CN107473483A - 一种电镀废水零排放处理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电镀废水零排放处理的方法，所述电镀废水零排放处理的方法至少包括废水预处理步骤、一级膜分离步骤、二级膜分离步骤、三级膜分离步骤、四级膜分离步骤和浓缩处理步骤；所述废水预处理步骤包括将废水原液通过一级砂滤装置过滤、通过调节池进行液体pH值调节、通过二级砂滤装置进行二次过滤、通过碳滤装置进行三次过滤和通过精滤装置进行四次过滤；其中，所述碳滤装置为碳纤维、碳颗粒和/或碳粉末构成的过滤装置；所述精滤装置为陶瓷或烧结聚合物构成的精滤装置，它可节约电镀生产用水量以及减轻电镀行业对水环境的污染，以期推动和促进电镀行业的可持续发展。

Description

一种电镀废水零排放处理的方法

技术领域

本发明涉及废水处理的技术领域，尤其涉及一种电镀废水零排放处理的方法。

背景技术

低碳、低能耗，低污染已成为未来工业制造的基本要求。电镀业的废水减排和节能也必然是未来的发展方向。电镀废水的分质分流处理、贵重金属回收利用、水循环使用是当前电镀废水处理的三大重点。基于此，推广适应新形势要求的电镀废水处理工艺就显得尤为必要。而膜分离技术作为一门高新技术，因其分离高效、节能、无二次污染、操作方便、占地面积少等优点，越来越成为处理、回收电镀废水的重要方法。

一般来说，电镀废水采用化学法处理占绝大多数，而化学法处理后达标排放的电镀废水，即使达标排放，其中仍有微量重金属存在，以重金属化合物状态存在于水体中，容易被小动物或植物吸收、积累，并以食物链方式转移至生物体，累及人体；且排放水不能循环使用，不经过深度处理后也不能复用；再则，化学法处理产生含重金属的污泥量大，不易处理，造成二次污染。

电解法处理电镀废水，虽然处理方法比较成熟，运行稳定可靠，操作简单、管理维修方便，但该法耗电量大。如处理镀铬废水时，耗电量大，污泥量多。处理含氰废水时，其耗电量比碱性氯化法大10倍，处理费用高1倍。在许多情况下电解法处理中，除耗电大以外还要产生并散发有毒气体。

离子交换法处理中离子交换树脂吸附饱和后需用酸、碱再生或转型，再生时需耗用大量的酸、碱类化学原材料，处理成本高，工艺要求复杂，树脂在使用过程中易破碎，使其应用推广受到影响。离子交换法中树脂处理后的水中还存在盐的累积问题，含盐水做漂洗水回用对镀件的质量有不利影响，做电镀液回用时因树脂洗脱液含Na+要影响电镀槽液的纯度和浓度。总之，现有主流的处理方法虽然广为使用，诸多问题却依然存在。

发明内容

本发明旨在从电镀生产废水治理达到零排放的角度切入，提供一种电镀废水零排放处理的方法，它可节约电镀生产用水量以及减轻电镀行业对水环境的污染，以推动和促进电镀行业的可持续发展。

本发明基于膜分离技术的应用，其理论依据在于膜分离技术之中的反渗透能将无机离子和有机物绝大部分截留，仅让水分子透过，即降水和其它有机物和无机离子分开，其理论依据还在于膜分离技术之中的纳滤对无机离子中的一价离子和二价离子有不同的截留，即将一价无机离子和二价无机离子分开。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种电镀废水零排放处理的方法，所述电镀废水零排放处理的方法至少包括废水预处理步骤、一级膜分离步骤、二级膜分离步骤、三级膜分离步骤、四级膜分离步骤和浓缩处理步骤；所述废水预处理步骤包括将废水原液通过一级砂滤装置过滤、通过调节池进行液体pH值调节、通过二级砂滤装置进行二次过滤、通过碳滤装置进行三次过滤和通过精滤装置进行四次过滤；其中，所述碳滤装置为碳纤维、碳颗粒和/或碳粉末构成的过滤装置；所述精滤装置为陶瓷或烧结聚合物构成的精滤装置。进一步地，废水预处理采用混凝、两级砂滤、碳纤维/碳颗粒/碳粉末过滤、陶瓷或烧结聚合物精滤，使得电镀废水中的微小颗粒、胶体物质、大分子有机物、油脂类各种杂志得到最大程度的去除，并通过调节废水的PH值防止废水中的经氧化物产生沉淀。

根据一个优选的实施方式，所述一级膜分离步骤为将经精滤处理后的废水通过超滤装置进行超滤处理，所述超滤装置的超滤材料包括聚砜类和/或偏聚氟乙烯类材料。进一步地，通过选用合适的超滤材料和膜组件，可以将0.005μm以上的颗粒拦截下来，并具有较强的抗污染能力。

