CN105439314A - 一种综合电镀废水中重金属去除的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种综合电镀废水中重金属去除的处理方法，属于工业废水处理技术领域。为了解决的问题是如何实现综合电镀废水中的重金属，且使整体重金属的去除率较好的效果。提供一种综合电镀废水中重金属去除的处理方法，该方法包括在综合电镀废水中加入重金属离子捕集剂，调节废水的pH值至3-7，然后，再控制温度在20℃～30℃的条件下进行充分反应后使电镀废水中的重金属与重金属离子捕集剂形成螯合物；所述综合电镀废水中含有铜、铬和镍重金属；再加入絮凝剂进行絮凝，絮凝过程中保持体系的pH值为3-7，再静置沉淀后，过滤除去沉淀物，得到去除铜离子后的电镀废水，然后，调pH值至中性后再排放。本发有的方法能够实现较好的重金属去除率的效果，综合废水中重金属的总去除率能够达到96％以上。

Description

一种综合电镀废水中重金属去除的处理方法

技术领域

本发明涉及一种综合电镀废水中重金属去除的处理方法，属于工业废水处理技术领域。

背景技术

电镀是利用电化学的方法对金属和非金属表面进行装饰、防护及获取某些新性能的一种工艺过程。电镀行业中，常用的镀种有镀镍、镀铜、镀铬、镀锌等。在电镀过程中，为了保证电镀产品的质量，使金属镀层具有平整光滑的良好外观并与镀件牢固结合，必须在镀前把镀件表面上的污物(油、锈、氧化皮等)彻底清理干净，并在镀后把镀件表面的附着液清洗干净。因此，电镀生产过程中必然排出大量废水。而电镀废水的来源比较广泛，一般包括以下几种：①镀件清洗废水；②电镀废液；③其它废水，包括冲刷车间地面、刷洗地板以及通风设备冷凝水和由于镀槽渗漏或操作管理不当造成的跑、冒、滴、漏的各种槽液和排水；④设备冷却水，设备冷却水在使用过程中除降温以外，一般没有受到重金属的污染。其中，镀件清洗水是电镀废水的主要来源，几乎占车间废水排放量的80％以上。由于镀件功能要求不同，镀种、镀液组分、操作方式、工艺条件等也不同，因此，电镀废水的污染物很复杂，主要含有铬、铜、镍、铅、金、银、镉等金属离子，其中，含有的铬、铜、镍、锌等重金属离子和氰化物等毒性较大，有些属于致癌、致畸、致突变的剧毒物质，对人类危害极大。目前，根据电镀废水种类不同，在溶液中存在的形态各异，根据性质分为含氰废水、含铬废水、含铜废水、重金属废水、酸碱废水和混合废水等等。对于综合废水的处理，如现有期刊发表的综合电镀废水处理技术的实施研究(刘世德等人，工业水处理，第30卷第3期，2010年3月)通过选采用酸化-氧化破络处理，使金属离子游离出来再进行沉淀工艺分离，再进行正交实验对条件进行优化而得到。但处理效果并不理想。显然，传统的方法化学沉淀法显然已经无法完全达到环保要求，而DTC类重金属捕集剂是在新的环保理念和思潮不断涌现的背景下产生的，它摒弃了传统的理念，从新的角度开发利用其它行业的成熟技术，成功的将捕集技术应用到环保工作中，并应用较廉价的材料，合成出有机捕集产品，这符合环保工作的宗旨，具有相当的推广价值和持久的生命力。鉴于我国电镀废水的污染现状及处理方法存在的问题，在借鉴国外研究工作的基础上，国内在上世纪90年代未开始进行二硫代氨基甲酸盐及衍生物(DTC)的研究，但是，由于采用DTC类重金属捕集剂的研究起步较晚，对其应用的影响因素、适用范围还缺乏系统的研究，尤其在重金属捕集产物的稳定性及捕集剂排入环境后的生物毒性方面的研究还存在空白。尤其，是对综合电镀废水的处理，本发明旨在研究一种新的处理方法，能够实现对综合电镀废水中铜、铬和镍重金属的综合处理。

