CN105948171A

CN105948171A - 采用离子交换树脂深度处理电镀废水的方法

Info

Publication number: CN105948171A
Application number: CN201610356143.5A
Authority: CN
Inventors: 韦弘享; 张伟
Original assignee: Guangdong Yifeng Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Guangdong Yifeng Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2016-05-26
Filing date: 2016-05-26
Publication date: 2016-09-21

Abstract

本发明公开一种采用离子交换树脂深度处理电镀废水的方法，用多个收集池分类收集重金属废水、综合废水、含镍废水、含铬废水、含氰废水、化学镍废水，再进行水量监控，当废水量达到设定值时自动处理废水，减少人工干预，废水处理采用离子交换方法，投药量少，出水盐分低，可将废水中的微量物质富集浓缩，再生液便于回收；对不同废水分类处理，达到整体60%的废水回用率。

Description

采用离子交换树脂深度处理电镀废水的方法

技术领域

本发明涉及污水处理领域技术，尤其是指一种采用离子交换树脂深度处理电镀废水的方法。

背景技术

结合当前国内电镀废水处理现状，较成熟的处理工艺有：化学法、离子交换法及电解法，三种方法各有利弊，需结合实际情况进行选择，现就以上三种处理方法的优缺点进行比较如下：

一、化学法：优点是技术原理简单，便于操作管理，动力消耗少，运行费用低，投资低，维护费用低，适合处理各种浓度废水。缺点是投药量大，废水中的金属转移至污泥中，需另行污泥处理以回收金属；占地面积大，土建投资占主体。

二、电解法：优点是利用直流电进行氧化还原反应，通过控制电极电位，可得到纯度比较高的某单一金属，适合处理高浓度废水和分流较好的废水。缺点是能耗大，运行费用高，需废水中重金属浓度>2-3g/l的条件下才能达到较高的电流效率，否则电流效率太低不经济，该法不适于处理低浓度废水。

三、离子交换法：投药量少，出水盐分低，可将废水中的微量物质富集浓缩，再生液便于回收。缺点是置换不同的金属需选择不同的树脂，且受交换容量的限制，若交换金属的浓度稍高，树脂则极易饱和，需频繁再生及补充流失树脂，连续处理需配置备用树脂塔，设备投资费用高，运行费用高，仅适合处理低浓度废水。

电解法和离子交换法对少水量、金属离子单一、浓度较高的废水较为适用；本发明结合本废水处理厂各股废水的污染物种类及浓度不同，对整个工业园区废水处理在技术选择上必须同时满足达标排放、稳定可靠，所以本工程对重金属离子的去除拟选用离子交换法。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种采用离子交换树脂深度处理电镀废水的方法，对基地的电镀废水分类为重金属废水、含铬废水、含氰废水、前处理废水、化学镍废水和含镍废水六类，分别进行处理，并达到排放标准，同时能回收重金属。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种采用离子交换树脂深度处理电镀废水的方法，包括以下步骤：

（1）废水收集：在电镀厂内设置多个收集池，分类收集重金属废水、综合废水、含镍废水、含铬废水、含氰废水、化学镍废水；

（2）水量监控：各种废水各自用提升泵输送至各废水总管，在提升输送管道中安装流量计与水表，用于监控水量，各种废水注入至对应的调节池；

（3）离子交换处理：设置第一树脂塔，第二树脂塔，第三树脂塔，各个树脂塔中至少存储有PAC、PAM、H₂O₂、NAClO、FeSO₄、NaOH、NaHSO₃的一种或多种溶液；该第一树脂塔和第二树脂塔的进水口连通至调节池，第一、第二和第三树脂塔之间通过管道相互连通，第三树脂塔的输出口连通进入生化系统或排放监测池；各废水通过管道进入第一树脂塔，第二树脂塔，第三树脂塔，与PAC、PAM、H₂O₂、NAClO、FeSO₄、NaOH、NaHSO₃的一种或多种溶液进行离子置换反应，反应后由第三树脂塔的输出口进入生化系统或排放监测池。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，本废水处理系统接纳废水有重金属废水、含氰废水、含铬废水、含镍废水、化学镍废水以及综合废水六类。采用离子交换方法，投药量少，出水盐分低，可将废水中的微量物质富集浓缩，再生液便于回收；对不同废水分类处理，达到整体60%的废水回用率。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明之实施例的结构流程示意图。

