

背景技术

合金电镀是近年来快速发展的一种表面处理技术，它是含有两种或两种以上金属的镀层，合金镀层与单金属镀层相比具有硬度高，致密度高，耐磨、耐蚀、耐高温性强，具有易焊性和美观性。其中Zn-Ni合金是其中发展较快的一种新型防护性镀层，在国外已得到了广泛的应用。具有优异的耐蚀性，尤其是在恶劣的大气和海洋环境中，Zn-Ni合金镀层的耐蚀性比锌镀层高7-10倍，外观保持10年不变，且氢脆敏感性很小。

法国的Strube G.1988年提出了以氯化铵为基的含镍10-15％的电解液可以沉积Zn-Ni合金镀层。1991年Hadley JS认为Zn-Ni合金可作为镀隔层的替代物。1993年法国的LopezA.在碱性镀液中获得了Zn-Ni合金镀层。开发出了碱性镀液体系，其优点是镀液分散能力好，镀层厚度均匀，对设备和工件腐蚀性小，操作容易，工艺稳定，成本低。缺点是增加了废水处理的难度。

一般含锌镍的电镀废水主要来源于镀件清洗水；废电镀液和其它冲刷车间地面、刷洗极板的排水。其处理方法主要有化学沉淀法、氧化还原法、离子树脂交换法、电解法、反渗透法、蒸发浓缩法、生物法等。这些方法各有特点，但也有各自的适用范围，由于电镀废水中常含有氰等污染物，因此很少单独使用生物法和活性炭吸附法。而蒸发浓缩法和反渗透法则处理成本高，仅适用与小型电镀企业。因此采用二次中和沉淀处理工艺，仍是电镀废水中金属离子的主要去除技术。中和剂多采用氢氧化钠，通过调节系统中的pH，将废水中的金属离子转化为沉淀去除，如含锌和镍的废水，沉淀反应如下式：

Zn²⁺+2OH^-＝＝＝Zn(OH)₂↓

Ni²⁺+2OH^-＝＝＝Ni(OH)₂↓

但对合金电镀废水来说，由于要满足对两种或两种以上的金属进行电镀，并要达到不同金属在镀层中保持稳定及共沉积作用，因此电镀过程中常需要投加特定的络合剂，这些金属络合剂能降低游离离子的浓度，使电势较正金属的平衡电势负移，从而使电势相差大的两种金属的平衡电势趋于接近，从而达到更好的共沉积效果。这些络合剂的添加使金属离子以络合的形式存在，导致在其后的废水处理中，直接加碱反应的效果就会大大降低，使废水处理的难度加大。

锌镍合金电镀废水中含有锌离子和镍离子的络合物及少量的氰化物，由于锌和镍离子处于络合状态，当直接进行加碱沉淀反应时，锌和镍的去除率只有30％不到，无法达到处理标准。

鉴于Zn-Ni电镀废水中锌镍离子由于形成了络合物而无法直接处理的问题，寻求开发一种有效的破络组合工艺，通过破络过程使金属锌和镍离子完全释放出来。再通过沉淀反应进行分离去除。此工艺可以彻底解决Zn-Ni电镀废水的金属离子去除问题，并且操作简单，便于管理，具有很高的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于解决近年来快速发展的锌镍合金电镀废水无法直接采用加碱沉淀的处理工艺，导致处理废水中的金属离子去除率不高，达不到出水的水质标准的问题。开发出一种采用UV/H₂O₂化学氧化联合破络的技术，使金属离子得以释放，然后通过投加碱液，调节合理的pH值，使金属离子得以有效沉淀分离。通过对工艺系统的创新组合，构建了一种新型的锌镍合金电镀废水的处理工艺系统。

本发明采用如下技术方案：

本发明的锌镍合金电镀废水的处理工艺的具体步骤如下：

(1)UV预处理：

将Zn-Ni电镀废水，用泵提升到UV反应器中，采用将出口反应液回流的循环方式，保证反应时间为20-40min；

(2)H₂O₂氧化：

对经过UV反应的废水投加H₂O₂，加入量为电镀废水体积的0.5-2％，并采用不锈钢搅拌器进行搅拌，搅拌强度为60-100rpm，反应时间控制为10-20min；

(3)pH调节及沉淀反应：

往氧化完成的废水中投加氢氧化钠溶液，采用分级控制pH的方法，用在线pH仪进行测定和控制，先将pH控制为7.5-8.5，反应5-15min，静止沉淀20-40min，然后调节pH至9-9.5，继续反应5-15min，再将废水通过过滤器进行过滤，滤后的出水采用HCl进行中和；