发明内容

本发明针对以上现有技术中存在的缺陷，提供一种综合电镀废水中重金属去除的处理方法，解决的问题是如何实现综合电镀废水中的重金属，且使整体重金属的去除率较好的效果。

本发明的目的是通过以下技术方案得以实现的，一种综合电镀废水中重金属去除的处理方法，该方法包括以下步骤：

A、在综合电镀废水中加入重金属离子捕集剂，调节废水的pH值至3-7，然后，再控制温度在20℃～30℃的条件下进行充分反应后使电镀废水中的重金属与重金属离子捕集剂形成螯合物；所述综合电镀废水中含有铜、铬和镍重金属；

B、再加入絮凝剂进行絮凝，絮凝过程中保持体系的pH值为3-7，再静置沉淀后，过滤除去沉淀物，得到去除铜离子后的电镀废水，然后，调pH值至中性后再排放。

由于综合电镀废水中含有铜、铬和镍等多种重金属，而不同金属对于重金属离子捕集剂反应的体系并不完全相同，从而使其对于不同的重金属的螯合效果不同，与单一重金属去除不同，为了保证能够同时实现去除铜、铬和镍综合重金属的去除，本发明需要对综合废水的pH值进行确认或调节，确保废水的pH值至3-7的范围，然后，再加入重金属离子捕集剂进行充分反应，再与加入的絮凝剂共同起到协同作用，从而实现较好的重金属去除率的效果，综合废水中重金属的总去除率能够达到96％以上。

在上述综合电镀废水中重金属去除的处理方法中，作为优选，步骤A中所述重金属离子捕集剂为DTCR重金属捕集剂。DTCR是一长链的高分子，含有极性基这极性基中的硫离子原子半径较大，带负电，易于极化变形，产生负电场，捕捉铜、铬和镍等重金属，使生成相应的难溶氨基二硫代甲酸盐而析出，且还会生成高交联的，立体结构的螯合物，有利于更好的达到絮凝效果，实现有效的去除体系中的铜、铬和镍等重金属。作为进一步的优选，所述DTCR重金属捕集剂选自哌嗪-双-二硫代氨基甲酸盐或四亚乙基五胺二硫代氨基甲酸盐。作为更进一步的优选，所述DTCR重金属捕集剂的分子量为50万～60万。目的也是为了提高形成的螯合物中水中的沉降效果。

在上述综合电镀废水中重金属去除的处理方法中，作为优选，所述重金属离子捕集剂中还混有二氧化硅、蒙脱土和季铵盐木质素。由于二氧化硅、蒙脱土和季铵盐木质素的比表面积较大，通过混合在一起，能够使重金属捕集剂更好的分散在二氧化硅、蒙脱土和季铵盐木质素的表面，同时，二氧化硅、蒙脱土和季铵盐木质素具有较好的吸附性，还能够更好的吸附废水中的重金属，从而增加重金属捕集剂与重金属的接触效果，提高螯合反应的有效性，使更有效的去除体系中多种重金属的效果，使废水重金属的总去除率能够达到99％以上。作为进一步的优选，所述重金属离子捕集剂：二氧化硅：蒙脱土：季铵盐木质素的质量比为1：0.20～0.25：0.05～0.06：0.05～0.06。

在上述综合电镀废水中重金属去除的处理方法中，作为优选，步骤B中所述pH值为5～6。能够有效防止形成的螯合物中铜、铬和镍重金属的浸出量，提高稳定性，从而实现去除综合重金属的效果。

在上述综合电镀废水中重金属去除的处理方法中，作为优选，所述DTCR重金属捕集剂的用量为9.0mg/L～12mg/L。能够保证废水中铜离子的去除率达到99％以上。

在上述综合电镀废水中重金属去除的处理方法中，作为优选，步骤B中所述絮凝剂为三氯化铁或聚丙烯酰胺。能够更有效的强化絮凝作用和提高沉降速度，而且还具有成本低的优点。

在上述综合电镀废水中重金属去除的处理方法中，作为优选，所述DTCR重金属捕集剂与絮凝剂的体积比为1：1～1.2。能够起到较好的协同作用，保证废水中铜、铬和镍等综合重金属的去除率。