图2是本发明之实施例的第一树脂塔的放大图。

图3是本发明之实施例的第二树脂塔的放大图。

图4是本发明之实施例的第三树脂塔的放大图。

附图标识说明：

1、收集池 2、提升泵

3、废水总管 4、流量计

5、水表 6、调节池

7、浮球液位计 8、第一树脂塔

9、第二树脂塔 10、第三树脂塔

11、第一进水管 12、第一反向进水管

13、第一排水管 14-1、第一进药管

14-2、第一排药管 15、第一进水阀

16、第一反排阀 17、第一排药阀

18、第一反进阀 19、第一出水阀

20、第一排水口 21、第一排水阀

22、第一进药阀 23、第二进水管

24、第二反向进水管 25、第二排水管

26-1、第二进药管 26-2、第二排药管

27、第二进水阀 28、第二反排阀

29、第二排药阀 30、第二反进阀

31、第二出水阀 32、第二排水口

33、第二排水阀 34、第二进药阀

35、第三进水管 36、第三反向进水管

37、第三排水管 38-1、第三进药管

38-2、第三排药管 39、第三进水阀

40、第三反排阀 41、第三排药阀

42、第三反进阀 43、第三出水阀

44、第三排水口 45、第三排水阀

46、第三进药阀 47、储药箱

48、再生泵。

具体实施方式

请参照图1-4所示，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构，是一种采用离子交换树脂深度处理电镀废水装置，基于该装置的废水方法包括以下步骤：

第一步，废水收集：在电镀厂内设置多个收集池1，分类收集重金属废水、综合废水、含镍废水、含铬废水、含氰废水、化学镍废水。

其中，重金属废水是电镀过程中产生的各类含铜清洗废水，以及进行过金属镍回收之后的含镍废水。重金属废水中主要污染物为金属铜离子，有机物浓度较低，适宜回用。重金属废水中主要污染物为金属铜离子，有机物浓度较低，水质相对清洁，因此将含铜废水纳入回用原水源。

含氰废水主要来源于氰化镀铜、碱性氰化物镀金、中性和酸性镀金、氰化物镀银、氰化镀铜锡合金、仿金电镀等含氰电镀工序的清洗水。含氰废水主要污染物为氰化物、重金属离子（以络合态存在）等成分。

含铬废水主要来源于镀铬、镀黑铬以及钝化等工序。含铬废水中主要污染物为六价铬、总铬等。

含氰废水是电镀过程中产生的各类含镍清洗废水。废水中主要污染物为金属镍离子，有机物浓度较低，适宜回用。含氰废水中主要污染物为金属镍离子，有机物浓度较低，水质相对清洁，因此将含镍废水纳入回用原水源。

化学镍废水主要来源于化学镀镍等工序，废水中主要污染物为镍离子、TP等。

综合废水主要为车间跑冒滴漏的废水以及其他废水，主要污染物为少量六价铬离子、少量氰化物。

依据废水不同的特性，对镀件进行清洗和除油除蜡等处理过程中产生的废水纳入综合废水收集池；镀铬、钝化、铝阳极氧化等镀件的清洗水纳入含铬废水收集池；化学镍工序产生的废水纳入到化学镍废水收集池；镀铜、镀锌及酸碱水洗等过程产生的废水纳入重金属废水收集池；镀底铜、镀银、镀金过程产生的废水纳入含氰废水收集池。其他的废槽液在厂内单独收集委外处理。

第二步，水量监控：各种废水各自用提升泵2输送至各废水总管3，在提升输送管道中安装流量计4与水表5，用于监控水量，确保系统安全。各种废水注入至对应的调节池6；在废水收集池1中设置有浮球液位计7，当收集的废水量达到一定值，自动进行废水处理。调节池6中安装曝气装置，在曝气系统的作用下均匀水质。

