CN113582411A - 一种电镀废水的前处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电镀废水的前处理方法，属于污水处理技术领域。本发明通过对电镀废水依次进行絮凝沉淀、电催化氧化、再次絮凝沉淀、还原和吸附材料吸附，可显著降低电镀废水的色度、含油量、氨氮含量以及COD。利用本发明提供的处理方法处理后的电镀废水基本为无色，COD值小于180mg/L，SS值不大于10mg/L，氨氮含量小于25mg/L，油含量小于1mg/L，pH值为6～8，可直接进入膜系统，并且使用过程中不会对膜系统产生污染。

Description

一种电镀废水的前处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种电镀废水的前处理方法。
背景技术
电镀，作为我国重要的基础性加工行业，电镀前处理都是除油、除蜡、除锈等工艺，其所用的药剂一般都含有有机溶剂的成分，例如表面活性剂、缓蚀剂以及各种有机添加剂，再加上处理过程中从镀件上脱落下来的油、蜡类物质，使电镀前处理产生的废水中含有极高浓度的有机物。其中前处理槽液中COD值一般可达1500～2000mg/L，油的含量一般为200～800mg/L，漂洗水的COD值一般为600～1500mg/L，油的含量一般为20～80mg/L。
电镀综合废水主要由电镀工厂(或车间)排出的镀件漂洗水和电镀槽液组成，电镀综合废水除了含有铜、镍、铬等重金属，还有大量的有机污染物、氨氮和氰化物等非金属污染物等。综合废水具有废水量大，COD值高，含油量大，色度高，间歇性排放，重金属污染物浓度高等特点。
随着经济的发展和人民生活水平的提高，现在人民对社会对生活环境的要求也越来越高。传统的电镀综合废水处理方法很难将污水做到国家电镀废水排放标准表三的要求，因此在电镀废水处理工艺中引入膜系统，通过超滤、纳滤、反渗透等，辅助处理电镀综合废水。其特点就是不需要引入漫长而又复杂的生化系统，同时又可以快速有效处理废水。但在废水进入膜系统之前，如果对油，色度，以及COD处理不当，会造成严重的膜污染，不易清洗。从而导致膜性能下降，寿命减短。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种电镀废水的前处理方法，本发明提供的方法对电镀废水处理后，能降低电镀废水的色度、含油量、氨氮含量以及COD。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种电镀废水的前处理方法，包括以下步骤：
1)将电镀废水、第一pH调节剂和第一絮凝剂混合进行第一絮凝沉淀，固液分离，得到第一液体；
2)所述步骤1)得到的第一液体和金属氧化物混合后进行电催化氧化，得到电催化氧化后的混合液；所述金属氧化物为氧化钴、氧化锆、氧化钛和氧化铬中的至少一种；
3)将所述步骤2)得到的电催化氧化后的混合液、第二pH调节剂和第二絮凝剂混合进行第二絮凝沉淀，固液分离，得到第二液体；
4)将所述步骤3)得到的第二液体与还原剂混合，进行还原反应，得到还原反应液；
5)将所述步骤4)得到的还原反应液与吸附材料曝气混合，进行吸附处理，得到吸附处理液；
6)将所述步骤5)得到的吸附处理液固液分离，得到前处理后的电镀废水；
所述步骤1)中电镀废水的pH值为1～9，COD为200～600mg/L，SS为100～500mg/L，氨氮含量为50～150mg/L，油含量为5～30mg/L；颜色为绿色、蓝色或白色。
优选地，所述步骤1)中的第一絮凝剂为硫酸亚铁、聚合硫酸铁、聚合氯化铝或聚丙烯酰胺中的至少一种，第一絮凝剂与电镀废水的用量比为0.001～0.1g：1L。
优选地，所述步骤1)中第一絮凝沉淀的pH值为8～10。
优选地，所述步骤2)中金属氧化物与第一液体的用量比为0.1～1g：1L。
优选地，所述步骤2)中电催化氧化的阳极材料为钛涂铑铱、钛涂二氧化铅或石墨；阴极材料为钛、铅或石墨。
优选地，所述步骤2)中电催化氧化的电流密度为100～300A/m2，电催化氧化的时间为10～20min。
优选地，所述步骤4)中还原剂为焦亚硫酸钠或硫代硫酸钠；所述还原剂与第二液体的用量比为0.1～1g：1L。