在上述综合电镀废水中重金属去除的处理方法中，作为优选，步骤A中所述反应的时间为5～20分钟。具有反应时间短和效率高的效果。

综上所述，本发明具有以下优点：

1.本发明综合电镀废水中重金属去除的处理方法，通过使综合废水中的pH值调至3-7的范围，然后，再加入重金属离子捕集剂进行充分反应，再与加入的絮凝剂共同起到协同作用，从而实现较好的重金属去除率的效果，综合废水中重金属的总去除率能够达到96％以上。

2.本发明综合电镀废水中重金属去除的处理方法，通过在重金属捕集剂中加入二氧化硅、蒙脱土和季铵盐木质素，能够更好的吸附废水中的重金属，提高反应的接触机率，从而增加重金属捕集剂与重金属的接触效果，提高螯合反应的有效性，使更有效的去除体系中多种重金属的效果，使综合废水重金属的总去除率能够达到99％以上。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，但是本发明并不限于这些实施例。

实施例1

根据实际需要，选用某电镀公司的综合电镀废水，该综合电镀废水中含有铜、铬和镍重金属，更具体的说，该综合电镀废水中含有铜离子以及其与EDTA、氨和柠檬酸形成的配合物、铬离子以及其与EDTA、氨和柠檬酸形成的配合物和镍离子以及其与EDTA、氨和柠檬酸形成的配合物，通过测定，该废水的pH值为3.5，然后，选取10L上述的综合电镀废水投入反应池中，然后，在10L综合电镀废水中加入重金属离子捕集剂9mg，控制温度在20℃条件下进行充分反应20分钟后使电镀废水中相应的重金属铜、铬和镍均与重金属离子捕集剂形成螯合物；然后，再将废水转移至絮凝池中，加入絮凝剂三氯化铁9mg，充分搅拌进行絮凝，搅拌过程中调节体系的pH值至7.0，通过调节pH值目的是为了控制浸出量，防止重金属铜、铬和镍的释放，提高重金属的去除率，调好之后，再搅拌5分钟，然后，再静置沉淀，过滤除去沉淀物，得到去除重金属铜、铬和镍后的电镀废水，然后，调pH值至中性后再排放。经过测定，排放的废水中重金属铜、铬和镍的总去除率能够达到96％。

实施例2

根据实际需要，选用某电镀公司的综合电镀废水，该综合电镀废水中含有铜、铬和镍重金属，更具体的说，该综合电镀废水中含有铜离子以及其与EDTA、氨和柠檬酸形成的配合物、铬离子以及其与EDTA、氨和柠檬酸形成的配合物和镍离子以及其与EDTA、氨和柠檬酸形成的配合物，通过测定，该废水的pH值为2.0，加入氢氧化钠溶液，调节体系的pH值至4.0，再选取10L上述的综合电镀废水投入反应池中，然后，在10L综合电镀废水中加入重金属离子捕集剂四亚乙基五胺二硫代氨基甲酸盐12mg，控制温度在30℃条件下进行充分反应10分钟后使电镀废水中相应的重金属铜、铬和镍均与重金属离子捕集剂四亚乙基五胺二硫代氨基甲酸盐形成螯合物；然后，再将废水转移至絮凝池中，加入絮凝剂聚丙烯酰胺14.4mg，充分搅拌进行絮凝，搅拌过程中调节体系的pH值至6，通过调节pH值目的是为了控制浸出量，防止重金属铜、铬和镍的释放，提高重金属的去除率，调好之后，再搅拌5分钟，然后，再静置沉淀，过滤除去沉淀物，得到去除重金属铜、铬和镍后的电镀废水，然后，调pH值至中性后再排放。经过测定，排放的废水中重金属的总去除率能够达到97％。