第三步，离子交换处理：设置第一树脂塔8，第二树脂塔9，第三树脂塔10，各个树脂塔中至少存储有PAC、PAM、H₂O₂、NAClO、FeSO₄、NaOH、NaHSO₃的一种或多种溶液；该第一树脂塔8和第二树脂塔9的进水口连通至调节池6，第一、第二和第三树脂塔8、9、10之间通过管道相互连通，第三树脂塔10的输出口连通进入生化系统或排放监测池；各废水通过管道进入第一树脂塔8，第二树脂塔9，第三树脂塔10，与PAC、PAM、H₂O₂、NAClO、FeSO₄、NaOH、NaHSO₃的一种或多种溶液进行离子置换反应，反应后由第三树脂塔10的输出口进入生化系统或排放监测池。

各种废水的处理方法如下：

（1）重金属废水：重金属废水是含有金属铜离子的废水，重金属废水打入调节池6后进入第一、第二和第三树脂塔8、9、10，投加NaOH将pH值调整至合适的范围，金属铜离子采用氢氧化物沉淀法去除，方程式如下：

Cu²⁺+2OH^-→Cu(OH)₂↓。

（2）含氰废水：含氰废水均化水质水量后用提升泵2打至第一、第二和第三树脂塔8、9、10，调整pH值至10～11时投入NAClO进行一级破氰，再调整pH值至6.5～7时再投入H₂O₂进行二级破氰反应，经两级破氰后的清水再投加NaOH将pH值调整至合适的范围，将重金属离子转化为可沉淀物析出，两级碱性氯化法破氰反应的化学方程式如下：

CN^-+OCl^-+H₂O→CNCl+2OH^-

CNCl+2OH^-→CNO^-+Cl^-+H₂O

2CNO^-+4OH^-+3Cl₂→2CO₂+N₂+6Cl^-+2H₂O。

（3）含铬废水：含铬废水首先收集至调节池6，在曝气系统的作用下均匀水质，然后由提升泵2将废水提升至第一树脂塔8，第二树脂塔9，第三树脂塔10中，经调整pH值至2~3后投加还原剂FeSO₄，将六价铬还原为三价铬后，投NaOH将pH值调整至合适的范围，将重金属离子转化为可沉淀物析出，含铬废水还原及沉淀反应方程式如下：

Cr₂O₇ ^2-+6Fe²⁺+14H⁺→2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O

Cr³⁺+3OH^-→Cr(OH)₃↓。

（4）含镍废水：含镍废水首先收集至调节池6，在曝气系统的作用下均匀水质，然后由提升泵2将废水提升至第一树脂塔8，第二树脂塔9，第三树脂塔10中，经加NaOH调整pH值至合适的范围，再与PAC或PAM化合反应，将重金属离子转化为可沉淀物析出，金属镍离子采用氢氧化物沉淀法去除，方程式如下：

Ni²⁺+2OH^-→Ni(OH)₂↓。

（5）化学镍废水：化学镍废水首先收集至调节池6，在曝气系统的作用下均匀水质，然后由提升泵2将废水提升至第一树脂塔8，第二树脂塔9，第三树脂塔10中，加NaOH调整pH值至合适的范围，再用NAClO进行氧化还原，再与PAC或PAM化合反应，将重金属离子转化为可沉淀物析出。

（6）综合废水：综合废水首先收集至综合废水调节池6，经曝气均化水质水量后打至第一树脂塔8，第二树脂塔9，第三树脂塔10中，加NaOH调节pH至2～3之间，投加还原剂FeSO₄进行还原反应，将六价铬转化为三价铬；之后进入氧，投加H₂O₂/FeSO₄试剂进行Feoton化学氧化反应；氧化反应完成之后，投加NaOH调节pH值至弱碱性，投加NAClO和H₂O₂进行破氰；经两级破氰后的清水再投加NaOH将pH值调整至10-10.5，将重金属离子转化为可沉淀物析出。

