CN106542681A

CN106542681A - 一种短流程电镀废水处理与回用方法

Info

Publication number: CN106542681A
Application number: CN201610982317.9A
Authority: CN
Inventors: 李继洲
Original assignee: Hohai University HHU
Current assignee: Hohai University HHU
Priority date: 2016-11-08
Filing date: 2016-11-08
Publication date: 2017-03-29

Abstract

本发明公开了一种短流程电镀废水处理与回用方法，废水处理首先将含铬废水除铬达标出水、前处理废水隔油后和含锌废水一并排入调节池，以均匀水质水量；然后废水依次送入电氧化处理系统，去除其中有机污染物；膜系统处理产生中水回用，膜浓水进入阳离子交换，去除其中的锌、铁等金属离子，出水达标排放。本发明以电氧化工艺替代了前处理废水和含锌废水的传统加药絮凝等物化处理工艺，简化了流程，大大减少了化学药剂的使用，处理过程基本无电镀污泥的产生；出水达到《电镀污染物排放标准》（GB21900‑2008）表2的排放限值要求，解决了传统物化工艺处理电镀废水COD不达标的问题，具有显著的节水减排目的。

Description

一种短流程电镀废水处理与回用方法

技术领域

本发明涉及电镀废水处理技术领域，具体涉及一种电镀锌行业废水的处理及回用方法。

背景技术

电镀行业是典型的耗水和重金属排放大户，针对电镀锌行业，主要产生三类废水，即镀件前处理（除油除锈）废水、含锌（镀锌清洗）废水和含铬（钝化清洗）废水，目前是将含铬废水经还原、沉淀预处理铬达标后、前处理废水一般通过隔油、絮凝沉淀/电絮凝、气浮预处理后，一并排入含锌废水综合排放池，然后用传统的物理化学法进行处理。鉴于废水中镀件前处理的油类、镀锌工艺的添加剂等采用传统化学方法均较难以去除，导致排水通常COD超标，不能满足达标排放要求；同时采用传统物理化学法，工艺流程长，药剂消耗量大，产生的电镀污泥多，故废水综合处理成本高。因此改革传统电镀废水处理工艺、减少电镀废水及污泥的排放量势在必行。

另一方面，随着国家对节能减排工作的深入推进，对诸如对电镀行业这类耗水大户的新鲜水消耗及废水回用率指标不断提高，废水深度处理与回用是必须的选择。近年来诸如离子交换和膜技术在电镀废水深度处理和资源化方面有了较多的研究与应用，而反渗透膜处理是目前电镀废水回用最常用的方法。反渗透膜有较高的脱盐率，产水品质高，可直接回用到电镀生产工序，但膜浓水则普遍存在重金属含量、CODcr等指标达不到行业排放要求的问题。因此，如何实现行业节水减排、提高废水回用量，同时解决膜浓水达标排放的问题显得十分迫切。

近年来也出现了一些电镀废水COD去除与深度处理回用的新方法。中国专利申请号CN 104512975 A 公开了一种电镀综合废水处理工艺，首先将废水进行沉淀沙滤，然后依据废水COD浓度采取一级或二级非均相类Feton反应的催化氧化处理，使废水COD达标，继而采用离子交换技术将废水中的重金属离子去除，最终实现电镀废水的达标排放。该发明可有效解决电镀废水中有机物的处理问题，但由于用类Feton催化氧化技术，会产生大量污泥，处置成本高。中国专利申请号CN 105152398 A 公开了一种电镀废水回收利用方法和设备，将电镀废水分质处理，含铜、含铬、含氰、含镍废水分别加碱调节pH进行沉淀，去除其中重金属离子，然后分别沉淀后的固液分离，含镍废水单独进行离子交换得到再生液和净化水，其余三类废水沉淀后混合进行离子交换处理得到再生液和净化水，再生液返回调节pH，净化水经RO膜分离得到的浓水蒸发回收固相金属，清水返回生产使用；前处理废水则直接经过滤后进反渗透处理，同时浓水蒸发，清水回用于电镀清洗过程。该发明采用了重金属废水分质处理，总体工艺流程复杂，药剂消耗多，且膜浓水蒸发成本高，得到的固相物质成分复杂，难以回收。