优选地，所述步骤5)中吸附材料为活性炭、焦炭、硅藻土或活性沸石；吸附材料与还原反应液的用量比为0.1～1.5g：1L。
优选地，所述步骤5)中曝气混合的强度为2～8L/min，所述曝气混合的时间为10～20min。
有益技术效果：本发明提供了一种电镀废水的前处理方法，通过对电镀废水依次进行絮凝沉淀、电催化氧化、再次絮凝沉淀、还原和吸附材料吸附，可显著降低电镀废水的色度、含油量、氨氮含量以及COD。利用本发明提供的处理方法处理后的电镀废水基本为无色，COD值小于180mg/L，SS值不大于10mg/L，氨氮含量小于25mg/L，油含量小于1mg/L，pH值为6～8，可直接进入膜系统，并且使用过程中不会对膜系统产生污染。
具体实施方式
本发明提供了一种电镀废水的前处理方法，包括以下步骤：
1)将电镀废水、第一pH调节剂和第一絮凝剂混合进行第一絮凝沉淀，固液分离，得到第一液体；
2)所述步骤1)得到的第一液体和金属氧化物混合后进行电催化氧化，得到电催化氧化后的混合液；所述金属氧化物为氧化钴、氧化锆、氧化钛和氧化铬中的至少一种；
3)将所述步骤2)得到的电催化氧化后的混合液、第二pH调节剂和第二絮凝剂混合进行第二絮凝沉淀，固液分离，得到第二液体；
4)将所述步骤3)得到的第二液体与还原剂混合，进行还原反应，得到还原反应液；
5)将所述步骤4)得到的还原反应液与吸附材料曝气混合，进行吸附处理，得到吸附处理液；
6)将所述步骤5)得到的吸附处理液固液分离，得到前处理后的电镀废水；
所述步骤1)中电镀废水的pH值为1～9，COD为200～600mg/L，SS为100～500mg/L，氨氮含量为50～150mg/L，油含量为5～30mg/L；颜色为绿色、蓝色或白色。
本发明将电镀废水、第一pH调节剂和第一絮凝剂混合进行第一絮凝沉淀，固液分离，得到第一液体。
在本发明中，所述电镀废水的pH值为1～9，COD为200～600mg/L，SS为100～500mg/L，氨氮含量为50～150mg/L，油含量为5～30mg/L；颜色为绿色、蓝色或白色。
在本发明中，所述第一絮凝剂优选为硫酸亚铁、聚合硫酸铁、聚合氯化铝或聚丙烯酰胺中的至少一种，更优选为聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的混合物。在本发明中，当絮凝剂为两种或两种以上的混合物时，本发明对混合物中各成分的用量比没有特殊限定，以任意比例混合即可。在本发明中，所述第一絮凝剂与电镀废水的用量比优选为0.001～0.1g：1L，更优选为0.002～0.05g：1L。
在本发明中，所述第一絮凝沉淀的pH值优选为8～10，更优选为9～9.5；在本发明中，所述pH调节剂优选为液碱、碳酸钠或盐酸。本发明对pH调节剂的用量没有特殊限定，能够达到第一絮凝沉淀的pH值即可。
本发明对固液分离的方法没有特殊限定，选用本领域技术人员熟知的固液分离方法即可。
本发明将第一液体和金属氧化物混合后进行电催化氧化，得到电催化氧化后的混合液；所述金属氧化物为氧化钴、氧化锆、氧化钛和氧化铬中的至少一种。
本发明所述金属氧化物为氧化钴、氧化锆、氧化钛和氧化铬中的至少一种。在本发明中，所述金属氧化物与第一液体的用量比优选为0.1～1g：1L，更优选为0.2～0.5g：1L。在本发明中，所述金属氧化物在电氧化过程中具有良好催化性能。
在本发明中，所述电催化氧化的阳极材料优选为钛涂铑铱、钛涂二氧化铅或石墨，更优选为钛涂铑铱；电催化氧化的阴极材料优选为钛、铅或石墨，更优选为钛；所述电催化氧化的电流密度优选为100～300A/m2，更优选为150～250A/m2，最优选为200～230A/m2。本发明所述电催化氧化的过程存在电催化、电氧化和电气浮的协同作用，废水中许多复杂大分子结构的有机物以及氨氮化合物，变为溶解状态的小分子易降解有机物，并被逐渐降解成CO2和N2回归到空气中。油在电气浮的作用下，被小气泡带到液体的表面，更容易被吸附材料捕获。
得到电催化氧化后的混合液后，本发明得到的电催化氧化后的混合液、第二pH调节剂和第二絮凝剂混合进行第二絮凝沉淀，固液分离，得到第二液体。
