電鍍清洗水在線分類處理循環利用的方法

2023-09-18 10:26:55

專利名稱：電鍍清洗水在線分類處理循環利用的方法
技術領域：
本發明屬於工業廢水處理技術領域，具體涉及一種電鍍廢水的處理技術。
背景技術：
電鍍廢水對環境的汙染是長期以來制約電鍍企業發展的一大難題，由於電鍍廢水 中含有難以徹底清除的重金屬，排放以後，對水體、自然界以及人類的危害非常大。解決 電鍍廢水對環境汙染的最根本辦法，就是實現電鍍廢水的全部循環利用，達到零排放。雖 然長期以來針對電鍍廢水回用，以期實現零排放的研究成果很多，但在實際生產中被成功 運用的完整實例卻並不多見，正如中國表面工程協會電鍍分會副理事長兼秘書長馬捷所 說「要真正做到嚴格意義上的零排放可以說是不可行的，或者叫得不償失的。」(摘自《電 鍍認識誤區解讀沒有絕對的廢水零排放》(慧聰表面處理網首頁>資訊中心>電鍍資訊 2009/9/4/08:25))。這是由於這些技術在方法上延續了傳統的末端治理思路，處理的是集 水池中的廢水。這種廢水不但銅、鎳、鉻等金屬離子被混合在一起，而且生產中使用的硫酸、 鹽酸、氫氧化鈉以及各道工序中帶入的不同有機和無機雜質也全部混合，這些在生產過程 中原本被獨立帶入清洗水中的金屬離子通過廢水的匯集與其他金屬離子以及各道不同工 序中帶入的雜質相互混合後很難再用經濟的方法分離出來，在生產實踐因實現這種廢水完 全回用處理的手段複雜，成本高。所以推廣普及十分困難。為了尋求突破，近年來也有大量針對電鍍廢水分類處理循環使用的研究，其中較 有代表性的實例是國家海洋局杭州水處理技術研究開發中心發明的專利技術《電鍍廢水處 理零排放的膜分離方法》(申請號CN03157655. 9)，把海水淡化方法成功的應用到電鍍廢水 處理上，給電鍍廢水處理提供了新的思路和方法。但由於其結構複雜，投入較高，很難在一 般的電鍍企業推廣，從2003年至今，未能被廣泛應用。《電鍍廢水減量化技術》(上海市輕 工業研究所王維平著刊載於《電鍍與環保》2006. 9) 一文，也對此作了分析。針對上述問題，本發明人運用在電鍍生產實踐中長期積累的經驗，並通過反覆試 驗，找到了一種較經濟的直接從清洗槽中回收單一金屬離子，同時清除水中雜質，實現清洗 水和金屬離子全部回用的方法，實際應用效果良好，並於2008年11月申請了發明專利(專 利號ZL200810235197. 1)。但這一方法僅完成了單一鍍種清洗水的循環處理，整條電鍍線 清洗水的循環使用依然亟待解決。

發明內容
本發明的目的是突破電鍍廢水處理技術長期形成的末端治理的傳統工藝，也突破 現有的零排放研究僅針對單一鍍種的局限，在系統研究完整的電鍍生產線的各道工序中不 同廢水的產生機理的基礎上，從源頭控制水質，同時進一步分解過程中每一鍍種清洗水的 具體特點和成分含量，分別運用對應的方法，將該水中的有用材料直接回收使用，同時將在 該工序中帶入的雜質濾除，再使該水返回原來清洗槽中使用，從而通過經濟有效的手段直 接在槽邊將每道工序上的清洗水處理後閉環使用，實現了整條電鍍線清洗水的循環使用。
本發明的目的可以通過以下措施達到—種電鍍清洗水在線分類處理循環利用的方法，包括電鍍過程中除油、粗化、還 原、活化、解膠、化學鍍鎳、預鍍鎳、鍍銅、鍍鎳、鍍鉻步驟的清洗水和生產保潔中的用水的處 理，包括電鍍純水製備、酸鹼廢水循環處理、粗化及電鍍鉻清洗水循環處理、化學鍍鎳清洗 水循環處理、電鍍銅清洗水循環處理、電鍍鎳清洗水循環處理。具體步驟如下A、製備電鍍純水將自來水依次通過多介質過濾、活性碳過濾、精密過濾、保安過 濾和R0膜分離處理，製備電鍍用純水。本方法首先將自來水製成純水，作為各道工序循環處理的原水，也作為生產過程 中自然損耗的補充水。這是從源頭和全過程保證水質穩定可控，處理前的水質主要成分特 性氯化物 < 250mg/L ；硫酸鹽< 250mg/L ；TDS < 900mg/L ；COD < 5mg/L ；6. 5 < pH < 8. 5。 純水製備主要通過由多介質過濾器、活性碳過濾器、精密過濾器、保安過濾器、超濾和一級 R0膜構成的系統完成。其中，先經砂過濾器和活性碳過濾器，粗濾水中的懸浮物、雜質、有機 物後，再通過精密過濾器和保安過濾器進行精濾，最後經過超濾膜和R0膜處理達到要求。 