发明内容

本发明目是提供一种短流程电镀废水处理与回用方法，该方法将电镀锌企业废水的传统物化处理工艺进行优化，以实现缩短流程，少产污泥、中水回用等目的，同时解决了传统物化工艺处理电镀废水COD不达标的问题，具有显著的节水减排目的。

本发明采用的技术方案是：

一种短流程电镀废水处理与回用方法，包括以下步骤：

步骤一、废水调节：将含铬废水处理系统的达标出水、镀件前处理废水经隔油后的出水与电镀锌生产线的漂洗废水一并排入调节池进行水质均化，将污水混和均匀；

步骤二、电氧化处理：将调节池内的混合废水泵送入电氧化处理装置进行催化氧化反应，去除混合废水中的有机物，得到电氧化处理出水；

步骤三、超滤膜过滤，将步骤一中的电氧化处理出水进行超滤膜过滤，得到超滤产水和超滤浓水，超滤浓水返回调节池循环处理；

步骤四、反渗透膜过滤，将步骤三中的超滤产水进行反渗透膜过滤，得到反渗透产水和反渗透浓水，反渗透产水进入生产系统循环利用；

步骤五、离子交换：将反渗透浓水送入离子交换系统，去除反渗透浓水中的金属阳离子，离子交换出水水质中金属离子排放浓度达标后直接排放。

含铬废水处理系统的达标出水中，总铬﹤1.0mg/L，六价铬﹤0.2mg/L。

所述电氧化处理装置包括横截面为矩形的电氧化槽、进水管、出水管、网板式阴极和网板式阳极组成，电氧化槽的一端连接进水管，另一端连接出水管，网板式阴极和网板式阳极交替卡于电氧化槽内，网板式阴极与电源的负极连接，网板式阳极与电源的正极连接。

网板式阴极为金属钛阴极，网板式阳极为钌铱复合涂层钛阳极，网板式阴极的数量比网板式阳极的数量多一个，网板式阴极与网板式阳极的间距为10-40mm。

所述电源为直流电源或高频开关电源，电氧化处理的电流密度为10-30mA/cm2，水利停留时间为30-120min。

步骤三中，超滤膜过滤采用浸没式超滤膜，浸没式超滤膜为额定孔径等于0.01μm的中空纤维膜，其材质为聚偏氟乙烯PVDF，超滤产水控制在85%以上，超滤压力为0.1-0.2MPa。

步骤四中，所述的反渗透膜采用脱盐率在99%以上的反渗透膜，其材质为聚酰胺，控制反渗透膜产水率在40%-60%，反渗透压力为1.2-1.8MPa。

所述的离子交换系统包括阳离子交换柱，阳离子交换柱中填充有螯合树脂。

与现有技术比较，本发明的主要优势体现在：

1）电氧化较传统气浮工艺的COD去除率高30%以上，可以去除废水中的油类、电镀锌添加剂等有机物，解决了传统物化工艺处理电镀废水COD不达标的问题；

2）省去了目前电镀前处理废水隔油后的加药絮凝/电絮凝-气浮工艺，大大缩短了处理工艺流程；

3）利用超滤和反渗透组成的膜处理系统，使废水处理的回用率达到50%，降低了生产的新鲜水耗，减少了废水排放量；

4）反渗透浓水直接用离子交换法进一步处理，直接去除了其中的锌、铁等金属离子，比传统物化处理膜浓水中的重金属离子的工艺流程短。反渗透浓水经离子交换处理后，出水达到《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）表2的排放限值要求，即可直接排放。

