一種電鍍廢水的處理方法
2023-08-13 06:01:56
專利名稱：一種電鍍廢水的處理方法
技術領域：
本發明涉及環境汙染控制新技術的開發，尤其涉及一種電鍍廢水的處理方法。
背景技術：
電鍍工廠(或車間)排出的廢水和廢液，如鍍件漂洗水、廢槽液、設備冷卻水和衝洗地面水等，其水質因生產工藝而異，往往含油多種金屬離子，一般來說，常含有Cr6+、Cd2+、 Ni2+、Cu2+、Zn2+、Fe2+等重金屬；電鍍廢水多有毒，危害較大。如氰可引起人畜急性中毒，致死，低濃度長期作用也能造成慢性中毒。鎘可使腎臟發生病變，並會引起痛痛病。六價鉻可引起肺癌、腸胃道疾病和貧血，並會在骨、脾和肝臟內蓄積。因此，電鍍廢水必須嚴格控制， 妥善處理。
電鍍廢水處理工藝很多20世紀70年代流行樹脂交換，80年代電解法、化學法與氣浮等。電解法能耗聞，電耗和鐵耗均聞，對聞濃度含絡廢水廣生汙泥量太多，不適應，同時對含氰廢水處理不理想，所以含氰廢水還要用化學法。化學藥劑和氣浮法採用化學藥品氧化還原中和，用氣浮上浮方法進行泥水分離，因電鍍汙泥比重大，並且廢水中含有多種有機添加劑，實際使用時氣浮分離不徹底，並且運行管理不便，到90年代末，氣浮法應用越來越少。化學藥劑和沉澱該方法是最早應用的方法，經過30多年不同處理工藝實際使用比較後。目前又回到了最早，也是最有效的處理工藝上來，國外在電鍍處理上也大多採用該方法，但實際固液分離運行時間長後，沉澱池會有汙泥翻上來，出水難以保證穩定達標。近年開發的生物處理工藝小水量單一鍍種運行效果高，許多大工程使用很不穩定，因水質水量難以恆定，微生物對水溫，品種，重金屬離子的濃度，PH值的變化難穩定適應，出現瞬間大批微生物死亡，出現環境汙染事故，而且培菌不易。
層狀雙輕基複合金屬氧化物(Layered Double Hydroxides,簡稱LDH),又稱水滑石，是一類重要的無機功能材料。其獨特的層狀結構及層板元素和層間陰離子的可調變性受到人們的廣泛關注，經離子交換向層間引入新的客體陰離子可使層狀結構和組成產生相應的變化，因而可以製備一大類具有特殊性質的功能材料。水滑石材料屬於陰離子型層狀化合物。層狀化合物是指具有層狀結構、層間離子具有可交換性的一類化合物，利用層狀化合物主體在強極性分子作用下所具有的可插層性和層間離子的可交換性，將一些功能性客體物質引入層間空隙並將層板距離撐開從而形成層柱化合物。
水滑石化學結構通式為[M2YxM3+X_2Γ [(Α11— )χ/η·πιΗ20]，其中M2+為Mg2+，Ni2+， Mn2+，Zn2+，Ca2+，Fe2+，Cu2+ 等二價金屬陰離子；M3+ 為 Al3+，Cr3+，Fe3+，Co3+ 等三價金屬陰離子； Α11—為陰離子，如C032—，NO3' CF, OH—，S042—，PO,，C6H4 (COO) 22-等無機和有機離子以及絡合離子，當層間無機陰離子不同，水滑石的層間距不同，同時在水滑石吸附汙染物之後，層間距也會增大，以容納更多的汙染物。
目前，水滑石類材料的合成方法主要有鹽-鹼法、鹽-氧化物法和離子交換法，還衍生出誘導水解法、水熱法、熱處理重新水合法等。其中最常用的方法是共沉澱法，即在一定溫度下用構成水滑石層的金屬離子混合溶液在鹼的作用下發生共沉澱來製備。該方法簡單易操作，是常用的製備方法，該方法中需要利用一定量的二價金屬離子和三價金屬離子， 從經濟的角度來看增加了投入；從治理環境的角度來看合成的過程中增加了廢水的產生, 對環境治理提出了新的問題。發明內容
