CN108314211A - 一种电镀废水的综合处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电镀废水的综合处理工艺，包括以下步骤：步骤一：电镀废水分类；步骤二：前处理废水处理；步骤三：含焦磷酸铜废水处理；步骤四：含铬废水处理；步骤五：含氰废水处理；步骤六：重金属废水处理；步骤七：沉淀物处理。本发明能够对电镀废水进行分类后进行针对性地处理，通过不同的试剂、不同的控制条件以进行不同的化学反应，最后使得废水达标。

Description

一种电镀废水的综合处理工艺
【技术领域】
本发明涉及电镀废水的技术领域，特别是电镀废水的综合处理工艺的技术领域。
【背景技术】
电镀作为重要的表面工程技术，是利用电化学方法对金属和非金属表面进行装饰、保护及获取某些新的性能的一种工艺过程。由于电镀可对金属表面做美容处理，其可在各种基材上获取装饰性、功能性和防护性较好的金属薄膜。因此，电镀行业能为各行各业服务，如冶金、车辆、军工、电器、航天等，是不可缺少的行业之一，并且也没有被其他技术全方面取代的趋势，而是在不断发展新技术和新工艺。目前，我国的电镀工业规模、产量及产值都已经步入世界电镀大国的行列，电镀工业已成为我国重要的加工行业，是现代工业体系中不可缺少的重要组成部分。根据2003年的统计，我国大约有电镀厂15000个，主要集中在东南沿海和大工业城市。我国的电镀企业30％分布在机械业，20％分布在轻工制造业、还有20％分布在电子行业，其余部分分布于航天、航空及仪器和仪表等高端行业。从镀种所占比例来看，镀锌约占45～50％，镀铜、镍以及铬约占30％，转化膜约占15％，在电子产品中镀铅、锡和金约5％。因此，电镀行业在我国与其他制造业联系紧密，已经成为各制造业的前提产业之一，在我国国民经济建设中占据着重要地位。
同时电镀也是当今全球三大污染工业之一、当今重大水污染工业源之一，是名副其实的污染大户、用水大户。早期，由于各种因素的影响，全国两百多个电镀工业园区中的大部分在建立前均缺少科学的规划和管理。电镀厂点、电镀废水排放点不够规范和集中，且大多数排放点的废水都达不到国家排放标准。截止至目前，我国电镀企业总数已破2万家，正规的生产线也日益增多，达50万条以上，电镀废水总量惊人，每年可以突破40亿立方米，约占国内废水排放总量的10％,占工业废水排放总量的20％。以浙江省为例，2010年电镀企业共有1472家，年排放废水约0.44亿立方米，规模小、产值少、管理水平低，很多电镀企业难以做到废水排放到稳定达标。镀锌是最普遍的镀种，占电镀生产能力的45％～50％，其次是镀铜、镀镍和镀铬，占30％。电镀行业每年消耗锌10万吨、镍13万吨、铜10万吨和铬酸酐8万吨，分别占到全国工业消耗量的2％、30％、1.4％及80％。
电镀废水不仅排放量大而且种类繁多，给治理带来新一轮的严峻考验。电镀行业的废水成份与其他行业产生的单一污染物不同，它多而杂，且有的比较顽固难以处理。重金属、酸、碱、氰化物等污染物常常混迹于电镀废水中。是否能积极妥善处理及处理效果如何将直接影响到周边的环境和水资源、稀有金属等保护和回收。对此，电镀行业电镀废水的污染防治和达标处理一直受到我国政府部门的高度关注，近年来倡导使用先进的电镀生产工艺，同时也提倡资源重新回收利用和生产水的回用，以减少水和资源消耗，达到降低废水和有毒污染物的排放量的目的，推动电镀行业朝绿色方向发展。尽管如此，根据近年来的统计结果表明，我国电镀行业排放的电镀废水大约有50％还没得到很好的治理。因此，电镀废水的有效治理依然是每个电镀企业面临的一个关键问题。