R0膜之前的多重過濾主要是濾除水中的有機物、雜質、懸浮物等成分，以免這些物質進入 R0膜，造成堵塞、汙染以及使用壽命縮短等。本方法所制純水指標為氯化物< lmg/L ；硫酸 鹽< lmg/L ；TDS < 10mg/L ；COD < 0. 5mg/L ；6. 5 < pH 值< 7. 5 ；電導率 7000mg/L後進入蒸發器蒸 發濃縮，收集固廢。斜管沉澱、活性汙泥處理和氣浮處理中產生的汙泥濃縮後製成泥餅外 運，壓制泥餅產生的水返回綜合調節步驟。酸鹼廢水循環處理的酸鹼廢水來源於電鍍除油、活化、還原、解膠四道工序的清 洗水、化學鎳的超濾濃水、樹脂再生後清洗液和車間清潔水。其主要成分含量為鹽酸， 50-80mg/L ；硫酸，5-20mg/L ；氫氧化鈉，20_60mg/L ；膠體鈀，0. 002-0 006mg/L ；三價鉻， 10-30mg/L ；COD, 110_240mg/L。還含有微量的銅鎳鉻離子，少量的檸檬酸、次亞磷酸鈉、氯化 銨、有機無機雜質、微粒、油類等。其處理方法是首先將酸鹼廢水分為兩路，第一路為樹脂再 生後清洗液和地面清洗水進入含鉻廢水調節池處理。第二路為電解除油、活化、還原、解膠 四道工序的清洗水和化學鎳的超濾濃水直接進入綜合調節池。地面清洗水由於可能的跑、 冒、滴、漏因素會含有微量的銅鎳鉻離子，所以將地面清洗水單獨收集，通過含鉻廢水調節 池處理，其中六價鉻不能生成氫氧化物沉澱，必須還原成三價鉻，方法是調節pH值到小於3的範圍，加入還原劑，使六價鉻還原成三價鉻，反應過程中不斷添加硫酸，保持pH值在小 於3的範圍，用pH計控制硫酸的添加量，氧化還原電位計控制還原劑的添加量。兩個加藥泵 均停止工作即還原完成，六價鉻還原成三價鉻後，進入綜合調節池與第二路水混合隔油並 調節均勻後，進入微電解處理，進入時，將PH值調整到3 < pH值< 4，用pH計控制氫氧化鈉 的添加量，微電解不僅可以處理殘留的六價鉻，還可以處理銅、鎳等多種重金屬離子，有效 去除COD等。微電解處理後進入機械混凝反應，反應時用pH計控制pH值，保持9. 5 < pH值
<10. 5，使得重金屬離子形成氫氧化物沉澱，在機械混凝池的出口加入絮凝劑、助凝劑進入 斜管沉澱池加速沉澱，沉澱後的上清液通過PH計控制添加硫酸使得6 < pH值< 9，進入活 性汙泥池，降解COD後，進入豎流和氣浮沉澱。沉澱的汙泥進入汙泥濃縮池濃縮後進入壓濾 機，製成泥餅，作為固廢處理。上清液再通過砂濾將水質處理達到總鉻< 1.0mg/L;六價鉻
<0. 2mg/L ；總鎳< 0. 5mg/L ；總銅< 0. 5mg/L ；懸浮物< 50mg/L ；COD < 80mg/L ;6 < pH 值
<9 ；石油類< 3mg/L。再用R0膜分離得到金屬離子及各類雜質含量趨近於零；COD < 5mg/ L ；TDS < 8mg/L ；6. 5 < 11值< 8. 5的純水，返回生產線使用。C、粗化及電鍍鉻清洗水循環處理粗化清洗水和電鍍鉻清洗水勻質後，先進行過 濾，再依次進行陽離子樹脂保護、陰離子樹脂吸附和陽離子樹脂脫鈉處理。陰離子樹脂吸附 產生的清水返回清洗槽，陰離子樹脂再生處理的再生液經脫鈉處理後返回粗化槽回用。陽 離子樹脂飽和後再生處理產生的樹脂再生廢液和陽離子保護柱、陰離子吸附柱、陽離子脫 納柱再生後清洗廢水均為樹脂再生後清洗液，進行酸鹼廢水循環處理。粗化和電鍍鉻清洗水來源於電鍍粗化和電鍍鉻清洗工序，其主要成分含量為硫 酸，70-110mg/L ；六價鉻離子80-120mg/L ；少量工藝雜質、懸浮物等。處理的主要方法包括 陽離子樹脂保護、陰離子樹脂吸附、陽離子樹脂脫鈉。用於處理含鉻清洗水的離子交換樹 脂，不僅要求其有較高的吸附容量，同時還要求易被0H-洗脫再生，並且有耐鉻酸氧化和在 酸鹼條件下經受頻繁膨脹、收縮而不碎裂的特性。鹼性陰離子樹脂具有較高的吸附容量和 良好的再生性能，特別是大孔弱鹼性樹脂，適合用於含鉻廢水處理。陽柱採用強酸型陽離子 交換樹脂，再生使用3% -5%的硫酸溶液，用量為樹脂體積的2. 5-3. 5倍，再生後用純水清 洗，使PH值達到3-4，清洗水進行酸鹼廢水循環處理。陰柱採用大孔弱鹼性陰離子交換樹 脂，再生使用-9%的氫氧化鈉溶液，用量為樹脂體積的1-2倍，再生後用純水清洗，使pH 值達到7-8，清洗水進行酸鹼廢水循環處理。處理得到的返回粗化清洗步驟的回用水指標 硫酸< 0. 