本实施例中，树脂塔的结构如下：

如图2所示，所述第一树脂塔8包括第一进水管11，第一反向进水管12，第一排水管13，第一进药管14-1，第一排药管14-2。该第一进水管11连接调节池6，第一进水管11上设置第一进水阀15、第一反排阀16，第一进水阀15和第一反排阀16之间的管路连通第一排药管14-2，第一排药管14-2上设置有第一排药阀17；该第一反向进水管12的一端与第一进水管11相连通，第一反向进水管12的输出端作为第三树脂塔10的进水输入端或者进入生化系统或排放监测池，第一反向进水管12上设有第一反进阀18和第一出水阀19，该第一反进阀18和第一出水阀19之间的管路连通第一排水管13；第一排水管13的一端连接第一进药管14-1，另一端与第一进水管11的出口端相汇合连接至第一排水口20；第一排水管13上设有第一排水阀21，第一进药管14-1上连接有第一进药阀22；

如图3所示，所述第二树脂塔9包括第二进水管23，第二反向进水管24，第二排水管25，第二进药管26-1，第二排药管26-2，该第二进水管23连接调节池6，第二进水管23上设置第二进水阀27、第二反排阀28，第二进水阀27和第二反排阀28之间的管路连通第二排药管26-2，第二排药管26-2上设置有第二排药阀29；该第二反向进水管24的一端与第二进水管23相连通，第二反向进水管24的输出端作为第三树脂塔10的进水输入端或者进入生化系统或排放监测池，第二反向进水管24上设有第二反进阀30和第二出水阀31，该第二反进阀30和第二出水阀31之间的管路连通第二排水管25；第二排水管25的一端连接第二进药管26-1，另一端与第二进水管23的出口端相汇合连接至第二排水口32；第二排水管25上设有第二排水阀33，第二进药管26-1与第一进药管14-1相通，第二进药管26-1上连接有第二进药阀34；

如图4所示，所述第三树脂塔10包括第三进水管35，第三反向进水管36，第三排水管37，第三进药管38-1，第二排药管38-2，该第三进水管35连接第一反向进水管12的输出端和第二反向进水管24的输出端，第三进水管35上设置第三进水阀39、第三反排阀40，第三进水阀39和第三反排阀40之间的管路连通第三排药管38-2，第三排药管38-2上设置有第三排药阀41；该第三反向进水管36的一端与第三进水管35相连通，第三反向进水管36的输出端进入生化系统或排放监测池，第三反向进水管36上设有第三反进阀42和第三出水阀43，该第三反进阀42和第三出水阀43之间的管路连通第三排水管37；第三排水管37的一端连接第三进药管38-1，另一端与第三进水管35的出口端相汇合连接至第三排水口44；第三排水管37上设有第三排水阀45，第三进药管38-1与第二进药管26-1相通，第三进药管38-1上连接有第三进药阀46；

所述第一排药管14-2、第二排药管26-2、第三排药管38-2的输出端连通至储药箱47，储药箱47中存储有PAC、PAM、H₂O₂、NAClO、FeSO₄、NaOH、NaHSO₃，储药箱47通过再生泵48连接第一进药管14-1、第二进药管26-1、第三进药管38-1，再生泵48的输出端设有流量计4。

综上所述，本发明的设计重点在于，本废水处理系统接纳废水有重金属废水、含氰废水、含铬废水、含镍废水、化学镍废水以及综合废水六类。采用离子交换方法，投药量少，出水盐分低，可将废水中的微量物质富集浓缩，再生液便于回收；对不同废水分类处理，达到整体60%的废水回用率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种采用离子交换树脂深度处理电镀废水的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）废水收集：在电镀厂内设置多个收集池（1），分类收集重金属废水、综合废水、含镍废水、含铬废水、含氰废水、化学镍废水；