目前,国内大多企业对电镀废水的治理多采用物理和化学的处理方法,如离子交换法、物理化学法等。这些方法虽然对处理废水有明显效果,但是也存在较多的弊端,如离子交换法再生时排出的酸碱和重金属污染物造成二次污染,采用物理化学法处理电镀废水,因为添加各种化学药剂和产生大量含重金属离子的污泥,也造成了二次污染。在国外,目前最先进的电镀废水处理技术是膜分离技术,该技术也是当今公认的最先进的化工分离技术,主要被应用于海水淡化领域,在电镀领域国外已取得很大成效。如日本、意大利和德国等国的大多数电镀企业都是采用膜分离技术处理电镀废水并回收镍、铜、三价铬和水资源。国内的电镀行业对膜分离技术是从2000年起开始探索应用,由于电镀废水的成分复杂,处理很难达标,尤其COD难以降解,会对膜造成很大的损害。
据调查，除了个别的国有企业，就只有外商投资企业在投资建设电镀企业时，配套的工艺能够达到国际先进水平，其他的电镀企业的经营方式都非常粗放，配套的工艺也是落后过时的，且存在较多的问题。一方面过时落后的生产设备以人工或半人工操作为主，自动化水平低，导致电镀品质不好。另一方面分散的电镀企业多为家庭作坊式的小型企业，分布非常分散，缺少现代化企业管理理念，盈利少，缺少持续投资提升的能力。
当前，国内外电镀行业发展程度不一。与国外相比，我国电镀行业仍有很长一段路要走，具体表现为:
(1)资源利用率仍有很大的提升空间。我国电镀企业多数镀种的金属原料利用率低于国外水平。
(2)电镀废水处理有待进一步优化。重金属排放量大，给企业增加无形的处理负担。实际操作中，大多数废水排放达不到国家排放标准，一些原材料利用不够彻底却被简单处理，这不仅导致有毒物质直接接触环境，污染水体，而且给人们的生产生活造成不可挽回的影响。
(3)因工艺技术、生产设备等因素的影响，各镀种的单位耗水量较大，电镀生产的成本与效益不成正比。据调查，我国电镀每平方米的镀件耗水量大于0.3吨，约为国外单位耗水量的10倍左右。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种电镀废水的综合处理工艺，能够对电镀废水进行分类后进行针对性地处理，通过不同的试剂、不同的控制条件以进行不同的化学反应，最后使得废水达标。本发明结合各个调节池、气浮池、沉淀池、污泥池、氧化还原池、破氰反应池、砂滤池、中和池等进行各项物理、化学处理，使得最后的水达到排放标准。
为实现上述目的，本发明提出了一种电镀废水的综合处理工艺，包括以下步骤：
步骤一：电镀废水分类：前处理工序产生的废水属于前处理废水；含有焦磷酸铜的废水属于含焦磷酸铜废水；含铬酐镀液的废水属于含铬废水；含氰的废水属于含氰废水；镀酸铜、镀镍等废水属于重金属废水；
步骤二：前处理废水处理：将前处理废水加入废水调节池中，进行均质均量；将废水调节池中调节后的废水加入气浮池中，向气浮池内加入絮凝剂进行絮凝处理，絮凝剂的投加量为150～250mg/L，慢速搅拌5-10min后静置反应1.5h；将气浮浮渣刮除后，将废水移入污泥池，处理后出水汇入重金属废水调节池处理；
步骤三：含焦磷酸铜废水处理：将含焦磷酸铜废水加入废水调节池中，进行均质均量；将废水调节池中调节后的废水加入沉淀池，向沉淀池内加入钙盐，在碱性环境下反应，生成沉淀；将废水移入污泥池，取出上清液，汇入重金属废水调节池处理；
步骤四：含铬废水处理：含铬废水加入废水调节池中，进行均质均量；将废水调节池中调节后的废水加入酸化池，向酸化池内加入10％浓度的硫酸溶液至pH值于2.0～3.0之间；将酸化后的废水移入氧化还原池，向氧化还原池内加入亚硫酸氢钠，氧化还原池内的电位控制在290～310mV，氧化还原池内pH值控制在2.0～3.0；待反应30-40min后，氧化还原池内生成沉淀并去除；将废水移入污泥池，取出上清液，汇入重金属废水调节池处理；
