CN107840509A - 电镀废水处理工艺及其专用装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电镀废水处理工艺及其专用装置，将电镀废水分为含铬废水、含镍废水、含氰废水及综合废水进行分类处理，即含铬废水分别经过还原反应、混凝沉淀后进入中间混合系统；含镍废水分别经过氧化破络合、混凝沉淀、深度处理后进入中间混合系统；含氰废水经过氧化破氰后与综合废水混合后进入混凝沉淀系统，经混凝沉淀后进入中间混合系统进行混合得到混合废水。混合废水进行反渗透膜分离，得到的产水回用，浓缩液进行蒸发结晶，最终得到结晶盐。本发明可循环用于生产线，得到的结晶盐，可回收利用。

Description

电镀废水处理工艺及其专用装置
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体讲就是涉及电镀废水处理工艺及其专用装置。
背景技术
电镀工业属于我国的重要工业，电镀产品在很多行业都能够应用到，为满足市场需求，很多电镀厂在忙于加大生产量的同时却忽略了电镀加工过程中产生的废水给环境带来的危害。随着可持续性发展宏观政策的推行、以及由于经济的持续增长、水资源的匮乏，导致了水价格的不断提高，电镀企业需要寻求一种符合国家环保政策要求的电镀废水处理技术，来实现电镀废水回用。
目前，电镀废水处理技术主要有化学沉淀、离子交换、膜分离法等，但最终仍然面临着处理成本高、处理效果不佳、二次污染等问题，严重影响了电镀企业的发展，因此，电镀废水处理是企业发展的一个重要环节。
开发电镀废水处理及回用技术，不仅能够节约水资源，还能解决废水排放对环境造成的影响，缓解日趋突出的用水紧张问题，而且能够减少废水的排放，从而减轻对周围水体的污染，改善人类居住环境。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种电镀废水处理工艺及其专用装置，将电镀废水分为含铬废水、含镍废水、含氰废水及综合废水，通过还原反应、氧化破络合、氧化破氰、混凝沉淀、反渗透膜分离、蒸发结晶的方式将电镀废水进行处理，最终出水水质优于《金属镀覆和化学覆盖工艺用水水质规范》(HB5472-1991)B类标准，可循环回用于生产线，并且得到结晶盐可资源化利用，节约了水资源，而且取得较好的经济效益。
技术方案
为了实现上述技术目的，本发明设计电镀废水处理工艺，其特征在于，它包括以下几个步骤：
(1)含铬废水进行还原反应，得到出水；
含镍废水进行氧化破络合，得到破络合出水,；
含氰废水进行破氰反应，得到出水；
(2)将步骤(1)中的含铬废水进行还原反应得到的出水进行沉淀反应，得到沉淀出水一；
将步骤(1)中的含镍废水进行氧化破络合得到的出水进行沉淀反应，得到沉淀出水二，沉淀出水二再进行深度处理，得到出水；
将将步骤(1)中的含氰废水进行破氰反应得到出水与综合废水进行沉淀反应，得到沉淀出水三；
(3)将步骤(2)中得到的沉淀出水一，深度处理出水和沉淀出水三进行充分混合，得到混合废水；
(4)将步骤(3)中的混合废水进行膜分离，得到膜产水与浓缩液；
(5)将步骤(4)得到的浓缩液进行蒸发结晶，得到结晶盐。
较佳地，所述步骤(1)中的含铬废水的pH值调节2.5～4之间,向废水中加入硫酸亚铁(FeSO4)或亚硫酸氢钠(NaHSO3)，在一定条件下进行还原反应，将水中的六价铬(Cr6+)还原为三价铬(Cr3+)。
所述步骤(1)中的含镍废水进入破络合系统后，调节废水的氧化还原电位(ORP)在600～800mV之间，然后加入次氯酸钠进行氧化破络合，使得废水中的络合态镍转化为游离态镍。
所述步骤(1)中的含氰废水进入破氰系统，破氰过程分为两级，即首先通过加入氢氧化钠或石灰或熟石灰调节废水的pH值大于10,氧化还原电位(ORP)在350-400mV之间，然后加入次氯酸钠，进行氧化反应，将废水中的氰氧化为氰酸根，然后出水进入二级系统，调节pH值至7.5～8.5，氧化还原电位(ORP)在650-800mV之间，加入次氯酸钠，进一步氧化反应，将废水中的氰酸根完全氧化为氮气和二氧化碳，从而去除水中的氰。