（2）水量监控：各种废水各自用提升泵（2）输送至各废水总管（3），在提升输送管道中安装流量计（4）与水表（5），用于监控水量，各种废水注入至对应的调节池（6）；

（3）离子交换处理：设置第一树脂塔（8），第二树脂塔（9），第三树脂塔（10），各个树脂塔中至少存储有PAC、PAM、H₂O₂、NAClO、FeSO₄、NaOH、NaHSO₃的一种或多种溶液；该第一树脂塔（8）和第二树脂塔（9）的进水口连通至调节池（6），第一、第二和第三树脂塔（8、9、10）之间通过管道相互连通，第三树脂塔（10）的输出口连通进入生化系统或排放监测池；各废水通过管道进入第一树脂塔（8），第二树脂塔（9），第三树脂塔（10），与PAC、PAM、H₂O₂、NAClO、FeSO₄、NaOH、NaHSO₃的一种或多种溶液进行离子置换反应，反应后由第三树脂塔（10）的输出口进入生化系统或排放监测池。

2.根据权利要求1所述的采用离子交换树脂深度处理电镀废水的方法，其特征在于：重金属废水是含有金属铜离子的废水，重金属废水打入调节池（6）后进入第一、第二和第三树脂塔（8、9、10），投加NaOH将pH值调整至合适的范围，金属铜离子采用氢氧化物沉淀法去除，方程式如下：

Cu²⁺+2OH^-→Cu(OH)₂↓。

3.根据权利要求1所述的采用离子交换树脂深度处理电镀废水的方法，其特征在于：含氰废水均化水质水量后用提升泵（2）打至第一、第二和第三树脂塔（8、9、10），调整pH值至10～11时投入H₂O₂进行二级破氰，再调整pH值至6.5～7时再投入H₂O₂进行二级破氰反应，经两级破氰后的清水再投加NaOH将pH值调整至合适的范围，将重金属离子转化为可沉淀物析出，两级碱性氯化法破氰反应的化学方程式如下：

CN^-+OCl^-+H₂O→CNCl+2OH^-

CNCl+2OH^-→CNO^-+Cl^-+H₂O

2CNO^-+4OH^-+3Cl₂→2CO₂+N₂+6Cl^-+2H₂O。

4.根据权利要求1所述的采用离子交换树脂深度处理电镀废水的方法，其特征在于：含铬废水首先收集至调节池（6），在曝气系统的作用下均匀水质，然后由提升泵（2）将废水提升至第一树脂塔（8），第二树脂塔（9），第三树脂塔（10）中，经调整pH值至2~3后投加还原剂FeSO₄，将六价铬还原为三价铬后，投NaOH将pH值调整至合适的范围，将重金属离子转化为可沉淀物析出，含铬废水还原及沉淀反应方程式如下：

Cr₂O₇ ^2-+6Fe²⁺+14H⁺→2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O

Cr³⁺+3OH^-→Cr(OH)₃↓。

5.根据权利要求1所述的采用离子交换树脂深度处理电镀废水的方法，其特征在于：含镍废水首先收集至调节池（6），在曝气系统的作用下均匀水质，然后由提升泵（2）将废水提升至第一树脂塔（8），第二树脂塔（9），第三树脂塔（10）中，经加NaOH调整pH值至合适的范围，再与PAC或PAM化合反应，将重金属离子转化为可沉淀物析出，金属镍离子采用氢氧化物沉淀法去除，方程式如下：

Ni²⁺+2OH^-→Ni(OH)₂↓。

6.根据权利要求1所述的采用离子交换树脂深度处理电镀废水的方法，其特征在于：化学镍废水首先收集至调节池（6），在曝气系统的作用下均匀水质，然后由提升泵（2）将废水提升至第一树脂塔（8），第二树脂塔（9），第三树脂塔（10）中，加NaOH调整pH值至合适的范围，再用NAClO进行氧化还原，再与PAC或PAM化合反应，将重金属离子转化为可沉淀物析出。