实施例3

根据实际需要，选用某电镀公司的综合电镀废水，该综合电镀废水中含有铜、铬和镍重金属，更具体的说，该综合电镀废水中含有铜离子以及其与EDTA、氨和柠檬酸形成的配合物、铬离子以及其与EDTA、氨和柠檬酸形成的配合物和镍离子以及其与EDTA、氨和柠檬酸形成的配合物，通过测定，该废水的pH值为2.5，加入氢氧化钠溶液，调节体系的pH值至3.5，再选取10L上述的综合电镀废水投入反应池中，然后，在10L综合电镀废水中加入重金属离子捕集剂哌嗪-双-二硫代氨基甲酸盐10mg，控制温度在25℃条件下进行充分反应15分钟后使电镀废水中相应的重金属铜、铬和镍均与重金属离子捕集剂哌嗪-双-二硫代氨基甲酸盐形成螯合物；然后，再将废水转移至絮凝池中，加入絮凝剂聚丙烯酰胺10mg，充分搅拌进行絮凝，搅拌过程中调节体系的pH值至5.0，通过调节pH值目的是为了控制浸出量，防止重金属铜、铬和镍的释放，提高重金属的去除率，调好之后，再搅拌5分钟，然后，再静置沉淀，过滤除去沉淀物，得到去除重金属铜、铬和镍后的电镀废水，然后，调pH值至中性后再排放。经过测定，排放的废水中重金属的总去除率能够达到96％。

实施例4

根据实际需要，选用某电镀公司的综合电镀废水，该综合电镀废水中含有铜、铬和镍重金属，更具体的说，该综合电镀废水中含有铜离子以及其与EDTA、氨和柠檬酸形成的配合物、铬离子以及其与EDTA、氨和柠檬酸形成的配合物和镍离子以及其与EDTA、氨和柠檬酸形成的配合物，通过测定，该废水的pH值为6.0，选取10L上述的综合电镀废水投入反应池中，然后，在10L综合电镀废水中加入重金属离子捕集剂哌嗪-双-二硫代氨基甲酸盐10mg，且所述重金属离子捕集剂中还混有二氧化硅、蒙脱土和季铵盐木质素，且重金属离子捕集剂：二氧化硅：蒙脱土：季铵盐木质素的质量比为1：0.20：0.06：0.05，控制温度在25℃条件下进行充分反应15分钟后使电镀废水中相应的重金属铜、铬和镍均与重金属离子捕集剂哌嗪-双-二硫代氨基甲酸盐形成螯合物；然后，再将废水转移至絮凝池中，加入絮凝剂聚丙烯酰胺12mg，充分搅拌进行絮凝，搅拌过程中调节体系的pH值至6.0，通过调节pH值目的是为了控制浸出量，防止重金属铜、铬和镍的释放，提高重金属的去除率，调好之后，再搅拌5分钟，然后，再静置沉淀，过滤除去沉淀物，得到去除重金属铜、铬和镍后的电镀废水，然后，调pH值至中性后再排放。经过测定，排放的废水中重金属的总去除率能够达到99.5％。

实施例5

根据实际需要，选用某电镀公司的综合电镀废水，该综合电镀废水中含有铜、铬和镍重金属，更具体的说，该综合电镀废水中含有铜离子以及其与EDTA、氨和柠檬酸形成的配合物、铬离子以及其与EDTA、氨和柠檬酸形成的配合物和镍离子以及其与EDTA、氨和柠檬酸形成的配合物，通过测定，该废水的pH值为6.0，选取10L上述的综合电镀废水投入反应池中，然后，在10L综合电镀废水中加入重金属离子捕集剂四亚乙基五胺二硫代氨基甲酸盐10mg，且所述重金属离子捕集剂四亚乙基五胺二硫代氨基甲酸盐中还混有二氧化硅、蒙脱土和季铵盐木质素，且重金属离子捕集剂四亚乙基五胺二硫代氨基甲酸盐：二氧化硅：蒙脱土：季铵盐木质素的质量比为1：0.2：0.06：0.05，控制温度在20℃条件下进行充分反应10分钟后使电镀废水中相应的重金属铜、铬和镍均与重金属离子捕集剂四亚乙基五胺二硫代氨基甲酸盐形成螯合物；然后，再将废水转移至絮凝池中，加入絮凝剂三氯化铁12mg，充分搅拌进行絮凝，搅拌过程中调节体系的pH值至6.0，通过调节pH值目的是为了控制浸出量，防止重金属铜、铬和镍的释放，提高重金属的去除率，调好之后，再搅拌5分钟，然后，再静置沉淀，过滤除去沉淀物，得到去除重金属铜、铬和镍后的电镀废水，然后，调pH值至中性后再排放。经过测定，排放的废水中重金属的总去除率能够达到99.6％。

