CN113003776A - 一种电镀废水吸附净化循环处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电镀废水吸附净化循环处理方法，包括如下步骤：(1)离子交换树脂前处理；(2)电镀废水吸附处理(3)离子交换树脂解吸处理；(4)酸液回收。本申请技术方案中采用离子交换树脂对废水中重金属铜、镍离子及其他化学物质进行吸附过滤，过滤后的水质可直接达到国家规定的排放标准。将进行吸附处理后的离子交换树脂通过特殊的解吸处理，可恢复其初始功能，避免了膜孔堵塞。上述步骤全程均在室温下进行，极大提高了废水吸附处理效率，节约了企业成本。

Description

一种电镀废水吸附净化循环处理方法
技术领域
本发明涉及电镀废水回收处理技术领域，特别涉及一种电镀废水吸附净化循环处理方法。
背景技术
废弃电器电子产品是现代社会发展的伴生产物，也是环境污染的重要来源。随着现代化进程的加快，废弃的电器电子产品不断增加，环境污染的压力越来越大。废弃电器电子产品基板中主要由无机物和有机物两大类构成，无机物中包含的金属类物质主要以铜(铜箔)为主，以及少量铅锡合金(焊接料)，无机金属类物质的重量约占基板的15-25％。
目前国内外从废弃电器电子产品中回收金属的方法主要包括物理处理法、化学处理法和热反应法。其中，化学处理法需采用化学溶剂将金属元素溶于溶液中与有机物进行分离，再进行后续电化学反应以使金属沉积，在该过程中将产生大量的电镀废水，废水中主要包含各种重金属离子及其他化学物质，需进行二次处理达标后才能满足排放标准。因此，电镀废水回收处理对于废弃电器电子回收处理企业来说，具有非常重要的现实意义。我国的《电镀废水排放标准》(GB 21900-2008)中，对重金属离子的排放浓度制订了非常严格的标准，当前常用的电镀废水处理技术包括化学沉淀、吸附法和全膜反渗透等，其中，采用全膜反渗透虽可减少其他化学物质的添加，但现目前常用的采用RO膜(即反渗透膜)吸附处理电镀废水的方法，容易堵塞膜通道，使废水中的重金属离子变成危险废物，难以做到对废水进行高效、循环处理。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种电镀废水吸附净化循环处理方法，旨在解决目前电镀废水回收处理过程中采用渗透膜处理易堵塞，导致废水回收处理效率低、难以达到国家排放标准的问题。
为实现上述目的，本发明提出了一种电镀废水吸附净化循环处理方法，包括如下步骤：
(1)离子交换树脂前处理：采用盐酸溶液、蒸馏水、氢氧化钠溶液依次对离子交换树脂进行洗涤，循环2-4次，最后一次先洗涤至酸性，再用蒸馏水洗涤至中性得到激活后的离子交换树脂，将激活后的离子交换树脂分层叠放制备得到离子交换树脂柱；
(2)电镀废水吸附处理：将电镀废水通过所述离子交换树脂柱进行吸附、过滤后得到排放水；
(3)离子交换树脂解吸处理：将步骤(2)中进行吸附处理后的所述离子交换树脂柱置于清洗液中浸泡，脱除吸附于所述离子交换树脂柱中的金属离子后，得到清洗废液，其中，所述清洗液包括硫酸解吸液和复合型金属萃取剂；
(4)酸液回收：将步骤(3)中所述清洗废液通过纳滤膜过滤后，收集得到硫酸混合液。
在本发明技术方案中，离子交换树脂先用传统的方法激活后，将电镀废水依次通入激活好的树脂柱进行吸附、过滤后得到排放水，通过离子交换树脂后所得排放水可达到国家规定排放标准；离子交换树脂吸附到一定程度后进行解吸，金属萃取剂与解吸液中的金属离子发生络合作用，沉淀后可直接过滤去除，解吸后的离子交换树脂可循环使用。再将处理后的含酸清洗废液采用纳滤膜过滤，纳滤膜起到分离硫酸的作用，硫酸从清洗废液中分离回收后，可再次进行树脂的解吸再生，从而实现了硫酸的循环利用。
上述步骤全程均在室温下进行，本申请技术方案中采用离子交换树脂对电镀废水进行吸附、过滤处理，一方面，排放水水质可达到国家规定排放标准；另一方面，采用包括硫酸解吸液和复合型金属萃取剂的清洗剂对离子交换树脂进行解吸处理，避免了膜孔堵塞，实现了离子交换树脂的循环多次利用，提高了废水吸附处理效率，节约了企业成本。