7.根据权利要求1所述的采用离子交换树脂深度处理电镀废水的方法，其特征在于：综合废水首先收集至综合废水调节池（6），经曝气均化水质水量后打至第一树脂塔（8），第二树脂塔（9），第三树脂塔（10）中，加NaOH调节pH至2~3之间，投加还原剂FeSO₄进行还原反应，将六价铬转化为三价铬；之后进入氧，投加H₂O₂/FeSO₄试剂进行Feoton化学氧化反应；氧化反应完成之后，投加NaOH调节pH值至弱碱性，投加NAClO和H₂O₂进行破氰；经两级破氰后的清水再投加NaOH将pH值调整至10-10.5，将重金属离子转化为可沉淀物析出。

8.根据权利要求1所述的采用离子交换树脂深度处理电镀废水的方法，其特征在于：所述第一树脂塔（8）包括第一进水管（11），第一反向进水管（12），第一排水管（13），第一进药管（14-1），第一排药管（14-2），该第一进水管（11）连接调节池（6），第一进水管（11）上设置第一进水阀（15）、第一反排阀（16），第一进水阀（15）和第一反排阀（16）之间的管路连通第一排药管（14-2），第一排药管（14-2）上设置有第一排药阀（17）；该第一反向进水管（12）的一端与第一进水管（11）相连通，第一反向进水管（12）的输出端作为第三树脂塔（10）的进水输入端或者进入生化系统或排放监测池，第一反向进水管（12）上设有第一反进阀（18）和第一出水阀（19），该第一反进阀（18）和第一出水阀（19）之间的管路连通第一排水管（13）；第一排水管（13）的一端连接第一进药管（14-1），另一端与第一进水管（11）的出口端相汇合连接至第一排水口（20）；第一排水管（13）上设有第一排水阀（21），第一进药管（14-1）上连接有第一进药阀（22）；

所述第二树脂塔（9）包括第二进水管（23），第二反向进水管（24），第二排水管（25），第二进药管（26-1），第二排药管（26-2），该第二进水管（23）连接调节池（6），第二进水管（23）上设置第二进水阀（27）、第二反排阀（28），第二进水阀（27）和第二反排阀（28）之间的管路连通第二排药管（26-2），第二排药管（26-2）上设置有第二排药阀（29）；该第二反向进水管（24）的一端与第二进水管（23）相连通，第二反向进水管（24）的输出端作为第三树脂塔（10）的进水输入端或者进入生化系统或排放监测池，第二反向进水管（24）上设有第二反进阀（30）和第二出水阀（31），该第二反进阀（30）和第二出水阀（31）之间的管路连通第二排水管（25）；第二排水管（25）的一端连接第二进药管（26-1），另一端与第二进水管（23）的出口端相汇合连接至第二排水口（32）；第二排水管（25）上设有第二排水阀（33），第二进药管（26-1）与第一进药管（14-1）相通，第二进药管（26-1）上连接有第二进药阀（34）；

所述第三树脂塔（10）包括第三进水管（35），第三反向进水管（36），第三排水管（37），第三进药管（38-1），第三排药管（38-2），该第三进水管（35）连接第一反向进水管（12）的输出端和第二反向进水管（24）的输出端，第三进水管（35）上设置第三进水阀（39）、第三反排阀（40），第三进水阀（39）和第三反排阀（40）之间的管路连通第三排药管（38-2），第三排药管（38-2）上设置有第三排药阀（41）；该第三反向进水管（36）的一端与第三进水管（35）相连通，第三反向进水管（36）的输出端进入生化系统或排放监测池，第三反向进水管（36）上设有第三反进阀（42）和第三出水阀（43），该第三反进阀（42）和第三出水阀（43）之间的管路连通第三排水管（37）；第三排水管（37）的一端连接第三进药管（38），另一端与第三进水管（35）的出口端相汇合连接至第三排水口（44）；第三排水管（37）上设有第三排水阀（45），第三进药管（38）与第二进药管（26-1）相通，第三进药管（38）上连接有第三进药阀（46）；

所述第一排药管（14-2）、第二排药管（26-2）、第三排药管（38-2）的输出端连通至储药箱（47），储药箱（47）通过再生泵（48）连接第一进药管（14-1）、第二进药管（26-1）、第三进药管（38-1），再生泵（48）的输出端设有流量计（4）。