5）整体工艺流程短，对重金属离子和COD的处理效率高，处理过程无需添加药剂，无电镀污泥产生。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

为了更好地说明本发明，下面通过具体实施例及本发明的工艺流程图1作进一步详细描述，但本发明的保护并不限于此。

一种短流程电镀废水处理与回用方法，包括以下步骤：

所述电源为直流电源或高频开关电源，电氧化处理的电流密度为10-30mA/cm²，水利停留时间为30-120min。

步骤四中，所述的反渗透膜采用脱盐率在99%以上的反渗透膜，其材质为聚酰胺，控制反渗透膜产水率在40%-60%，反渗透压力为0.1-0.2MPa。

实施例1：

某镀锌厂有四条滚镀和两条挂镀锌生产线，采用氯化钾镀锌工艺，氢氧化钠除油，盐酸除锈。目前前处理废水单独进行电絮凝-气浮工艺处理后，与达标含铬废水、含锌废水一并进行处理，因镀锌过程添加有光亮剂、脱脂剂等，加之前处理废水中未被去除的溶解性油，传统物化处理工艺难以将这些有机物去除，排水COD超标情况时有发生。取该厂的三股废水：含铬废水处理系统排水、镀件前处理废水隔油池出水与电镀生产线的漂洗废水，按照本发明的工艺流程进行如下操作：

1）以该厂实际各废水产生比例将三股废水加入调节池混和，进行水质均化后，测得其水质：水温为21℃、pH为7.1、COD为390.1mg/L、总铁为126mg/L、总铬为0.25 mg/L、六价铬为0.02 mg/L、总锌为60mg/L、氯离子为4.5g/L、电导率为12620μs/cm。

2）用泵将上述废水送入电氧化处理装置入口，在电流密度20mA/cm²、水利停留时间90min的条件下进行动态连续处理，电氧化处理出水水质达到：pH为8.1、COD为35.6mg/L、氯离子为2.35g/L、电导率为11230μs/cm。

3）电氧化处理出水排入出水槽，到达一定量后用增压泵送入浸没式超滤水池，池底部设有曝气装置，以连续式曝气维持膜丝的抖动，超滤膜通过自吸泵抽吸过滤，超滤膜出水进入超滤水池，再通过增压泵送入反渗透膜过滤装置；超滤浓水则用回流泵打回调节池。操作条件：超滤膜材质为聚偏氟乙烯PVDF中空纤维膜，超滤压力0.15MPa，水的回收率控制在90%。

4）将超滤水池中的水通过增压泵输入反渗透膜装置，反渗透膜为脱盐率在99%以上的聚酰胺膜，操作压力为1.5MPa，控制膜产水率在50%，反渗透产水排入清水池，反渗透浓水则送入离子交换系统处理。

5）将反渗透膜浓水送入装有除重金属专用的螯合型阳离子交换树脂的离子交换柱，将水中的锌、铁、铬等阳离子去除，离子交换出水进排水池，经监测达标后排放。

电镀废水经上述流程处理后，最终出水水质：pH为7.9、COD为62mg/L、总铁为1.3mg/L、总铬为0.2 mg/L、六价铬为0.036mg/L、总锌为0.8mg/L，达到《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）表2的排放限值要求。

实施例2：

某零部件加工厂有三条挂镀锌生产线，其中氯化钾镀锌线两条，氯化铵镀锌线一条，镀件用氢氧化钠除油，盐酸除锈。取该厂的三股废水：含铬废水处理系统排水、镀件前处理废水隔油池出水与电镀生产线的漂洗废水，按照本发明的工艺流程进行如下操作：

1）以该厂实际各废水产生比例将三股废水加入调节池混和，进行水质均化后，测得其水质：水温为26℃、pH为6.9、COD为175mg/L、氨氮为9.7mg/L、总铁为156mg/L、总铬为0.3mg/L、六价铬为0.01 mg/L、总锌为163mg/L、氯离子为2.5g/L、电导率为8460μs/cm。