优选地，所述步骤(1)中离子交换树脂为阳离子交换树脂。
优选地，所述步骤(1)中离子交换树脂柱为4-10层。
优选地，所述步骤(2)中电镀废水通过离子交换树脂柱的流速为15-25m/h。
优选地，所述步骤(3)中硫酸解吸液为质量分数为3-4wt％的硫酸溶液，复合型金属萃取剂包括铜萃取剂和镍萃取剂。
优选地，所述铜萃取剂包括5-十二烷基水杨醛肟和2羟基-5-壬基苯乙酮肟，所述5-十二烷基水杨醛肟和所述2羟基-5-壬基苯乙酮肟的质量比为1:1；所述镍萃取剂为2-乙基己磷酸。
本发明技术方案中，将硫酸溶液与复合型金属萃取剂混合使用，由于金属萃取剂分别与铜离子、镍离子发生络合反应，可加快吸附物质在离子交换树脂中的脱附速率，从而提高扩散速率。
优选地，所述5-十二烷基水杨醛肟在所述清洗液中的质量分数为2-5wt％，所述2-乙基己磷酸在所述清洗液中的质量分数为1-3wt％。
优选地，所述步骤(4)中纳滤膜的孔径为1-2nm。
本发明技术方案先将离子交换树脂采用传统的方法激活后，将电镀废水依次通入激活好的树脂柱进行吸附、过滤后得到排放水，通过离子交换树脂后所得排放水可达到国家规定排放标准；离子交换树脂吸附到一定程度后进行解吸，金属萃取剂与解吸液中的金属离子发生络合作用，沉淀后可直接过滤去除，解吸后的离子交换树脂可循环使用。再将处理后的含酸清洗废液采用纳滤膜过滤，纳滤膜起到分离硫酸的作用，硫酸从清洗废液中分离回收后，可再次进行树脂的解吸再生，从而实现了硫酸的循环利用。
本申请技术方案中采用离子交换树脂对废水中重金属铜、镍离子及其他化学物质进行吸附过滤，过滤后的水质可直接达到国家规定的排放标准。将进行吸附处理后的离子交换树脂通过特殊的解吸处理，可恢复其初始功能，避免了膜孔堵塞。上述步骤全程均在室温下进行，极大提高了废水吸附处理效率，节约了企业成本。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例中电镀废水吸附净化循环处理方法，包括如下步骤：
(1)离子交换树脂前处理：采用盐酸溶液、蒸馏水、氢氧化钠溶液依次对阳离子交换树脂进行洗涤，循环2-4次，最后一次先洗涤至酸性，再用蒸馏水洗涤至中性得到激活后的离子交换树脂，将激活后的阳离子交换树脂分层叠放制备得到阳离子交换树脂柱；
(2)电镀废水吸附处理：将电镀废水通过所述离子交换树脂柱进行吸附、过滤后得到排放水，阳离子交换树脂柱为10层；
(3)离子交换树脂解吸处理：将步骤(2)中进行吸附处理后的阳离子交换树脂柱置于清洗液中浸泡，脱除吸附于阳离子交换树脂柱中的金属离子后，得到清洗废液，其中，所述清洗液包括硫酸解吸液和复合型金属萃取剂，硫酸解吸液为质量分数为3wt％的硫酸溶液；复合型金属萃取剂包括铜萃取剂和镍萃取剂，铜萃取剂包括5-十二烷基水杨醛肟和2羟基-5-壬基苯乙酮肟，所述5-十二烷基水杨醛肟和所述2羟基-5-壬基苯乙酮肟的质量比为1:1；所述镍萃取剂为2-乙基己磷酸；所述5-十二烷基水杨醛肟在所述清洗液中的质量分数为2wt％，所述2-乙基己磷酸在所述清洗液中的质量分数为3wt％；
(4)酸液回收：将步骤(3)中所述清洗废液通过孔径为1-2nm的纳滤膜过滤后，收集得到硫酸混合液。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例步骤(3)中硫酸解吸液为质量分数为3.5wt％的硫酸溶液。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例步骤(3)中硫酸解吸液为质量分数为4wt％的硫酸溶液。
实施例4
本实施例与实施例2的区别在于，本实施例步骤(3)中5-十二烷基水杨醛肟在清洗液中的质量分数为3.5wt％，2-乙基己磷酸在清洗液中的质量分数为2wt％。
实施例5