在本发明中，所述第二絮凝剂优选为硫酸亚铁、聚合硫酸铁、聚合氯化铝或聚丙烯酰胺中的至少一种，更优选为聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺的混合物。在本发明中，当第二絮凝剂为两种或两种以上的混合物时，本发明对混合物中各成分的用量比没有特殊限定，以任意比例混合即可。在本发明中，所述第二絮凝剂与电催化氧化后的混合液的用量比优选为0.01～1g：1L，更优选为0.05～0.08g：1L。
在本发明中，所述第二絮凝沉淀的pH值优选为8～10，更优选为9～9.5；所述第二pH调节剂优选为液碱、碳酸钠或盐酸。本发明对第二pH调节剂的用量没有特殊限定，能够达到第二絮凝沉淀的pH值即可。本发明通过第二絮凝沉淀去除电催化产生的悬浮物、部分COD、氨氮等。
得到第二液体后，本发明将得到的第二液体与还原剂混合，进行还原反应，得到还原反应液。
在本发明中，所述还原剂优选为亚硫酸钠或硫代硫酸钠；所述还原剂与第二液体的用量比为0.1～1g：1L，更优选为0.1～0.5g：1L。
得到还原反应液后，本发明将还原反应液与吸附材料曝气混合，进行吸附处理，得到吸附处理液。
在本发明中，所述吸附材料优选为活性炭、焦炭、硅藻土或活性沸石，更优选为活性炭；所述吸附材料与还原反应液的用量比优选为0.1～1.5g：1L，更优选为0.3～0.8g：1L。
在本发明中，所述曝气混合的强度优选为2～8L/min，更优选为5～6L/min；所述曝气混合的时间优选为10～20min，更优选为15～18min。本发明通过曝气混合，使吸附材料与还原反应液充分接触，吸附其中的悬浮物、油、COD等。
得到吸附处理液后，本发明将吸附处理液固液分离，得到前处理后的电镀废水。
本发明所述固液分离优选采用快速过滤器吸附处理液进行固液分离。在本发明中，所述过滤器优选为板框不锈钢网过滤器、钛材过滤器或陶瓷膜过滤器。本发明所述快速过滤器过滤速度快、产水清澈、冲洗简易快捷，可重复利用。本发明通过快速过滤去除吸附材料、以及悬浮颗粒。
在本发明中，所述前处理后的废水基本无色，COD＜180mg/L，SS≤10mg/L，氨氮含量＜25mg/L，pH值为6～8。
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
步骤1)：向1m3电镀废水中加入浓度为30％的液碱，调节pH值至8，搅拌均匀后加入50gPAC和2gPAM，进行絮凝沉淀，自然沉降3小时，固液分离后得到上清液和污泥。污泥用压滤机将泥水压干后委托外厂处理。
步骤2)：将步骤1)得到的上清液排入电解槽，每升上清液中加入0.3g氧化钴，以钛涂铑铱为阳极，以钛为阴极，置电流密度为100A/m2，进行电催化氧化15min，得到电催化氧化后的混合液。
步骤3)：将步骤2)得到的电催化氧化后的混合液中加入液碱调节pH值至9.3，每升电催化氧化后的混合液中加入0.05g聚合硫酸铁和0.002gPAM，进行絮凝沉淀，固液分离，得到上清液和污泥。污泥用压滤机将泥水压干后委托外厂处理。
步骤4)：向步骤3)中的上清液中加入亚硫酸钠，每升上清液中投入亚硫酸钠的量为0.1g，去除余氯，得到还原后的混合液。
步骤5)：向步骤4)中还原后的混合液中加入多孔材料活性炭曝气混合，进行吸附，得到炭水混合液。每升还原后的混合液中活性炭的加入量为0.3g，曝气混合的强度为2L/min，时间为15min。
步骤6)：用快速过滤器将步骤5)得到的炭水混合液进行固液分离，得到前处理后的电镀废水和污泥。处理前后电镀废水中污染物的情况如表1所示。
前处理后的电镀废水可直接进入膜系统进行后续处理，污泥用压滤机将泥水压干后委托外厂处理。
实施例2
步骤2)中设置电流密度为150A/m2；步骤3)中每升上清液中投入亚硫酸钠的量为0.14g。其余条件与实施例1完全相同。处理前后电镀废水中污染物的情况如表1所示。
实施例3
步骤2)中设置电流密度为200A/m2；步骤3)中每升上清液中投入亚硫酸钠的量为0.3g；步骤5)中每升还原后的混合液中活性炭的加入量为0.4g。其余条件与实施例1完全相同。处理前后电镀废水中污染物的情况如表1所示。
实施例4
步骤2)中设置电流密度为200A/m2，催化氧化的时间为15min；步骤3)中每升上清液中投入亚硫酸钠的量为0.3g。步骤5)中每升还原后的混合液中活性炭的加入量为0.5g。其余条件与实施例1完全相同。处理前后电镀废水中污染物的情况如表1所示。