(4)污泥处置：

将步骤(3)中沉淀的污泥，采用压滤机进行脱水，脱出的水重新进行步骤(1)-(3)的系统处理，泥饼的含水率降至60％以下，进行装袋，由专业固废公司进行处置。

步骤(1)中，所述的UV反应器的型号是UVC-0.5，UV反应器的反应控制参数为：温度18-25℃，压力为0.5-2.0kgf/cm²，循环周期为4-6次/h。

步骤(1)中，保证反应时间优选为30min。

步骤(2)中，所述的H₂O₂的浓度为30％，加入量优选为电镀废水体积的1％。

步骤(2)中，优选搅拌强度为80rpm，反应时间控制为15min。

步骤(3)中，优选先将pH控制为8.0，反应10min，静止沉淀30min。

步骤(3)中，然后调节pH至9-9.5，优选继续反应10min。

步骤(3)中，滤后的出水采用HCl进行中和，中和后出水的pH为7.5-8.0。

本发明的积极效果如下：

本发明与现有技术相比，可以有效地完成Zn-Ni电镀废水中金属离子的破络过程，使锌离子和镍离子以独立离子的形式出现在水中，在通过加碱沉淀组合系统，达到电镀废水去除锌镍离子的要求。是一种高效、稳定的锌镍电镀废水处理工艺，经过处理，出水锌离子的含量可以稳定保持在1.0mg/L以下；镍离子浓度稳定保持在0.5mg/L以下。工艺过程简单，使用设备少，投资小，效率高，可以广泛应用于各种合金电镀废水的净化处理。

本专利工艺的处理出水可以达到《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)中的标准：

Zn²⁺＜1.0mg/L Ni²⁺＜0.5mg/L pH＝6-9。

其中Zn²⁺检测采用双硫腙分光光度法，Ni²⁺的检测采用火焰原子吸收光度法。

附图说明

图1是本发明的锌镍合金电镀废水的处理工艺的流程图。

具体实施方式

下面的实施例是对本发明的进一步详细描述。

实施例1

某Zn-Ni合金电镀废水一，原水含锌35.6mg/L，含镍2.37mg/L，采用本工艺实施的过程为：

(1)UV预处理：

将Zn-Ni电镀废水，用泵提升到UV反应器中，UV反应器采用管式反应器，将出口液回流，反应器型号为UVC-0.5，功率为40W。总反应时间为20min；反应温度23℃，反应压力1.2kgf/cm²。

(2)H₂O₂氧化：

对经过UV反应的废水投加浓度为30％的H₂O₂，加入量为电镀废水体积的1.0％，并采用不锈钢搅拌器进行搅拌，搅拌强度为60rpm，反应时间控制为20min。

(3)pH调节及沉淀反应：

氧化完成后，投加氢氧化钠溶液，将控制pH为8.0，反应10min，静止沉淀30min，排出底部沉淀的锌泥，然后调节pH至9.0，继续反应10min，再将废水通过滤芯过滤器进行过滤，滤后的出水采用HCl进行中和，中和后的pH为7.6。

(4)污泥处置：

步骤(3)产生的沉淀污泥，用压滤机进行脱水，干泥饼的含水率达到60％，满足装袋外运处置。压滤液回到步骤1重新处理。

经过以上工艺处理后的出水水质如下：

Zn²⁺：0.68mg/L Ni²⁺：0.22mg/L pH＝7.6。

达到《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)的要求。

实施例2

取某Zn-Ni合金电镀废水二，原水含锌27.2mg/L，含镍1.37mg/L，采用本工艺实施的过程为：

(1)UV预处理：

用泵将Zn-Ni电镀废水提升到UV反应器，并将出口反应液回流，循环周期4次/h，反应时间30min；反应温度为20℃，压力1.0kgf/cm²。

(2)H₂O₂氧化：

经过UV反应的废水投加浓度为30％的H₂O₂，加入量为电镀废水体积的1％，采用不锈钢搅拌器进行搅拌，搅拌强度为80rpm，反应时间控制为15min；

(3)pH调节及沉淀反应：

往氧化完成的废水中投加氢氧化钠溶液，先将pH控制为8.0，反应10min，静止沉淀30min，排出底部沉淀锌泥，再调节pH至9.5，继续反应10min，再将废水通过滤芯过滤器进行过滤，滤后的出水采用HCl调节至7.5；