5mg/L ；六價鉻離子< 0. 5mg/L, TDS < 6mg/L。D、化學鍍鎳清洗水循環處理化學鍍鎳清洗水依次經過預處理、一段循環分離和 二段循環分離處理，得到的金屬離子濃縮液收集備用，處理後的淡水返回清洗槽作清洗水； 所述預處理步驟包括砂過濾、活性碳過濾和精密過濾步驟；所述一段循環分離步驟包括 保安過濾、超濾、殺菌和反滲透步驟；所述二段循環分離步驟包括保安過濾和二段反滲透步 驟，濃水在這兩個步驟之間循環濃縮處理。化學鍍鎳清洗水的主要成分為鎳離子，4-9mg/L ；檸檬酸，3_8mg/L ；次亞磷酸鈉 4-8mg/L;氯化銨5-9mg/L，少量工藝雜質、懸浮物等。針對化學鎳清洗水中含有檸檬酸，次 亞磷酸鈉，氯化銨類物質，在預處理步驟中採用砂過濾、活性碳過濾和精密過濾，預處理使 用壓力範圍為0. 2 IMPa的增壓泵，預處理後的水的pH值需要達到4 9的範圍。在一段 循環分離步驟中使用保安過濾、超濾、殺菌和反滲透分離。一段循環分離使用增壓泵的壓力範圍為0. 5 IMPa，高壓泵的壓力範圍為1 2. 5MPa，一段反滲透分離的溫度範圍為5 40°C。其中，一段循環分離步驟中超濾的濃水輸出到酸鹼廢水循環處理部分進行化學處理， 淡水進入反滲透膜分離，分離得到的淡水回清洗槽循環使用，濃水進入二段循環分離。二段 循環分離使用保安過濾和二段反滲透分離，二段反滲透分離的淡水回到一段循環分離步驟 參與一段循環分離，濃水在二段反覆循環達到原水220倍以上的濃度後收集備用。二段循 環分離使用增壓泵的壓力範圍為0. 5 1. 5MPa,高壓泵的壓力範圍一般為1. 5 4MPa，二 段反滲透處理的溫度範圍為5 40°C。本方法處理後的清洗水中鎳離子、檸檬酸、次亞磷酸 鈉、氯化銨、懸浮物等雜質的含量均趨近於零，電導率< 15ii S/cm，TDS < 8mg/L，達到純水 標準，全部回用。E、鍍銅清洗水循環處理鍍銅清洗廢水依次進行預處理、一段循環處理、二段循環 處理和化學濃縮處理，處理後的銅濃縮液返回鍍銅步驟，處理後的淡水回用，優選返回鍍銅 清洗步驟；其中預處理為將含銅清洗廢水依次分別通過砂過濾器、活性碳過濾器和精密 過濾器進行過濾；所述一段循環分離為經過預處理的水通過增壓泵依次注入保安過濾器 和超濾裝置，超濾後的廢水經高壓泵送至一段反滲透膜進行分離，得到純水和一段濃縮液; 所述二段循環分離為一段濃縮液通過增壓泵送入保安過濾器過濾後，再經高壓泵送至二 段反滲透膜進行分離，得到水和二段濃縮液；其中得到的水與經過預處理的水合併後繼續 進行一段循環分離，二段濃縮液與一段濃縮液合併後繼續進行二段循環分離；所述化學濃 縮為收集含銅濃度為含銅清洗廢水的160倍以上的二段濃縮液，向其中加入氫氧化鈉進 行反應，過濾出產生的氫氧化銅，再向氫氧化銅中加入硫酸反應生成銅濃縮液。電鍍銅清洗水的主要成分含量為銅離子50_110mg/L ；少量工藝雜質、懸浮物、有 機物。直接採用《回收鍍銅清洗液中銅離子的方法》(ZL200810235197. 1)，將銅濃縮液回收 使用，分離處理的純水回清洗槽循環使用。處理獲得的純水TDS < 8mg/L，銅濃縮液的濃度 是原液的1100倍以上。F、鍍鎳清洗水循環處理預鍍鎳清洗廢水和鍍鎳清洗廢水依次經過預處理、一段 循環分離和二段循環分離處理，得到的金屬離子濃縮液返回預鍍鎳步驟，處理後的淡水回 用，優選返回鍍鎳清洗步驟。其中預處理步驟包括第一精密過濾、活性碳過濾和第二精密 過濾步驟；所述一段循環分離步驟包括第三精密過濾、超濾、殺菌器和反滲透步驟；所述 二段循環分離步驟包括第四精密過濾和二段反滲透步驟。電鍍鎳清洗水的主要成分含量為鎳離子50_110mg/L ；少量工藝雜質、懸浮物、有 機物。直接採用《電鍍清洗液中金屬離子回收成套裝置》(ZL200920039808.5)，將鎳濃縮液 回收使用，分離處理的純水回清洗槽循環使用。處理獲得的純水TDS < 8mg/L，鎳濃縮液的 濃度是原液的220倍以上。本發明的有益效果本發明的特點是針對電鍍生產工藝過程產生的不同廢水，直接在源頭分類收集， 並根據每一鍍種廢水的具體水質和成分含量，分別運用對應的方法，將水中的有用材料直 接回收使用，將在該工序中帶入的雜質即時濾除，再使該水返回原來清洗槽中使用，從而通 過經濟有效的手段直接在槽邊將每道工序上的廢水處理後閉環使用，既無廢水對外排放， 也避免了工序間不同水質的交叉汙染，是實現電鍍廢水零排放和電鍍清潔生產的技術創 新。與已有技術比較具有以下優點