实施例5
步骤2)中设置电流密度为230A/m2，催化氧化的时间为15min；步骤3)中每升上清液中投入亚硫酸钠的量为0.4g；步骤5)中每升还原后的混合液中活性炭的加入量为0.5g。其余条件与实施例1完全相同。处理前后电镀废水中污染物的情况如表1所示。
实施例6
步骤2)中设置电流密度为230A/m2，催化氧化的时间为15min；步骤3)中每升上清液中投入亚硫酸钠的量为0.4g；步骤5)中每升还原后的混合液中活性炭的加入量为0.6g，曝气混合的时间为20min。其余条件与实施例1完全相同。处理前后电镀废水中污染物的情况如表1所示。
表1实施例1～6中电镀废水处理前后的污染物含量
Figure BDA0003211071780000071
Figure BDA0003211071780000081
由表1可知，处理后的电镀废水COD值可小于100mg/L，氨氮含量可以控制在10mg/L以下，油含量能小于1mg/L，总铜和总镍含量很低，进入膜系统后不会对膜系统产生污染，进而延长膜的使用寿命。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电镀废水的前处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将电镀废水、第一pH调节剂和第一絮凝剂混合进行第一絮凝沉淀，固液分离，得到第一液体；
2)所述步骤1)得到的第一液体和金属氧化物混合后进行电催化氧化，得到电催化氧化后的混合液；所述金属氧化物为氧化钴、氧化锆、氧化钛和氧化铬中的至少一种；
3)将所述步骤2)得到的电催化氧化后的混合液、第二pH调节剂和第二絮凝剂混合进行第二絮凝沉淀，固液分离，得到第二液体；
4)将所述步骤3)得到的第二液体与还原剂混合，进行还原反应，得到还原反应液；
5)将所述步骤4)得到的还原反应液与吸附材料曝气混合，进行吸附处理，得到吸附处理液；
6)将所述步骤5)得到的吸附处理液固液分离，得到前处理后的电镀废水；
所述步骤1)中电镀废水的pH值为1～9，COD为200～600mg/L，SS为100～500mg/L，氨氮含量为50～150mg/L，油含量为5～30mg/L；颜色为绿色、蓝色或白色。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中的第一絮凝剂为硫酸亚铁、聚合硫酸铁、聚合氯化铝或聚丙烯酰胺中的至少一种，第一絮凝剂与电镀废水的用量比为0.001～0.1g：1L。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中第一絮凝沉淀的pH值为8～10。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中金属氧化物与所述第一液体的用量比为0.1～1g：1L。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中电催化氧化的阳极材料为钛涂铑铱、钛涂二氧化铅或石墨；阴极材料为钛、铅或石墨。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中电催化氧化的电流密度为100～300A/m2，电催化氧化的时间为10～20min。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4)中还原剂为焦亚硫酸钠或硫代硫酸钠；所述还原剂与第二液体的用量比为0.1～1g：1L。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤5)中吸附材料为活性炭、焦炭、硅藻土或活性沸石；所述吸附材料与还原反应液的用量比为0.1～1.5g：1L。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤5)中曝气混合的强度为2～8L/min，曝气混合的时间为10～20min。
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