(4)污泥处置：

将步骤(3)中沉淀的污泥，采用压滤机压滤，泥饼的含水率降至57％，可以装袋外运处置。

经以上工艺处理后的出水水质为：

Zn²⁺：0.38mg/L Ni²⁺：0.09mg/L pH＝7.5。

达到《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)的要求。

实施例3

取某Zn-Ni合金电镀废水三，原水含锌46.5mg/L，含镍3.37mg/L，采用本工艺实施的过程为：

(1)UV预处理：

将Zn-Ni电镀废水，用泵提升到UV反应器中，将出口反应液回流循环，循环次数4次/h，反应时间为30min，UV反应器型号UVC-1，功率55W，反应温度为20℃，压力1.5kgf/cm²。

(2)H₂O₂氧化：

对经过UV反应的废水投加浓度为30％的H₂O₂，加入量为电镀废水体积的1％，采用不锈钢静态混合器进行混合，反应时间控制为15min；

(3)pH调节及沉淀反应：

氧化完成的废水投加氢氧化钠溶液，先将pH控制为8.0，反应10min，静止沉淀30min，排出底部沉淀的锌泥。然后调节pH至9.5，继续反应15min，再将废水通过过滤器进行过滤，滤后的出水采用HCl进行中和至pH为7.8；

(4)污泥处置：

步骤(3)中排出的污泥，含水率为97％，采用压滤机进行脱水，得到的干泥饼的含水率为57％以下，进行装袋，由专业固废公司进行处置。压滤水重新进行步骤(1)-(3)的系统处理，

经以上工艺处理后的出水水质为：

Zn²⁺：0.56mg/L Ni²⁺：0.12mg/L pH＝7.8。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种锌镍合金电镀废水的处理工艺，其特征在于：所述处理工艺的具体步骤如下：

(1)UV预处理：

(2)H₂O₂氧化：

(3)pH调节及沉淀反应：

往氧化完成的废水中投加氢氧化钠溶液，采用分级控制pH的方法，用在线pH仪进行测定和控制，先将pH控制为7.5-8.5，反应5-15min，静止沉淀20-40min，排除底部沉淀的锌泥；然后调节pH至9-9.5，继续反应5-15min，再将废水通过过滤器进行过滤，滤后的出水采用HCl进行中和；

(4)污泥处置：

2.如权利要求1所述的锌镍合金电镀废水的处理工艺，其特征在于：步骤(1)中，所述的UV反应器的型号为UVC-0.5，反应器的反应控制温度为18-25℃，压力为0.5-2kgf/cm²。

3.如权利要求1所述的锌镍合金电镀废水的处理工艺，其特征在于：步骤(1)中，保证反应时间为30min。

4.如权利要求1所述的锌镍合金电镀废水的处理工艺，其特征在于：步骤(2)中，所述的H₂O₂的浓度为30％，加入量为电镀废水体积的1％。

5.如权利要求1所述的锌镍合金电镀废水的处理工艺，其特征在于：步骤(2)中，搅拌强度为80rpm，反应时间控制为15min。

6.如权利要求1所述的锌镍合金电镀废水的处理工艺，其特征在于：步骤(3)中，先将pH控制为8.0，反应10min，静止沉淀30min。

7.如权利要求1所述的锌镍合金电镀废水的处理工艺，其特征在于：步骤(3)中，然后调节pH至9-9.5，继续反应10min。

8.如权利要求1所述的锌镍合金电镀废水的处理工艺，其特征在于：步骤(3)中，滤后的出水采用HCl进行中和，中和后出水的pH值为7.5-8.0。