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1、本發明把長期在電鍍生產中積累的實踐經驗，運用於電鍍廢水處理，從分析電 鍍各工序的用水特點、水質成分及廢水產生機理的入手，從源頭治理，提供了一套完整的電 鍍廢水分類收集、分別處理、循環利用的新方法。2、本發明首次把「R0膜二段循環分離+化學濃縮法」、微電解、生化、樹脂交換及電 化學等技術綜合運用於電鍍水處理，採用獨特的工藝措施和反覆試驗獲得的工藝參數，流 程設計的針對性強、回收效率高，簡潔實用易於推廣，通過電鍍水處理的工藝和技術創新， 實現了電鍍清洗水100%回用(工藝損耗除外)和金屬原材料的回收。3、本發明實現了全部清洗水分類在線即時處理，水質穩定潔淨，使產品成品率提 高約6%，而且產品品質明顯提高，質量穩定，具有明顯的經濟效益。4、本發明在線回收了電鍍生產過程中流失的銅、鎳、鉻等貴重金屬，循環用水，節 約了原材料和水資源，實現了清潔生產，降低電鍍生產成本12%以上。5、本發明最有益的效果是通過方法創新、獨特的工藝設計和有效技術參數，實現 了包括車間地面水在內的全部電鍍清洗水的回收處理循環利用，獲得電鍍廢水處理技術經 濟指標的突破，使整條電鍍生產線的廢水零排放從研究進入實際應用，可根除電鍍廢水對 環境的汙染，創造極大的環境效益。由於已有技術沒有解決多種汙染物混合和累積的問題， 不但處理設施複雜，成本高，而且總有部分汙染混合物在系統中積累無法完全處理，所以只 能做到微排，或者部分鍍種的局部零排放。應用本發明實現了一條完整的電鍍生產線的零 排放，關閉了電鍍車間的排汙口。


圖1 工藝流程總流程圖。圖2 純水製備工藝流程圖。圖3 酸鹼廢水處理工藝流程圖。 圖4 粗化及電鍍鉻清洗水處理工藝流程圖。圖5:化學鎳工藝流程圖。圖6 純水製備工藝示意圖。A1.原水，A2.原水箱，A3.原水泵，A4.雙介質過濾器，A5.有機淨化器，A6.精密 過濾器，A7.保安過濾器，A8.高壓泵，A9.膜組件，A10.外排，All.純水箱，A12.純水增壓 泵，A13.電鍍用水。圖7 酸鹼廢水處理工藝示意圖。B1.含鉻廢水調節池，B2.自吸泵，B3.壓縮空氣，B4.還原中和反應槽，B5.除油漂 洗廢水，還原漂洗廢水，活化漂洗廢水，解膠漂洗廢水，超濾納濾濃水，B6.綜合廢水調節池， B7.微電解床，B8.機械混凝反應池，B9.斜管沉澱池，B10.活性汙泥池，B11.豎流沉澱池， B12.氣浮設備，B13.溶氣罐，B14.壓縮空氣，B15.溶氣泵，B16.多介質過濾器，B17.清水 池，B18.汙泥濃縮槽，B19.增壓泵，B20.板框壓濾機，B21.泥餅外運，B22.壓縮空氣，B23. 原水泵，B24.機械過濾器，B25.活性炭過濾器，B26.精密過濾器，B27.過濾水箱，B28.過 濾水泵，B29.保安過濾器，B30.超濾系統，B31.超濾水箱，B32. 一級高壓泵，B33. 一級R0 處理裝置，B34.濃縮水收集水箱，B35.清水池，B36.增壓泵，B37.保安過濾器，B38.增壓 泵，B39.自吸泵，B40. 二段R0濃縮裝置，B41.回生產車間使用，B42.薄膜蒸發器，B43.固廢外運。圖8 粗化及電鍍鉻清洗水處理工藝示意圖。C1.粗化槽，C2.清洗槽，C3.增壓泵，C4.精密過濾器，C5.強酸型陽離子樹脂交換 柱，C6.大孔弱鹼型陰離子樹脂交換柱，C7.大孔弱鹼型陰離子樹脂交換柱，C8.強酸陽離子 型樹脂交換柱，C9.再生清洗液排洗管，C10.脫鈉液收集箱，C11.增壓泵，C12.陰離子樹脂 再生液水箱，C13.增壓泵，C14.陽離子樹脂再生液水箱，C15.增壓泵，C16.酸鹼廢水循環處理。圖9 化學鎳工藝示意圖。D1.為清洗液水池，D2.原水收集水箱，D3.增壓泵，D4.沙過濾器，D5.活性炭過濾 器，D6.精密過濾器，D7. 一段循環過濾水箱，D8.超濾增壓泵，D9.保安過濾器，D10.超濾 主機，D11.酸鹼廢水循環處理，D12.紫外線殺菌器，D13.超濾水箱，D14. —段高壓泵，D15. 一段反滲透主機，D16.濃水箱，D17.增壓泵，D18.金屬離子濃水收集口，D19.保安過濾器， D20. 二段高壓泵，D21. 二段反滲透主機，D22.純水箱。