较佳地，所述步骤(2)中进行沉淀反应的方法是：首先通过加入氢氧化钠或石灰(CaO)或熟石灰，控制pH值在8～12之间，然后加入聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)等化学药剂，分别使废水中铬、镍、铜、锌金属离子生成沉淀，沉淀以污泥形式送入污泥处理系统。所述步骤(2)的沉淀出水二再采用重捕剂或高级氧化的方法进行深度处理，进一步去除镍。
较佳地，所述步骤(4)中进行膜分离过程中，废水的pH值在5～8之间，操作压力在0.5～4MPa之间。
较佳地，所述步骤(5)中的蒸发结晶过程采用强制循环蒸发结晶方式对浓缩液进行蒸发结晶，使得水中的氯盐转化为结晶盐析出，高温蒸汽转化为冷凝水进行回用。
用于上述电镀废水处理工艺的专用装置，其特征在于：它包括还原反应器、破络合反应器、破氰反应器、第一沉淀池、第二沉淀池、第三沉淀池、中间混合池、反渗透单元和蒸发结晶单元；
第一原水箱与还原反应器连接，连接管路上装有第一进水泵，还原反应器的输出端与第一沉淀池连接，第一沉淀池的清液输出端连接中间混合池，第一沉淀池的污泥输出端连接第一污泥处理系统；
第二原水箱与破络合反应器连接，连接管路上装有第二进水泵，破络合反应器的输出端与第二沉淀池连接，第二沉淀池的污泥输出端与第二污泥处理系统连接，第二沉淀池的清液输出端连接深度处理反应器，深度反应器的出水输出端连接中间混合池，沉淀输出端连接第二沉淀池；
第三原水箱与破氰反应器连接，连接管路上装有第三进水泵，破氰反应器的清液输出端与第三沉淀池连接，第三沉淀池的污泥输出端连接第三污泥处理系统，第三沉淀池的清液输出端连接中间混合池；
第四原水箱与第三沉淀池连接，连接管路上装有第四进水泵；
中间混合池的输出端与反渗透单元连接，连接管路上装有第五进水泵，反渗透单元的产水端与产水箱连接，反渗透单元的浓缩液输出端与蒸发结晶单元连接，蒸发结晶单元的输出端与盐回收箱连接。
较佳地，所述还原反应器、破络合反应器中均设有紫外光源、加药装置。
较佳地，所述第一沉淀池、第二沉淀池、第三沉淀池与破氰反应器中均设有第一搅拌机、第二搅拌机、第三搅拌机和第四搅拌机。
较佳地，所述蒸发结晶单元中设有蒸发罐、结晶器及离心机。
有益效果
本发明提供的一种电镀废水处理工艺及其专用装置，首先按照国家环保要求将电镀废水分为含铬废水、含镍废水、含氰废水、综合废水共4类废水，然后分别对每一类废水进行处理，即通过还原反应、氧化破络合、氧化破氰、混凝沉淀、反渗透分离、蒸发结晶的方式将4类电镀废水进行分类处理，最终出水水质优于《金属镀覆和化学覆盖工艺用水水质规范》(HB5472-1991)B类标准，可循环回用于生产线，得到结晶盐可资源化利用，不仅解决了电镀废水达标排放的难题，而且节约了水资源，取得较好的经济效益。
附图说明
附图1是本发明实施例的工艺流程图。
附图2是本发明实施例的专用装置连接关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明做详细说明。
实施例
如附图2所示，电镀废水处理工艺的专用装置，它包括还原反应器1、破络合反应器2、破氰反应器3、第一沉淀池4、第二沉淀池5、第三沉淀池6、中间混合池7、反渗透单元8和蒸发结晶单元9；
第一原水箱10与还原反应器1连接，连接管路上装有第一进水泵11，还原反应器1的输出端与第一沉淀池4连接，第一沉淀池4的清液输出端连接中间混合池7，第一沉淀池4的污泥输出端连接第一污泥处理系统13；
第二原水箱14与破络合反应器2连接，连接管路上装有第二进水泵15，破络合反应器2的输出端与第二沉淀池5连接，第二沉淀池5的污泥输出端与第二污泥处理系统18连接，第二沉淀池5的清液输出端连接深度处理反应器17，深度处理反应器17的出水端连接中间混合池7，沉淀输出端连接第二沉淀池5；
第三原水箱19与破氰反应器3连接，连接管路上装有第三进水泵20，破氰反应器3的清液输出端与第三沉淀池6连接，第三沉淀池6的污泥输出端连接第三污泥处理系统23，第三沉淀池6的清液输出端连接中间混合池7；
第四原水箱26与第三沉淀池6连接，连接管路上装有第四进水泵27；
中间混合池7的输出端与反渗透单元8连接，连接管路上装有第五进水泵24，反渗透单元8的产水端与产水箱25连接，反渗透单元8的浓缩液输出端与蒸发结晶单元9连接，蒸发结晶单元9的输出端与盐回收箱28连接。
所述还原反应器1、破络合反应器2中均设有紫外光源、加药装置。