步骤五：含氰废水处理：含氰废水加入废水调节池中，进行均质均量；将废水调节池中调节后的废水加入一级破氰反应池；一级破氰反应池内的电位控制在290～310mV，一级破氰反应池内pH值控制在11.0～12.0，反应30-40min后，将废水移入二级破氰反应池内；二级破氰反应池内电位控制在640～660mV，二级破氰反应池内pH值控制在7.5～8.0，反应30-40min；将废水移入污泥池，取出上清液，汇入重金属废水调节池处理；
步骤六：重金属废水处理：将重金属废水加入重金属废水调节池中，进行均质均量；将废水调节池中调节后的废水加入沉淀池内；向沉淀池内加入氢氧化钠溶液进行沉淀反应，沉淀池内的pH值控制在8.0～11.0之间，反应时间为20-30min，生成沉淀后加入絮凝剂，所述絮凝剂的投加量为150～250mg/L；待沉淀池内固液分离后，将废水移入污泥池，取出上清液进入砂滤池，砂滤池滤速为2.8～3.2m3/(m2·h)；砂滤池过滤后的水移入中和池内，中和至pH值为7.0～8.0后排出；
步骤七：沉淀物处理：污泥池内的沉淀物经过浓缩池浓缩、压滤机脱水后，于105℃下烘干24h，干燥后的大颗粒沉淀物进行粉碎处理后装袋。
作为优选，所述步骤二与步骤六中的絮凝剂均为混凝剂与助凝剂的混合液，混凝剂与助凝剂的比例为(10:1)～(30:1)，所述混凝剂为聚合氯化铝，所述助凝剂为聚丙烯酰胺。
作为优选，所述步骤三中的碱性环境的pH值控制在8.0～9.0。
作为优选，所述步骤三中的沉淀池内的化学反应为：
作为优选，所述步骤四中的氧化还原池内的化学反应为：
4H2CrO4+6NaHSO3+3H2SO4→2Cr2(SO4)3+3Na2SO4+10H2O。
作为优选，所述步骤五中的一级破氰反应池内的化学反应为：
CN-+ClO-+H2O→CNCl+2OH-与CNCl+2OH-→CNO-+Cl-+H2O；所述步骤五中的二级破氰反应池内的化学反应为：
6CNO-+ClO-+H2O→2CO2↑+N2↑+7Cl-+2OH-。
本发明的有益效果：本发明能够对电镀废水进行分类后进行针对性地处理，通过不同的试剂、不同的控制条件以进行不同的化学反应，最后使得废水达标。本发明结合各个调节池、气浮池、沉淀池、污泥池、氧化还原池、破氰反应池、砂滤池、中和池等进行各项物理、化学处理，使得最后的水达到排放标准。
本发明的特征及优点将通过实施例进行详细说明。
【具体实施方式】
本发明，包括以下步骤：
步骤一：电镀废水分类：前处理工序产生的废水属于前处理废水；含有焦磷酸铜的废水属于含焦磷酸铜废水；含铬酐镀液的废水属于含铬废水；含氰的废水属于含氰废水；镀酸铜、镀镍等废水属于重金属废水；
步骤二：前处理废水处理：将前处理废水加入废水调节池中，进行均质均量；将废水调节池中调节后的废水加入气浮池中，向气浮池内加入絮凝剂进行絮凝处理，絮凝剂的投加量为150～250mg/L，慢速搅拌5-10min后静置反应1.5h；将气浮浮渣刮除后，将废水移入污泥池，处理后出水汇入重金属废水调节池处理；
步骤三：含焦磷酸铜废水处理：将含焦磷酸铜废水加入废水调节池中，进行均质均量；将废水调节池中调节后的废水加入沉淀池，向沉淀池内加入钙盐，在碱性环境下反应，生成沉淀；将废水移入污泥池，取出上清液，汇入重金属废水调节池处理；