具體實施例方式下面通過附圖和實施例進一步說明具體的實施方式圖1-圖5是本發明的工藝流程示意圖。圖6-圖9是本發明的工藝裝置示意圖。本實施例是運用於完整的塑料電鍍生產線的成套處理裝置，該裝置2009年5月投 入使用，不設排汙口，2009年9月通過了江蘇省新技術新產品鑑定。生產線每小時用水量約 15噸，分別在9道工序上產生不同的清洗水，實施例用分類處理的方法，通過6個獨立的循 環處理單元，構成一個完整的電鍍清洗水循環處理系統(圖1)。其具體實施方式
如下1、電鍍純水製備工藝流程見(圖2)，本實施例處理前的水質主要成分特性氯化 物< 80mg/L ；硫酸鹽< 80mg/L ；TDS < 300mg/L ；COD < 2mg/L ；6. 5 < pH < 8. 5。其處理方法 是使用壓力範圍為0. 2 IMPa的增壓泵(A3)將自來水依次送入多介質過濾器(A4)、活性 碳過濾器(A5)、精密過濾器(A6)、保安過濾器(A7)過濾，再使用壓力範圍為1. 2 1. 8MPa 的高壓泵(A8)將過濾後的水送入R0膜(A9)處理。本實施例多介質過濾器選用60目的石 英砂作為濾芯，活性碳過濾器選用果殼活性炭濾芯，精密過濾器選用精度5 u的濾芯，保安 過濾器選用精度IP的濾芯，R0膜設計一級一段的處理工藝，選用R0膜的主要參數為pH 值範圍3-10，最高操作壓力4mPa，膜透過液1. 7T/H，脫鹽率99. 6 %，操作溫度45°C以下。本 方法先經砂過濾器和活性碳過濾器，粗濾水中的懸浮物、雜質、有機物後，再通過精密過濾 器和保安過濾器進行精濾，最後經過超濾膜和R0膜處理達到要求。R0膜之前的多重過濾主 要是濾除水中的有機物、雜質、懸浮物等成分，以免這些物質進入R0膜，造成堵塞、汙染以 及使用壽命縮短等，特別是超濾膜是一種具有超級「篩分」功能的多孔膜。可有效去除水中 更的微粒、膠體、細菌及高分子有機物質，降低濁度、C0D、T0C等水質指標，使R0膜得到更可 靠的保護。本實施例所制純水指標為氯化物< 0. 5mg/L ；硫酸鹽< 0. 5mg/L ；溶解性總固 體< 3mg/L ；COD < 0. lmg/L ；6. 5 < pH < 7. 5 ；電導率< 10 ii S/cm。2、酸鹼廢水循環處理工藝流程見(圖3)，其處理方法是首先將第一路水通過含 鉻廢水調節池(B1)調節均勻，再通過自吸泵(B2)送入還原中和反應槽(B4)處理。本實施例的具體步驟是調節PH值到2-2. 5的範圍，加入還原劑(焦亞硫酸鈉)，使用空氣攪拌機 (B3)均勻攪拌，使六價鉻還原成三價鉻，反應過程中不斷添加硫酸，保持PH值在2-2. 5的範 圍，用PH計控制硫酸的添加量，氧化還原電位計控制還原劑的添加量。PH計控制硫酸的添 加量，當PH = 2. 5時，氧化還原電位在275毫伏，當沒有達到275毫伏時，氧化還原電位儀 起動計量泵加還原劑，當電位達到275毫伏時，氧化還原電位儀切斷計量泵電源停止加藥。 兩個加藥泵均停止工作即還原完成，六價鉻還原成三價鉻後，進入綜合廢水調節池(B6)與 第二路水混合隔油並調節均勻後，進入微電解床(B7)處理，進入時，將PH值調整到3. 5，用 PH計控制氫氧化鈉的添加量，微電解不僅可以處理殘留的六價鉻，還可以處理銅、鎳等多種 重金屬離子，有效去除COD等。。經微電解處理後，再進入機械混凝反應池(B8)，在混凝池 中加入氫氧化鈉，使得重金屬離子形成氫氧化物沉澱，反應時用PH計控制PH值，保持9. 5 <PH< 10. 5，，使得廢水中產生過飽和溶液，而析出產生沉澱，這時重金屬離子已經析出， 同時水進入斜管沉澱槽(B9)，由於析出的顆粒比較小，沉澱的速度很緩慢，在進水的同時加 入絮凝劑、助凝劑，使得析的重金屬化合物相互碰撞，生長形成較大的顆粒，從而比重加大， 加快沉澱速度，在沉澱池中設計了很多管狀水路，使得原來較大的水流速度由於分流變為 較小的水流速度，便於汙泥的沉澱，沉澱的汙泥進入汙泥濃縮槽(B18)進一步濃縮後經增 壓泵(B19)送入板框壓濾機(B20)壓成泥餅，作為固廢處理。上清液通過PH計控制添加硫 酸使得6 < PH < 9，進入活性汙泥池(B10)降解COD後，依次進入豎流沉澱池(B11)、氣浮 設備(B12)處理。