2）用泵将上述废水送入电氧化处理装置入口，在电流密度15mA/cm²、水利停留时间30min的条件下进行动态连续处理，电氧化处理出水水质达到：pH为7.3、COD为32mg/L、氨氮为6.6mg/L、氯离子为1.78g/L、电导率为8210μs/cm。

3）电氧化处理出水排入出水槽，到达一定量后用增压泵送入浸没式超滤水池，池底部设有曝气装置，以连续式曝气维持膜丝的抖动，超滤膜通过自吸泵抽吸过滤，超滤产水进入超滤水池，再通过增压泵送入反渗透膜过滤装置；超滤浓水则用回流泵打回调节池。操作条件：超滤膜材质为聚偏氟乙烯PVDF中空纤维膜，超滤压力0.16MPa，水的回收率控制在90%。

4）将超滤水池中的水通过增压泵输入反渗透膜装置，反渗透膜为脱盐率在99%以上的聚酰胺膜，操作压力为1.3MPa，控制膜产水率在50%，反渗透产水排入清水池，反渗透浓水则送入离子交换处理系统。

5）将反渗透膜浓水送入装有除重金属专用的螯合型阳离子交换树脂的离子交换柱，将水中的锌、铁、铬等阳离子去除，出水进排水池，经监测达标后排放。

电镀废水经上述流程处理后，最终出水水质：pH为7.4、COD为58mg/L、氨氮为12.3mg/L、总铁为2.1mg/L、总铬为0.34 mg/L、六价铬为0.02mg/L、总锌为1.2mg/L，达到《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）表2的排放限值要求。

本发明并不局限于实例所描述的效果，它的描述是非限制性的。本发明的权限由权利要求所限定，本技术领域人员依据本发明通过变化、重组等方法得到的与本发明相关的技术都在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种短流程电镀废水处理与回用方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种短流程电镀废水处理与回用方法，其特征在于：含铬废水处理系统的达标出水中，总铬﹤1.0mg/L，六价铬﹤0.2mg/L。

3.如权利要求1所述的一种短流程电镀废水处理与回用方法，其特征在于：所述电氧化处理装置包括横截面为矩形的电氧化槽、进水管、出水管、网板式阴极和网板式阳极组成，电氧化槽的一端连接进水管，另一端连接出水管，网板式阴极和网板式阳极交替卡于电氧化槽内，网板式阴极与电源的负极连接，网板式阳极与电源的正极连接。

4.如权利要求3所述的一种短流程电镀废水处理与回用方法，其特征在于：网板式阴极为金属钛阴极，网板式阳极为钌铱复合涂层钛阳极，网板式阴极的数量比网板式阳极的数量多一个，网板式阴极与网板式阳极的间距为10-40mm。

5.如权利要求3所述的一种短流程电镀废水处理与回用方法，其特征在于：所述电源为直流电源或高频开关电源，电氧化处理的电流密度为10-30mA/cm²，水利停留时间为30-120min。

6.如权利要求1所述的一种短流程电镀废水处理与回用方法，其特征在于：步骤三中，超滤膜过滤采用浸没式超滤膜，浸没式超滤膜为额定孔径等于0.01μm的中空纤维膜，其材质为聚偏氟乙烯PVDF，超滤产水控制在85%以上，超滤压力为0.1-0.2MPa。

7.如权利要求1所述的一种少短流程电镀废水处理与回用方法，其特征在于：步骤四中，所述的反渗透膜采用脱盐率在99%以上的反渗透膜，其材质为聚酰胺，控制反渗透膜产水率在40%-60%，反渗透压力为1.2-1.8MPa。

8.如权利要求1所述的一种短流程电镀废水处理与回用方法，其特征在于：所述的离子交换系统包括阳离子交换柱，阳离子交换柱中填充有螯合树脂。