步骤四：含铬废水处理：含铬废水加入废水调节池中，进行均质均量；将废水调节池中调节后的废水加入酸化池，向酸化池内加入10％浓度的硫酸溶液至pH值于2.0～3.0之间；将酸化后的废水移入氧化还原池，向氧化还原池内加入亚硫酸氢钠，氧化还原池内的电位控制在290～310mV，氧化还原池内pH值控制在2.0～3.0；待反应30-40min后，氧化还原池内生成沉淀并去除；将废水移入污泥池，取出上清液，汇入重金属废水调节池处理；
步骤五：含氰废水处理：含氰废水加入废水调节池中，进行均质均量；将废水调节池中调节后的废水加入一级破氰反应池；一级破氰反应池内的电位控制在290～310mV，一级破氰反应池内pH值控制在11.0～12.0，反应30-40min后，将废水移入二级破氰反应池内；二级破氰反应池内电位控制在640～660mV，二级破氰反应池内pH值控制在7.5～8.0，反应30-40min；将废水移入污泥池，取出上清液，汇入重金属废水调节池处理；
步骤六：重金属废水处理：将重金属废水加入重金属废水调节池中，进行均质均量；将废水调节池中调节后的废水加入沉淀池内；向沉淀池内加入氢氧化钠溶液进行沉淀反应，沉淀池内的pH值控制在8.0～11.0之间，反应时间为20-30min，生成沉淀后加入絮凝剂，所述絮凝剂的投加量为150～250mg/L；待沉淀池内固液分离后，将废水移入污泥池，取出上清液进入砂滤池，砂滤池滤速为2.8～3.2m3/(m2·h)；砂滤池过滤后的水移入中和池内，中和至pH值为7.0～8.0后排出；
步骤七：沉淀物处理：污泥池内的沉淀物经过浓缩池浓缩、压滤机脱水后，于105℃下烘干24h，干燥后的大颗粒沉淀物进行粉碎处理后装袋。
具体的，所述步骤二与步骤六中的絮凝剂均为混凝剂与助凝剂的混合液，混凝剂与助凝剂的比例为(10:1)～(30:1)，所述混凝剂为聚合氯化铝，所述助凝剂为聚丙烯酰胺。
具体的，所述步骤三中的碱性环境的pH值控制在8.0～9.0。
具体的，所述步骤三中的沉淀池内的化学反应为：与Cu2++2OH-→Cu(OH)2↓。
具体的，所述步骤四中的氧化还原池内的化学反应为：
4H2CrO4+6NaHSO3+3H2SO4→2Cr2(SO4)3+3Na2SO4+10H2O。
具体的，所述步骤五中的一级破氰反应池内的化学反应为：
CN-+ClO-+H2O→CNCl+2OH-与CNCl+2OH-→CNO-+Cl-+H2O；所述步骤五中的二级破氰反应池内的化学反应为：
6CNO-+ClO-+H2O→2CO2↑+N2↑+7Cl-+2OH-。
本发明工作过程：
本发明一种电镀废水的综合处理工艺在工作过程中，通过上述工艺，结合调节池、气浮池、沉淀池、污泥池、氧化还原池、破氰反应池、砂滤池、中和池以及其他辅助设备，按照工艺步骤加入相应的试剂，进行相应的反应后，即可最终获得达标的水。
絮凝剂用于促进沉淀：加入混凝剂，利用高分子絮凝剂的吸附架桥作用，使体积较小的沉淀物絮凝形成大的矾花，利于固液分离，减少沉淀时间；混凝剂的作用是为了沉淀，便于去除，而助凝剂的作用是为了形成大的沉淀，避免过滤不出。
本发明，能够对电镀废水进行分类后进行针对性地处理，通过不同的试剂、不同的控制条件以进行不同的化学反应，最后使得废水达标。本发明结合各个调节池、气浮池、沉淀池、污泥池、氧化还原池、破氰反应池、砂滤池、中和池等进行各项物理、化学处理，使得最后的水达到排放标准。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种电镀废水的综合处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：电镀废水分类：前处理工序产生的废水属于前处理废水；含有焦磷酸铜的废水属于含焦磷酸铜废水；含铬酐镀液的废水属于含铬废水；含氰的废水属于含氰废水；镀酸铜、镀镍等废水属于重金属废水；