本發明的目的是為克服現有技術中處理電鍍廢水的不足，提供一種能耗低、無汙染、效率高的電鍍廢水的處理方法。
本發明採用的技術方案是依次包括如下步驟I)將電鍍廢水過濾去除固體顆粒，根據生產工藝分析其中可能存在的離子，添加金屬陽離子或將多種電鍍廢水混合，使二價離子濃度是三價離子濃度的2 4倍；2)向電鍍廢水中快速滴加50% 70%的NaOH溶液[BI]，直至pH值至8 10為止，滴加時在300 400 rpm下快速攪拌60 120分鐘,金屬離子通過共沉澱作用生成水滑石；3)將生成的水滑石沉澱分離，加入鹽酸或硫酸，調節pH至7。
本發明的優點是利用電鍍廢水中的金屬離子，通過簡單的步驟，製備具有廣泛應用範圍的水滑石，實現廢物利用，同時去除電鍍廢水中的重金屬，合成得到的水滑石可以作為吸附材料，繼續用於環境治理。
具體實施方式
將電鍍廢水過濾去除固體顆粒，根據生產工藝分析其中可能存在的離子，添加適當的金屬陽離子，或將多種電鍍廢水混合，保證二價離子濃度是三價離子濃度的2 4倍，如果只有二價金屬陽離子，則加入少量三價金屬陽離子，如比較便宜的Al3+、Fe3+等；如果只有三價金屬陽離子，則加入少量二價金屬陽離子，如比較便宜的Mg2+、Fe2+等，如果已經有二價金屬陽離子和三價金屬陽離子，則考察一下濃度，確保二價離子濃度是三價離子濃度的21 倍就可。
向電鍍廢水中快速滴加50% 70%的NaOH溶液[B2]，直至pH值至8 10為止，滴加時在30(T400 rpm下快速攪拌60 120分鐘，金屬離子通過共沉澱作用，生成水滑石，將生成的水滑石沉澱分離，洗滌廢水中的汙染物會隨著沉澱被去除，最後加入鹽酸或硫酸，調節pH至7左右。
以下進一步提供本發明的4個實施例實施例I將電鍍廢水過濾去除固體顆粒，根據生產工藝分析，其中含有Ni2+和Cu2+，加入少量 Al3+，使二價離子濃度是三價離子濃度的2倍；向電鍍廢水中快速滴加70%的NaOH溶液調節pH值至8,滴加時在400 rpm下快速攪拌120分鐘,沉澱分離,洗漆廢水中的汙染物會隨著沉澱被去除，最後加入鹽酸或硫酸，調節pH至7左右。
測定處理後廢水的水質，經分析電鍍廢水中金屬離子Ni2+Xu2+和Al3+，去除率分別為 97. 2%, 98. 1%、95· 3%。
實施例2將電鍍廢水過濾去除固體顆粒，根據生產工藝分析，其中含有Fe3+和Al3+，加入少量 Mg2+，使二價離子濃度是三價離子濃度的4倍；向電鍍廢水中快速滴加50%的NaOH溶液調節pH值至10,滴加時在300 rpm下快速攪拌60分鐘,沉澱分離,洗漆廢水中的汙染物會隨著沉澱被去除，最後加入鹽酸或硫酸，調節pH至7左右。
測定處理後廢水的水質，經分析電鍍廢水中金屬離子Fe3+、A13+和Mg2+，去除率分別為 97. 1%、98· 5%, 97. 3%。
實施例3將多種電鍍廢水混合，去除固體顆粒，根據生產工藝分析其中存在Ni2+、Cu2+、Fe3+和 Al3+，且二價離子濃度是三價離子濃度的3倍，向電鍍廢水中快速滴加60%的NaOH溶液調節pH值至9，滴加時在300 rpm下快速攪拌80分鐘，沉澱分離，洗滌廢水中的汙染物會隨著沉澱被去除，最後加入鹽酸或硫酸，調節pH至7左右。