所述第一沉淀池4、第二沉淀池5、第三沉淀池6与破氰反应器3中分别对应设有第一搅拌机12、第二搅拌机16、第三搅拌机22和第四搅拌机21。
所述蒸发结晶单元9中设有蒸发罐、结晶器及离心机。
如附图1所示，利用上述装置进行电镀废水处理的工艺，它包括以下几个步骤：
第一步：含铬废水进入还原反应系统后，调节废水的pH值至2.5～4之间,向废水中加入硫酸亚铁(FeSO4)或亚硫酸氢钠(NaHSO3)，在一定条件下进行还原反应，将水中的六价铬(Cr6+)还原为三价铬(Cr3+)。
含镍废水进入破络合系统后，调节废水的氧化还原电位(ORP)在600-800mV之间，然后加入次氯酸钠进行氧化破络合，使得废水中的络合态镍转化为游离态镍。
含氰废水进入破氰系统，破氰过程分为两级，即首先通过加入氢氧化钠或石灰或熟石灰调节废水的pH值大于10,氧化还原电位(ORP)在350～400mV之间，然后加入次氯酸钠，进行氧化反应，将废水中的氰氧化为氰酸根，然后出水进入二级系统，调节pH值至7.5～8.5，氧化还原电位(ORP)在650～800mV之间，加入次氯酸钠，进一步氧化反应，将废水中的氰酸根完全氧化为氮气和二氧化碳，从而去除水中的氰。
第二步：将第一步中的含铬废水处理出水送入第一沉淀池4，通过加药泵加入氢氧化钠(NaOH)或石灰(CaO)或熟石灰(Ca(OH)2)，调节pH在8～12之间，然后加入聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)等化学药剂，使废水中三价铬生成氢氧化铬沉淀，该沉淀排入第一污泥处理系统13，同时得到沉淀出水一。
将第一步中的含镍废水处理出水送入第二沉淀池5，通过加药泵加入氢氧化钠(NaOH)或石灰(CaO)或熟石灰(Ca(OH)2)，调节pH值在8～12之间，然后加入聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)等化学药剂，使废水中镍生成沉淀，该沉淀排入第二污泥处理系统17待处理，同时得到沉淀出水二；将沉淀出水二送入深度处理反应器，采用重捕剂或高级氧化法进行深度处理，进一步去除镍
将第一步中的含氰废水处理出水与综合废水(主要含有酸、碱、铜等其他金属离子)送入混凝沉淀系统Ⅲ，通过加药泵加入氢氧化钠(NaOH)或石灰(CaO)或熟石灰(Ca(OH)2)，调节pH在8～12之间，然后加入聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)等化学药剂，使废水中铜、锌等金属离子生成氢氧化物沉淀，该沉淀排入第三污泥处理系统22，同时得到沉淀出水三。
第三步：将第二步中的沉淀出水一、沉淀出水二及沉淀出水三均送入中间混合池7，进行充分混合，得到混合废水；
第四步：将第三步中的混合废水送入反渗透单元8，调节废水的pH值在5～8之间，控制操作压力在0.5～4MPa之间，然后进行浓缩分离，可使水中的小分子物质及一价离子被截留分离形成浓缩液，水分子透过膜形成产水，产水循环用于生产线，浓缩液进入蒸发结晶单元9。
第五步：将第四步得到的浓缩液进入蒸发结晶单元9，采用强制循环蒸发结晶方式对反渗透浓缩液进行蒸发结晶，使得水中的氯盐转化为结晶盐析出，其中，高温蒸汽最终转化为冷凝水，进行回用。
本实施例根据电镀废水的性质，将其分为4类废水分别进行处理，采用还原反应、氧化破氰、混凝沉淀、反渗透膜分离、蒸发结晶的方式将电镀废水进行处理，最终出水水质优于《金属镀覆和化学覆盖工艺用水水质规范》(HB5472-1991)B类标准，可循环回用于生产线，并且得到结晶盐可资源化利用，不仅解决了电镀废水达标排放的难题，而且节约了水资源，取得较好的经济效益。

Claims (9)

1.电镀废水处理工艺，其特征在于，它包括以下几个步骤：
(1)含铬废水进行还原反应，得到出水；
含镍废水进行氧化破络合，得到破络合出水；
含氰废水进行破氰反应，得到出水；
(2)将步骤(1)中的含铬废水进行还原反应得到的出水进行沉淀反应，得到沉淀出水一；
将步骤(1)中的含镍废水进行氧化破络合得到的出水进行沉淀反应，得到沉淀出水二，沉淀出水二再进行深度处理，得到出水；
将将步骤(1)中的含氰废水进行破氰反应得到出水与综合废水进行沉淀反应，得到沉淀出水三；
(3)将步骤(2)中得到的沉淀出水一，沉淀出水二和沉淀出水三进行充分混合，得到混合废水；