根据一个优选的实施方式，所述二级膜分离步骤为将经超滤处理后的液体通过纳滤装置进行纳滤处理，用于截留相对分子质量大于等于100的大分子物质。进一步地，由超滤出来的过滤水，用相对分子质量截留范围为数百的纳滤膜进行二级分离，重点去除废水中的二价离子，在使用废水浓缩10倍左右的同时，对重金属离子的截留率大禹97%。透过液既可直接作为工艺漂洗水使用，也可经离子交换后再回用到生产工艺中，浓缩液中则继续进入三级分离膜单元进行浓缩。

根据一个优选的实施方式，所述三级膜分离步骤为将经纳滤处理后的液体通过高压反渗透装置进行高压反渗透处理。

根据一个优选的实施方式，所述四级膜分离步骤为将经高发反渗透处理后的液体通过超高压DTRO/STRO反渗透装置进行超高压反渗透处理。

根据一个优选的实施方式，所述超高压DTRO/STRO反渗透装置为DTRO/STRO碟片式反渗透膜柱装置。

根据一个优选的实施方式，所述超高压反渗透处理的操作压力为70-80bar。

根据一个优选的实施方式，所述浓缩处理步骤包括对经超高压DTRO/STRO反渗透处理后的液体进行蒸发处理和结晶处理。

本发明的有益效果是：

（1）由于整个系统采用了多级膜浓缩方法，对电镀废水浓缩达100倍以上，浓缩液直接回到电镀槽，或经负压蒸馏得晶体产物作为副产品出售，透过液作为漂洗水回用到生产工艺中，形成电镀废水资源化的清洁生产工艺，从预售处理后，工艺就彻底脱离电镀废水对环境的污染，实现电镀废水的零排放；

（2）本发明工艺采用纳滤技术和反渗透技术有效组合，利用纳滤出去电镀废水中部分一价盐，对重金属离子进行预浓缩，经纳滤预浓缩后的含重金属料液再经反渗透浓缩后回收，而纳滤透过液作为工业水回用，它充分发挥了纳滤技术和反渗透技术的特长；

（3）以电镀含铬废水为例，经本发明工艺处理后，回用水水质可达到总溶解固体量＜10㎎/L。含铬废水可浓缩100倍，铬离子最终可浓缩到30g/L,水的总回收率≥95%，废水中铬离子的回收率可达90%以上；

（4）如果将本发明用于含镍废水的处理，据测算，按电镀含镍废水浓度200㎎/L、处理量50m³/h计算，则二年内即将废水处理系统的投资全部收回，可见本发明具有较高的经济价值。

附图说明

图1为本发明的工艺方法对应装置结构图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

实施例：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电镀废水零排放出的方法，该工艺方法旨在使电镀废水得以全部回用，并使水中的重金属资源得到充分的回收。

具体的，就是通过采用多级、多类型膜的集成技术，使电镀废水变成可循环使用的净化水和重金属源。即，重金属回收电镀槽或制成重金属盐，水回到生产工艺中做漂洗用，从而实现资源全面回收和电镀废水处理零排放。

电镀废水零排放处理的方法至少包括废水预处理步骤、一级膜分离步骤、二级膜分离步骤、三级膜分离步骤、四级膜分离步骤和浓缩处理步骤。

所述废水预处理步骤包括将废水原液通过一级砂滤装置过滤、通过调节池进行液体pH值调节、通过二级砂滤装置进行二次过滤、通过碳滤装置进行三次过滤和通过精滤装置进行四次过滤。

其中，碳滤装置为碳纤维、碳颗粒和/或碳粉末构成的过滤装置。所述精滤装置为陶瓷或烧结聚合物构成的精滤装置。

进一步地，废水预处理采用混凝、两级砂滤、碳纤维/碳颗粒/碳粉末过滤、陶瓷或烧结聚合物精滤，使得电镀废水中的微小颗粒、胶体物质、大分子有机物、油脂类各种杂志得到最大程度的去除，并通过调节废水的PH值防止废水中的经氧化物产生沉淀。

优选地，所述一级膜分离步骤为将经精滤处理后的废水通过超滤装置进行超滤处理，所述超滤装置的超滤材料包括聚砜类和/或偏聚氟乙烯类材料。进一步地，通过选用合适的超滤材料和膜组件，可以将0.005μm以上的颗粒拦截下来，并具有较强的抗污染能力。

优选地，所述二级膜分离步骤为将经超滤处理后的液体通过纳滤装置进行纳滤处理，用于截留相对分子质量大于等于100的大分子物质。

进一步地，由超滤出来的过滤水，用相对分子质量截留范围为数百的纳滤膜进行二级分离，重点去除废水中的二价离子，在使用废水浓缩10倍左右的同时，对重金属离子的截留率大禹97%。透过液既可直接作为工艺漂洗水使用，也可经离子交换后再回用到生产工艺中，浓缩液中则继续进入三级分离膜单元进行浓缩。