測定處理後廢水的水質，經分析電鍍廢水中金屬離子Ni2+、Cu2+、Fe3+和Al3+，去除率分別為 97. 3%, 96. 9%, 97. 4%, 97. 1%。
將該水滑石粉末加入含25 mg/L酸性大紅的染料廢水中，每克水滑石對應的所處理的廢水體積約為I L，快速攪拌60分鐘；反應產物在沉澱池停留30分鐘，固液分離，紫外可見分光光度計測定上清液濃度，汙染物去除率為98. 7%。
實施例4將多種電鍍廢水混合，去除固體顆粒，根據生產工藝分析其中存在Ni2+、Cu2+、Zn2+和 Al3+，且二價離子濃度是三價離子濃度的4倍，向電鍍廢水中快速滴加60%的NaOH溶液調節pH值至9,滴加時在300 rpm下快速攪拌120分鐘,沉澱分離,洗漆廢水中的汙染物會隨著沉澱被去除，最後加入鹽酸或硫酸，調節pH至7左右。
測定處理後廢水的水質，經分析電鍍廢水中金屬離子Ni2+、Cu2+、Zn2+和Al3+，去除率分別為 97. 6%, 97. 9%, 98. 2%, 97. 8%。
將該水滑石粉末加入含25 mg/L染料金橙II的廢水中，每克水滑石對應的所處理的廢水體積約為I L，快速攪拌60分鐘；反應產物在沉澱池停留30分鐘，固液分離，紫外可見分光光度計測定上清液濃度，汙染物去除率為98. 3%。
這裡總體積不一定，根據水量、水的初始pH和金屬離子的量，但最終pH在8 10 即可。
這裡總體積不一定，根據水量、水的初始pH和金屬離子的量，但最終pH在8 10 即可。
權利要求
1.一種電鍍廢水的處理方法，其特徵是按如下步驟 I)將電鍍廢水過濾去除固體顆粒，根據生產工藝分析其中可能存在的離子，添加金屬陽離子或將多種電鍍廢水混合，使二價離子濃度是三價離子濃度的2 4倍； 2)向電鍍廢水中快速滴加50% 70%的NaOH溶液，直至pH值至8 10為止，滴加時在300^400 rpm下快速攪拌60 120分鐘，金屬離子通過共沉澱作用生成水滑石； 3)將生成的水滑石沉澱分離，加入鹽酸或硫酸，調節pH至7。
2.根據權利要求I所述的一種電鍍廢水的處理方法，其特徵是步驟I)中，電鍍廢水中若只有二價金屬陽離子，則加入三價金屬陽離子；若只有三價金屬陽離子，則加入二價金屬陽離子。
全文摘要
本發明公開一種環境汙染控制領域中電鍍廢水的處理方法，將電鍍廢水過濾去除固體顆粒，根據生產工藝分析其中可能存在的離子，添加金屬陽離子或將多種電鍍廢水混合，使二價離子濃度是三價離子濃度的2~4倍；向電鍍廢水中快速滴加50%~70%的NaOH溶液，直至pH值至8~10為止，滴加時在300~400rpm下快速攪拌60～120分鐘，金屬離子通過共沉澱作用生成水滑石；將生成的水滑石沉澱分離，加入鹽酸或硫酸，調節pH至7；利用電鍍廢水中的金屬離子，通過簡單的步驟，製備具有廣泛應用範圍的水滑石，實現廢物利用，同時能去除電鍍廢水中的重金屬，合成得到的水滑石可以作為吸附材料，繼續用於環境治理。
文檔編號C02F1/52GK102976467SQ201210491680
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月28日 優先權日2012年11月28日
發明者李定龍 申請人:常州大學