在沉澱池中會有一定的很小的顆粒，其密度與水的密度接近，有的甚至小 於水的密度，很難甚至不沉澱，使用氣浮設備產生直徑為20 ym左右微小的氣泡與水中懸 浮的顆粒相粘附，形成水-氣-固三相混合體系，顆粒粘附氣泡後其密度低於水的密度上浮 而分離。為了保證穩定的出水水質供R0膜系統深度處理，再經過砂濾(B16)過濾，砂濾以 鵝卵石綠豆砂為濾材，分層疊放，可有效截留水中的雜質。經過砂濾濾出的清水進入清水池 (B17)作為R0膜分離的原水，本實施例處理得到的水質指標達到總鉻< 0. 8mg/L ；六價鉻 < 0. lmg/L ；總鎳< 0. 2mg/L ；總銅< 0. 3mg/L ；懸浮物< 30mg/L ；COD < 60mg/L ；6. 5 < pH 值< 8. 5 ；石油類< 2mg/L。分離前使用增壓泵(B23)將水注入石英砂過濾器(B24)、活性 碳過濾器(B25)、精密過濾器(B26)過濾後，進入過濾水箱(B27)。再經增壓泵(B28)將水 依次注入保安過濾器(B29)和UF超濾裝置(B30)，超濾膜是一種具有超級「篩分」分離功能 的多孔膜。它可有效去除廢水中的微粒、膠體、細菌及高分子有機物質，達到保護反滲透膜 的功效。經過超濾的水由高壓泵(B32)送入R0膜(B33)分離，獲得純水回生產線使用，濃 水經二段R0膜(B40)分離，產生的水回到一段循環過濾水箱(B31)再參與循環分離。一段 循環產生的濃水進入二段循環過濾水箱(B34)後，由增壓泵(B36)送入保安過濾器(B37) 過濾後用高壓泵(B38)注入二段R0膜分離，產生的水回到一段循環過濾水箱再參與一段循 環分離，濃水再次返回二段循環經反覆循環分離後，進入薄膜蒸發器收集最終固廢。本實施 例獲得循環用水金屬離子及各類雜質含量趨近於零；COD < 4mg/L ；TDS < 8mg/L ；6. 5 < pH 值< 8. 5。 3、粗化及電鍍鉻清洗水循環處理工藝流程見(圖4)，本實施例中原水的主要成 分含量為硫酸，75-100mg/L ；六價鉻離子90-120mg/L ；少量工藝雜質、懸浮物等。針對六價 鉻離子的特性，採用樹脂交換技術處理，本實施例設計安裝了一個陽離子保護柱(C5)，二個 陰離子吸附柱(C6)和(C7)，一個陽離子脫納柱(C8)。清洗水通過增壓泵(C3)送入過濾器(C4)濾除懸浮物、工藝雜質後，自上而下直接進入陽離子保護柱。吸附含鉻清洗水中的金屬 雜質，用清洗水中的陽離子交換下來的H+使清洗水的p H值降至2 3，以保證清洗水通過 陰離子交換柱時，有足夠的H+來維持Cr2072_的存在狀態。再進入陰離子樹脂柱吸附鉻清洗 水中的Cr2072—，清水送往清洗槽，當柱(C6)趨飽和時串聯柱(C7)；等柱(C6)完全飽和時，單 獨使用柱(C7)，對柱(C6)進行淋洗再生；這時單獨使用柱(C7)進行吸附，當柱(C7)趨飽和 時，串聯再生好的柱(C6)，這樣既不耽誤生產，又能使樹脂充分發揮交換能力。弱鹼性陰離 子樹脂用氫氧化鈉完成對鉻的負載樹脂進行淋洗再生，淋洗過程分兩步進行，首先將樹脂 上吸附的Cr2072—轉化為Cr042_，並生成Na2Cr04和水。淋洗得到的再生液中的鉻為Na2Cr04， 必須經離子交換轉變為氏&207才能被回收。脫鈉操作採用H+型的陽離子交換樹脂。再生 液經脫鈉柱(C8)時，Na2Cr04中的Na+和樹脂上的H+發生交換，生成的H2Cr207進入脫鈉液 收集箱(C10)通過增壓泵(C11)適時送往粗化槽。陽離子保護柱、陰離子吸附柱、陽離子脫 納柱再生後注入純水清洗，清洗的廢水進入酸鹼廢水循環處理(C16)處理。本實施例陽柱 採用732強酸型陽離子交換樹脂，再生使用4%的硫酸溶液，用量為樹脂體積的3倍，再生後 用純水清洗，使PH值達到3. 5。陰柱採用D301大孔弱鹼性陰離子交換樹脂，再生使用8% 的氫氧化鈉溶液，用量為樹脂體積的1. 5倍，再生後用純水清洗，使pH值達到7. 5。處理得 到的回用水指標硫酸< 0. 3mg/L ；六價鉻離子< 0. 3mg/L, TDS < 5mg/L。4、化學鍍鎳清洗水循環處理本實施例化學鍍鎳清洗水的主要成分為鎳離子， 4-9mg/L ；檸檬酸，3-8mg/L ；次亞磷酸鈉4_8mg/L ；氯化銨5_9mg/L，少量工藝雜質、懸浮物 等。