优选地，三级膜分离步骤为将经纳滤处理后的液体通过高压反渗透装置进行高压反渗透处理。进一步地，为防止氢氧化物沉淀物的生成，用酸调节pH值后再进行三级反渗透膜分离。

三级膜分离是在高压下进行的反渗透，此时，由于二价离子的明显减少，使得浓缩液的渗透压大为降低，加上高频率的自动冲洗，是废水浓缩液再浓缩5倍多。透过液回到一级纳滤装置，浓缩液则继续作四级浓缩处理。

优选地，所述四级膜分离步骤为将经高发反渗透处理后的液体通过超高压DTRO/STRO反渗透装置进行超高压反渗透处理。进一步地，所述超高压DTRO/STRO反渗透装置为DTRO/STRO碟片式反渗透膜柱装置。更进一步地，所述超高压反渗透处理的操作压力为70-80bar。

由于传统卷式反渗透膜结构的限制，因此对进水的水质要求通常很严格，包括进水TDS/COD/SS使用压力等均有相应的限制指标，且在使用中易于产生膜污堵、不易清洗等现象，造成膜元件的寿命较短。鉴此，本方法在四级膜分离阶段采用了DTRO/STRO碟片式反渗透膜柱工艺，可以较为满意地克服传统反渗透膜结构的缺点。通过使用DTRO/STRO膜柱，可以获得TDS高达80-140g/L的浓缩液。浓缩液通常分为两路，一路作为电镀液直接回用。另一路作为尾液，进入蒸发、结晶单元。

优选地，浓缩处理步骤包括对经超高压DTRO/STRO反渗透处理后的液体进行蒸发处理和结晶处理。为了保持物料的平衡，本方法处理的废水有较少量的尾液需要处理。通过蒸发和结晶，把尾液中的TDS变为固体而分离出来，母液回到工艺流程的最前端（例如再次输送至第一砂滤装置进行过滤），蒸发过程所产生的蒸气，冷凝后可作为回用水回用至漂洗工艺。

图1示出了一种电镀废水零排放处理装置。所述电镀废水零排放处理装置至少包括原水罐、一级砂滤装置、调节池、二级砂滤装置、碳滤装置、精滤装置、超滤装置、纳滤装置、高压反渗透装置RO1、超高压反渗透装置RO2、蒸发装置、结晶装置、回用水箱、药剂罐、泵、阀门和管道。

原水罐通过管道与一级砂滤装置相连。一级砂滤装置通过管道与调节池相连。调节池通过二级砂滤装置相连。二级砂滤装置通过管道分别与碳滤装置与原水罐相连。碳滤装置通过管道与精滤装置相连。精滤装置通过管道分别与原水罐和超滤装置相连。超滤装置通过管道分别与原水罐、回用水箱、纳滤装置和高压反渗透装置相连。纳滤装置通过管道与原水罐、回用水箱和高压反渗透装置RO1相连。高压反渗透装置通过管道与超高压反渗透装置RO2相连。超高压反渗透装置RO2通过管道与回用水箱和蒸发装置相连。蒸发装置通过管道与回用水箱和结晶装置相连。结晶装置与回用水箱相连。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电镀废水零排放处理的方法，其特征在于，所述电镀废水零排放处理的方法至少包括废水预处理步骤、一级膜分离步骤、二级膜分离步骤、三级膜分离步骤、四级膜分离步骤和浓缩处理步骤；

所述废水预处理步骤包括将废水原液通过一级砂滤装置过滤、通过调节池进行液体pH值调节、通过二级砂滤装置进行二次过滤、通过碳滤装置进行三次过滤和通过精滤装置进行四次过滤；

其中，所述碳滤装置为碳纤维、碳颗粒和/或碳粉末构成的过滤装置；所述精滤装置为陶瓷或烧结聚合物构成的精滤装置。

2.如权利要求1所述的电镀废水零排放处理的方法，其特征在于，所述一级膜分离步骤为将经精滤处理后的废水通过超滤装置进行超滤处理，所述超滤装置的超滤材料包括聚砜类和/或偏聚氟乙烯类材料。

3.如权利要求2所述的电镀废水零排放处理的方法，其特征在于，所述二级膜分离步骤为将经超滤处理后的液体通过纳滤装置进行纳滤处理，用于截留相对分子质量大于等于100的大分子物质。

4.如权利要求3所述的电镀废水零排放处理的方法，其特征在于，所述三级膜分离步骤为将经纳滤处理后的液体通过高压反渗透装置进行高压反渗透处理。

5.如权利要求4所述的电镀废水零排放处理的方法，其特征在于，所述四级膜分离步骤为将经高发反渗透处理后的液体通过超高压DTRO/STRO反渗透装置进行超高压反渗透处理。

6.如权利要求5所述的电镀废水零排放处理的方法，其特征在于，所述超高压DTRO/STRO反渗透装置为DTRO/STRO碟片式反渗透膜柱装置。

7.如权利要求6所述的电镀废水零排放处理的方法，其特征在于，所述超高压反渗透处理的操作压力为70-80bar。

8.如权利要求7所述的电镀废水零排放处理的方法，其特征在于，所述浓缩处理步骤包括对经超高压DTRO/STRO反渗透处理后的液体进行蒸发处理和结晶处理。