(4)将步骤(3)中的混合废水进行膜分离，得到膜产水与浓缩液；
(5)将步骤(4)得到的浓缩液进行蒸发结晶，得到结晶盐。
2.根据权利要求1所述的电镀废水处理工艺，其特征在于：
所述步骤(1)中的含铬废水的pH值调节至2.5～4之间,向废水中加入硫酸亚铁或亚硫酸氢钠，在一定条件下进行还原反应，将水中的六价铬还原为三价铬；
所述步骤(1)中的含镍废水进入破络合系统后，调节废水的氧化还原电位在600～800mV之间，然后加入次氯酸钠进行氧化破络合，使得废水中的络合态镍转化为游离态镍；
所述步骤(1)中的含氰废水进入破氰系统，破氰过程分为两级，即首先通过加入氢氧化钠或石灰或熟石灰调节废水的pH值大于10,氧化还原电位在350～400mV之间，然后加入次氯酸钠，进行氧化反应，将废水中的氰氧化为氰酸根，然后出水进入二级系统，调节pH值至7.5～8.5之间，氧化还原电位在650～800mV之间，加入次氯酸钠，进一步氧化反应，将废水中的氰酸根完全氧化为氮气和二氧化碳，从而去除水中的氰。
3.根据权利要求1所述的电镀废水处理工艺，其特征在于：所述步骤(2)中的混凝沉淀反应的方法是：首先通过加入氢氧化钠或石灰或熟石灰，控制pH值在8～12之间，然后加入聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，分别使废水中铬、镍、铜、锌金属离子生成沉淀，沉淀以污泥形式送入污泥处理系统，所述步骤(2)的沉淀出水二再采用重捕剂或高级氧化的方法进行深度处理，进一步去除镍。
4.根据权利要求1所述的电镀废水处理工艺，其特征在于：所述步骤(4)中进行膜分离过程中，废水的pH值在5～8之间，操作压力在0.5～4MPa之间。
5.根据权利要求1所述的电镀废水处理工艺，其特征在于：所述步骤(5)中的蒸发结晶过程采用强制循环蒸发结晶方式对浓缩液进行蒸发结晶，使得水中的氯盐转化为结晶盐析出，高温蒸汽转化为冷凝水进行回用。
6.用于上述任一项权利要求所述的电镀废水处理工艺的专用装置，其特征在于：它包括还原反应器(1)、破络合反应器(2)、破氰反应器(3)、第一沉淀池(4)、第二沉淀池(5)、第三沉淀池(6)、中间混合池(7)、反渗透单元(8)和蒸发结晶单元(9)；
第一原水箱(10)与还原反应器(1)连接，连接管路上装有第一进水泵(11)，还原反应器(1)的输出端与第一沉淀池(4)连接，第一沉淀池(4)的清液输出端连接中间混合池(7)，第一沉淀池(4)的污泥输出端连接第一污泥处理系统(13)；
第二原水箱(14)与破络合反应器(2)连接，连接管路上装有第二进水泵(15)，破络合反应器(2)的输出端与第二沉淀池(5)连接，第二沉淀池(5)的污泥输出端与第二污泥处理系统(18)连接，第二沉淀池(5)的清液输出端连接深度处理反应器(17)，深度处理反应器(17)的出水端连接中间混合池(7)，沉淀输出端连接第二沉淀池(5)；
第三原水箱(19)与破氰反应器(3)连接，连接管路上装有第三进水泵(20)，破氰反应器(3)的清液输出端与第三沉淀池(6)连接，第三沉淀池(6)的污泥输出端连接第三污泥处理系统(23)，第三沉淀池(6)的清液输出端连接中间混合池(7)；
第四原水箱(26)与第三沉淀池(6)连接，连接管路上装有第四进水泵(27)；
中间混合池(7)的输出端与反渗透单元(8)连接，连接管路上装有第五进水泵(24)，反渗透单元(8)的产水端与产水箱(25)连接，反渗透单元(8)的浓缩液输出端与蒸发结晶单元(9)连接，蒸发结晶单元(9)的输出端与盐回收箱(28)连接。
7.如权利要求6所述的电镀废水处理工艺的专用装置，其特征在于：所述还原反应器(1)、破络合反应器(2)中均设有紫外光源、加药装置。
8.如权利要求6所述的电镀废水处理工艺的专用装置，其特征在于：所述第一沉淀池(4)、第二沉淀池(5)、第三沉淀池(6)与破氰反应器(3)中分别对应设有第一搅拌机(12)、第二搅拌机(16)、第三搅拌机(22)和第四搅拌机(21)。
9.如权利要求6所述的电镀废水处理工艺的专用装置，其特征在于：所述蒸发结晶单元(9)中设有蒸发罐、结晶器及离心机。
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