針對化學鎳清洗水中含有檸檬酸，次亞磷酸鈉，氯化銨類物質，本實施例在預處理步驟 中採用砂過濾(D4)、活性碳過濾(D5)和精密過濾(D6)，預處理使用壓力範圍為0. 2 IMPa 的增壓泵(D3)，預處理後的水的pH值需要達到4 9的範圍。在一段循環分離步驟中使 用保安過濾(D9)、超濾(D10)、殺菌(D12)和反滲透(D15)分離。一段循環分離使用增壓泵 (D8)的壓力範圍為0. 5 IMPa，高壓泵(D14)的壓力範圍為1 2. 5MPa，一段反滲透分離 的溫度範圍為5 40°C。其中，超濾的濃水輸出到酸鹼廢水循環處理(D11)部分進行化學 處理，淡水進入反滲透膜分離，分離得到的淡水回清洗槽(D1)循環使用，濃水進入二段循 環分離。二段循環分離使用保安過濾(D19)和二段反滲透(D21)分離，分離的淡水回到 一段循環分離步驟參與一段循環分離，濃水在二段反覆循環達到原水220倍以上的濃度後 收集備用。二段循環分離使用增壓泵(D17)的壓力範圍為0. 5 1. 5MPa，高壓泵(D20)的 壓力範圍為1. 5 4MPa，二段反滲透處理的溫度範圍為5 40°C。本方法處理後的清洗水 中鎳離子、檸檬酸、次亞磷酸鈉、氯化銨、懸浮物等雜質的含量均趨近於零，電導率< 15 y S/ cm, TDS < 8mg/L，達到純水標準，全部回用。5、電鍍銅清洗水循環處理電鍍銅清洗水的主要成分含量為銅離子50_110mg/ L;少量工藝雜質、懸浮物、有機物。直接採用《回收鍍銅清洗液中銅離子的方法》 (ZL200810235197. 1)，將銅濃縮液回收使用，分離處理的純水回清洗槽循環使用。處理獲得 的純水TDS < 8mg/L，銅濃縮液的濃度是原液的1100倍以上。6、電鍍鎳清洗水循環處理電鍍鎳清洗水的主要成分含量為鎳離子50_110mg/ L;少量工藝雜質、懸浮物、有機物。直接採用《電鍍清洗液中金屬離子回收成套裝置》 (ZL200920039808. 5)，將鎳濃縮液回收使用，分離處理的純水回清洗槽循環使用。處理獲得 的純水TDS < 8mg/L，鎳濃縮液的濃度是原液的220倍以上。
權利要求
一種電鍍清洗水在線分類處理循環利用的方法，包括電鍍過程中除油、粗化、還原、活化、解膠、化學鍍鎳、預鍍鎳、鍍銅、鍍鎳、鍍鉻步驟的清洗水和生產保潔用水的處理，其特徵在於包括如下步驟A、製備電鍍純水將自來水依次通過多介質過濾、活性碳過濾、精密過濾、保安過濾和RO膜分離處理，製備電鍍用純水；B、酸鹼廢水循環處理樹脂再生後清洗液和地面清洗水先進行含鉻廢水調節，再進行還原中和處理，處理後與除油清洗水、活化清洗水、還原清洗水、解膠清洗水和化學鍍鎳的超濾濃水一起綜合調節後，進行微電解處理，再進行機械混凝反應，反應後進行斜管沉澱，上清液依次進行活性汙泥處理、豎流沉澱處理、氣浮和砂濾處理，出水再依次進行多介質過濾、活性炭過濾、精密過濾和超濾，最後進行RO膜過濾，得到的純水回槽使用；C、粗化及電鍍鉻清洗水循環處理粗化清洗水和電鍍鉻清洗水勻質後，先進行過濾，再依次進行陽離子樹脂保護、陰離子樹脂吸附和陽離子樹脂脫鈉處理，陰離子樹脂吸附產生的清水返回用作清洗水，陰離子樹脂再生處理的再生液經脫鈉處理後返回粗化步驟回用；D、化學鍍鎳清洗水循環處理化學鍍鎳清洗水依次經過預處理、一段循環分離和二段循環分離處理，得到的金屬離子濃縮液收集備用，處理後的淡水返回作清洗水；E、鍍銅清洗水循環處理鍍銅清洗廢水依次進行預處理、一段循環處理、二段循環處理和化學濃縮處理，處理後的銅濃縮液返回鍍銅步驟，處理後的淡水返回作清洗水；F、鍍鎳清洗水循環處理預鍍鎳清洗廢水和鍍鎳清洗廢水依次經過預處理、一段循環分離和二段循環分離處理，得到的金屬離子濃縮液返回預鍍鎳步驟，處理後的淡水返回作清洗水。
2.根據權利要求1所述的電鍍清洗水在線分類處理循環利用的方法，其特徵在於步驟 A中，多介質過濾步驟選用石英砂作為濾芯，活性碳過濾使用果殼活性炭濾芯，精密過濾選 用精度5 μ -10 μ的濾芯，保安過濾選用精度0. 5 μ -5 μ的濾芯，RO膜選擇CPA3低壓複合 膜，其中，多介質過濾、活性碳過濾、精密過濾和保安過濾步驟的壓力範圍為0. 2 lMPa，R0 膜工作壓力為1 2. 5MPa。
3.根據權利要求1所述的電鍍清洗水在線分類處理循環利用的方法，其特徵在於步驟 A中，電鍍用純水的電導率在IOy S/cm以下。