实施例6

本实施例的具体处理方法同实施例5一致，区别仅在于重金属离子捕集剂四亚乙基五胺二硫代氨基甲酸盐：二氧化硅：蒙脱土：季铵盐木质素的质量比为1：0.23：0.055：0.06。对最终排放的废水进行测定，排放的废水中重金属的总去除率能够达到99.5％。

实施例7

根据实际需要，选用某电镀公司的综合电镀废水，该综合电镀废水中含有铜、铬和镍重金属，更具体的说，该综合电镀废水中含有铜离子以及其与EDTA、氨和柠檬酸形成的配合物、铬离子以及其与EDTA、氨和柠檬酸形成的配合物和镍离子以及其与EDTA、氨和柠檬酸形成的配合物，通过测定，该废水的pH值为6.5，再选取10L上述的综合电镀废水投入反应池中，然后，在10L综合电镀废水中加入DTCR重金属捕集剂10mg，DTCR重金属捕集剂的分子量为50万～60万，控制温度在30℃条件下进行充分反应12分钟后使电镀废水中相应的重金属铜、铬和镍均与DTCR重金属捕集剂形成螯合物；然后，再将废水转移至絮凝池中，加入絮凝剂聚丙烯酰胺11mg，充分搅拌进行絮凝，搅拌过程中调节体系的pH值至8.0，通过调节pH值目的是为了控制浸出量，防止重金属铜、铬和镍的释放，提高重金属的去除率，调好之后，再搅拌5分钟，然后，再静置沉淀，过滤除去沉淀物，得到去除重金属铜、铬和镍后的电镀废水，然后，调pH值至中性后再排放。经过测定，排放的废水中重金属的总去除率能够达到95.2％。

本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

Claims (10)

1.一种综合电镀废水中重金属去除的处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A、在综合电镀废水中加入重金属离子捕集剂，调节废水的pH值至3-7，然后，再控制温度在20℃～30℃的条件下进行充分反应后使电镀废水中的重金属与重金属离子捕集剂形成螯合物；所述综合电镀废水中含有铜、铬和镍重金属；

B、再加入絮凝剂进行絮凝，絮凝过程中保持体系的pH值为3-7，再静置沉淀后，过滤除去沉淀物，得到去除铜离子后的电镀废水，然后，调pH值至中性后再排放。

2.根据权利要求1所述综合电镀废水中重金属去除的处理方法，其特征在于，步骤A中所述重金属离子捕集剂为DTCR重金属捕集剂。

3.根据权利要求2所述综合电镀废水中重金属去除的处理方法，其特征在于，所述DTCR重金属捕集剂选自哌嗪-双-二硫代氨基甲酸盐或四亚乙基五胺二硫代氨基甲酸盐。

4.根据权利要求1或2或3所述综合电镀废水中重金属去除的处理方法，其特征在于，所述重金属离子捕集剂中还混有二氧化硅、蒙脱土和季铵盐木质素。

5.根据权利要求4所述综合电镀废水中重金属去除的处理方法，其特征在于，所述重金属离子捕集剂：二氧化硅：蒙脱土：季铵盐木质素的质量比为1：0.20～0.25：0.05～0.06：0.05～0.06。

6.根据权利要求1或2或3所述综合电镀废水中重金属去除的处理方法，其特征在于，步骤B中所述pH值为5～6。

7.根据权利要求2或3所述综合电镀废水中重金属去除的处理方法，其特征在于，所述DTCR重金属捕集剂的用量为9.0mg/L～12mg/L。

8.根据权利要求1或2或3所述综合电镀废水中重金属去除的处理方法，其特征在于，步骤B中所述絮凝剂为三氯化铁或聚丙烯酰胺。

9.根据权利要求2或3所述综合电镀废水中重金属去除的处理方法，其特征在于，所述DTCR重金属捕集剂与絮凝剂的质量比为1：1.0～1.2。

10.根据权利要1所述综合电镀废水中重金属去除的处理方法，其特征在于，步骤A中所述反应的时间为5～20分钟。