步骤二：前处理废水处理：将前处理废水加入废水调节池中，进行均质均量；将废水调节池中调节后的废水加入气浮池中，向气浮池内加入絮凝剂进行絮凝处理，絮凝剂的投加量为150～250mg/L，慢速搅拌5-10min后静置反应1.5h；将气浮浮渣刮除后，将废水移入污泥池，处理后出水汇入重金属废水调节池处理；
步骤三：含焦磷酸铜废水处理：将含焦磷酸铜废水加入废水调节池中，进行均质均量；将废水调节池中调节后的废水加入沉淀池，向沉淀池内加入钙盐，在碱性环境下反应，生成沉淀；将废水移入污泥池，取出上清液，汇入重金属废水调节池处理；
步骤四：含铬废水处理：含铬废水加入废水调节池中，进行均质均量；将废水调节池中调节后的废水加入酸化池，向酸化池内加入10％浓度的硫酸溶液至pH值于2.0～3.0之间；将酸化后的废水移入氧化还原池，向氧化还原池内加入亚硫酸氢钠，氧化还原池内的电位控制在290～310mV，氧化还原池内pH值控制在2.0～3.0；待反应30-40min后，氧化还原池内生成沉淀并去除；将废水移入污泥池，取出上清液，汇入重金属废水调节池处理；
步骤五：含氰废水处理：含氰废水加入废水调节池中，进行均质均量；将废水调节池中调节后的废水加入一级破氰反应池；一级破氰反应池内的电位控制在290～310mV，一级破氰反应池内pH值控制在11.0～12.0，反应30-40min后，将废水移入二级破氰反应池内；二级破氰反应池内电位控制在640～660mV，二级破氰反应池内pH值控制在7.5～8.0，反应30-40min；将废水移入污泥池，取出上清液，汇入重金属废水调节池处理；
步骤六：重金属废水处理：将重金属废水加入重金属废水调节池中，进行均质均量；将废水调节池中调节后的废水加入沉淀池内；向沉淀池内加入氢氧化钠溶液进行沉淀反应，沉淀池内的pH值控制在8.0～11.0之间，反应时间为20-30min，生成沉淀后加入絮凝剂，所述絮凝剂的投加量为150～250mg/L；待沉淀池内固液分离后，将废水移入污泥池，取出上清液进入砂滤池，砂滤池滤速为2.8～3.2m3/(m2·h)；砂滤池过滤后的水移入中和池内，中和至pH值为7.0～8.0后排出；
步骤七：沉淀物处理：污泥池内的沉淀物经过浓缩池浓缩、压滤机脱水后，于105℃下烘干24h，干燥后的大颗粒沉淀物进行粉碎处理后装袋。
2.如权利要求1所述的一种电镀废水的综合处理工艺，其特征在于：所述步骤二与步骤六中的絮凝剂均为混凝剂与助凝剂的混合液，混凝剂与助凝剂的比例为(10:1)～(30:1)，所述混凝剂为聚合氯化铝，所述助凝剂为聚丙烯酰胺。
3.如权利要求1所述的一种电镀废水的综合处理工艺，其特征在于：所述步骤三中的碱性环境的pH值控制在8.0～9.0。
4.如权利要求1所述的一种电镀废水的综合处理工艺，其特征在于：所述步骤三中的沉淀池内的化学反应为：与Cu2++2OH-→Cu(OH)2↓。
5.如权利要求1所述的一种电镀废水的综合处理工艺，其特征在于：所述步骤四中的氧化还原池内的化学反应为：
4H2CrO4+6NaHSO3+3H2SO4→2Cr2(SO4)3+3Na2SO4+10H2O。
6.如权利要求1所述的一种电镀废水的综合处理工艺，其特征在于：所述步骤五中的一级破氰反应池内的化学反应为：CN-+ClO-+H2O→CNCl+2OH-与CNCl+2OH-→CNO-+Cl-+H2O；所述步骤五中的二级破氰反应池内的化学反应为：6CNO-+ClO-+H2O→2CO2↑+N2↑+7Cl-+2OH-。
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