4.根據權利要求1所述的電鍍清洗水在線分類處理循環利用的方法，其特徵在於步驟 B中，超濾產生的濃縮水返回與斜管沉澱產生的上清液合併後，再參與活性汙泥處理、豎流 沉澱、氣浮和砂濾處理；RO膜採用一級二段循環處理，一段產生的淡水回槽使用，濃縮水進 入二段反覆循環濃縮，產生的淡水返回一段循環，濃縮水在二段反覆循環至TDS > 7000mg/ L後進入蒸發器蒸發濃縮，收集固廢；斜管沉澱、活性汙泥處理和氣浮處理中產生的汙泥濃 縮後製成泥餅外運，壓制泥餅產生的水返回綜合調節步驟。
5.根據權利要求1所述的電鍍清洗水在線分類處理循環利用的方法，其特徵在於步驟 B所處理的各種廢水中，其主要成分含量為鹽酸50 80mg/L，硫酸5 20mg/L，氫氧化鈉 20 60mg/L，膠體鈀 0. 002 0. 006mg/L，三價鉻 10 30mg/L, C0D110 240mg/L ；處理後 的純水水質為:C0D < 5mg/L，TDS < 8mg/L，6. 5 < pH值< 8. 5。
6.根據權利要求1所述的電鍍清洗水在線分類處理循環利用的方法，其特徵在於步驟 C中，陽離子樹脂飽和後再生處理產生的樹脂再生廢液和陽離子保護柱、陰離子吸附柱、陽離子脫納柱再生後清洗廢水均為樹脂再生後清洗液，進行酸鹼廢水循環處理；陽離子樹脂 保護柱採用強酸型陽離子交換樹脂，陰離子樹脂吸附柱採用大孔弱鹼性陰離子交換樹脂； 返回粗化步驟的回用水指標硫酸< 0. 5mg/L ；六價鉻離子< 0. 5mg/L, TDS < 6mg/L。
7.根據權利要求1所述的電鍍清洗水在線分類處理循環利用的方法，其特徵在於步驟 D中，所述預處理步驟包括砂過濾、活性碳過濾和精密過濾步驟；所述一段循環分離步驟 包括保安過濾、超濾、殺菌和反滲透步驟；所述二段循環分離步驟包括保安過濾和二段反 滲透步驟；處理後的淡水指標為電導率< 15μ S/cm，TDS < 8mg/L。
8.根據權利要求1所述的電鍍清洗水在線分類處理循環利用的方法，其特徵在於步驟 D中，一段循環分離步驟中超濾的濃水輸出到酸鹼廢水循環處理部分進行化學處理；二段 反滲透分離的淡水回到一段循環分離步驟參與一段循環分離，濃水在二段反覆循環達到原 水220倍以上的濃度後收集備用。
9.根據權利要求1所述的電鍍清洗水在線分類處理循環利用的方法，其特徵在於步驟 E中，所述預處理為將含銅清洗水依次分別通過砂過濾器、活性碳過濾器和精密過濾器進 行過濾；所述一段循環分離為經過預處理的水通過增壓泵依次注入保安過濾器和超濾裝 置，超濾後的水經高壓泵送至一段反滲透膜進行分離，得到純水和一段濃縮液；所述二段循 環分離為一段濃縮液通過增壓泵送入保安過濾器過濾後，再經高壓泵送至二段反滲透膜 進行分離，得到水和二段濃縮液；其中得到的水與經過預處理的水合併後繼續進行一段循 環分離，二段濃縮液與一段濃縮液合併後繼續進行二段循環分離；所述化學濃縮為收集 含銅濃度為含銅清洗廢水的160倍以上的二段濃縮液，向其中加入氫氧化鈉進行反應，過 濾出產生的氫氧化銅，再向氫氧化銅中加入硫酸反應生成銅濃縮液。
10.根據權利要求1所述的電鍍清洗水在線分類處理循環利用的方法，其特徵在於F 中，所述預處理步驟包括第一精密過濾、活性碳過濾和第二精密過濾步驟；所述一段循環 分離步驟包括第三精密過濾、超濾、殺菌器和反滲透步驟；所述二段循環分離步驟包括第 四精密過濾和二段反滲透步驟。
全文摘要
本發明公開了一種電鍍清洗水在線分類處理循環利用的方法，包括電鍍過程中除油、粗化、還原、活化、解膠、化學鍍鎳、預鍍鎳、鍍銅、鍍鎳、鍍鉻步驟和生產保潔中的用水以及清洗水的處理，具體包括製備電鍍純水、酸鹼廢水循環處理、粗化及電鍍鉻清洗水循環處理、化學鍍鎳清洗水循環處理、鍍銅清洗水循環處理和鍍鎳清洗水循環處理。本發明通過經濟有效的手段直接在槽邊將每道工序上的廢水處理後閉環使用，既無廢水對外排放，也避免了工序間不同水質的交叉汙染，是實現電鍍廢水零排放和電鍍清潔生產的技術創新。
文檔編號C02F1/52GK101891323SQ20101015603
公開日2010年11月24日 申請日期2010年4月27日 優先權日2010年4月27日
發明者餘素耘, 呂建來, 沈德華, 範正芳 申請人:南京源泉環保科技股份有限公司