本实施例与实施例2的区别在于，本实施例步骤(3)中5-十二烷基水杨醛肟在清洗液中的质量分数为5wt％，2-乙基己磷酸在清洗液中的质量分数为1wt％。
对比例1
本对比例与实施例2的区别在于，本对比例省略步骤(1)和(2)，直接在电镀废液中加入复合型金属萃取剂，后续处理步骤不变。
对实施例1-5、对比例1中对电镀废水进行处理前后所得废水中主要物质的变化进行监控，分别监测实施例1-5中经阳离子交换树脂处理第1次、第10次、第20次后的废水情况，并将检测结果与《电镀废水排放标准》(GB 21900-2008)中最高允许排放浓度进行对比。实施例1-5的废水处理结果如表1所示。
表1.实施例1-5的电镀废水处理前后结果
Figure BDA0002968297600000051
Figure BDA0002968297600000061
由表1可知，对比例1中由于不采用离子交换树脂进行废水过滤处理，添加的铜萃取剂和镍萃取剂虽然可大幅的减少废水中铜离子、镍离子的浓度，但相较于实施例2，其去除废水中铜离子、镍离子的效果亦不明显，并且对比例1中无法去除其余化学物质。实施例1-3中随着硫酸解吸液中硫酸的质量分数提高，在离子交换树脂进行多次循环使用后表现出更稳定的性质。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种电镀废水吸附净化循环处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)离子交换树脂前处理：采用盐酸溶液、蒸馏水、氢氧化钠溶液依次对离子交换树脂进行洗涤，循环2-4次，最后一次先洗涤至酸性，再用蒸馏水洗涤至中性得到激活后的离子交换树脂，将激活后的离子交换树脂分层叠放制备得到离子交换树脂柱；
(2)电镀废水吸附处理：将电镀废水通过所述离子交换树脂柱进行吸附、过滤后得到排放水；
(3)离子交换树脂解吸处理：将步骤(2)中进行吸附处理后的所述离子交换树脂柱置于清洗液中浸泡，脱除吸附于所述离子交换树脂柱中的金属离子后，得到清洗废液，其中，所述清洗液包括硫酸解吸液和复合型金属萃取剂；
(4)酸液回收：将步骤(3)中所述清洗废液通过纳滤膜过滤后，收集得到硫酸混合液。
2.如权利要求1所述的电镀废水吸附净化循环处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中离子交换树脂为阳离子交换树脂。
3.如权利要求1所述的电镀废水吸附净化循环处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中离子交换树脂柱为4-10层。
4.如权利要求1所述的电镀废水吸附净化循环处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中电镀废水通过离子交换树脂柱的流速为15-25m/h。
5.如权利要求1所述的电镀废水吸附净化循环处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中硫酸解吸液为质量分数为3-4wt％的硫酸溶液，复合型金属萃取剂包括铜萃取剂和镍萃取剂。
6.如权利要求5所述的电镀废水吸附净化循环处理方法，其特征在于，所述铜萃取剂包括5-十二烷基水杨醛肟和2羟基-5-壬基苯乙酮肟，所述5-十二烷基水杨醛肟和所述2羟基-5-壬基苯乙酮肟的质量比为1:1；所述镍萃取剂为2-乙基己磷酸。
7.如权利要求6所述的电镀废水吸附净化循环处理方法，其特征在于，所述5-十二烷基水杨醛肟在所述清洗液中的质量分数为2-5wt％，所述2-乙基己磷酸在所述清洗液中的质量分数为1-3wt％。
8.如权利要求1所述的电镀废水吸附净化循环处理方法，其特征在于，所述步骤(4)中纳滤膜的孔径为1-2nm。
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