申請日2013.09.18
公開(公告)日2014.01.08
IPC分類號C02F103/16; C02F9/06
摘要
本發明涉及一種電鍍廢水電化學處理回收利用綜合方法，其主要工藝步驟是：將電鍍廢水進行匯聚集中混合，沉砂除渣除去污水中的沉砂和廢渣進入預處理單元緩沖調節池，對污水pH進行調節和中和;再進入物理化學反應設備，進行曝氣━物理化學處理，在藥劑作用下，使重金屬、有機污染物質分別和水分離;污水經過物理化學處理后，清液則進入電化學處理器裝置，進行關鍵性達標處理，深度加工回收利用。本發明電鍍廢水經處理后全部回收循環利用，廢渣回收重、貴金屬及有用物質后，泥漿可用作水泥或建材的原料，實現電鍍工業廢水再工業化，污染物再資源化利用。
權利要求書
1.一種電鍍廢水電化學處理回收利用綜合方法，該方法包括廢水混合處理、沉砂除渣、緩沖調節中和、物理化學處理、電化學處理、沉淀回收步驟，其特征在于：
(a)廢水混合處理：將電鍍廢水進行匯聚集中，經過格柵機進入集液池，得到混合后的廢水原水;
(b)沉砂除渣：將步驟a)得到混合后的廢水原水匯集，廢水與YHD專用絮凝劑按照比例1T ：10~50g進行絮凝反應0.5~1.0h，除去沉砂，機械過濾，廢渣析出進入回收系統，過濾后的廢水進入下一步處理;
(c)緩沖調節中和：利用中和劑調節步驟b)得到過濾后的廢水，使其pH值為6.5~11得到中和后的廢水;
(d)物理化學處理：將步驟c)中和后的廢水轉入到物理化學處理裝置中，中和后的廢水和物化藥劑按照1T：10~100g的比例投入物化藥劑，連續曝氣攪拌處理3~6 h，裝置溫度為15～30℃，進行結構轉化和氧化降解，再靜止反應0.5~1 h，得到物理化學處理后的廢水;
(e)電化學處理：將步驟d)處理后得到的得到物理化學處理后的廢水，利用中和劑調節pH值為8.5~9.5后流入電化學污水處理器，安裝電極，反應電壓為5~110V，電流為10~4800A，反應時間為3~6h，然后流入沉淀水池處理;
(f)沉淀回收：對步驟e) 流入沉淀水池的廢水，按廢水與YHD專用絮凝劑1T：15~50g的比例再投入YHD專用絮凝劑，進行沉淀、過濾、回收。
2.根據權利要求1所述的一種電鍍廢水電化學處理回收利用綜合方法，其特征在于，所述電化學污水處理器其結構為金屬罐容器或是池壁布設金屬網導線的水池容器;所述的電極為石墨加堅硬貴金屬的碳棒或是三維催化氧化電解處理電極。
3.根據權利要求1或2所述的一種電鍍廢水電化學處理回收利用綜合方法，其特征在于，所述的物化藥劑為碳酸鈉、氫氧化鈉、次氯酸鈉、硫酸鈉、焦亞硫酸鈉、硫酸亞鐵、硫酸錳其中的一種或是他們的混合物。
4.根據權利要求3所述的一種電鍍廢水電化學處理回收利用綜合方法，其特征在于，所述中和劑為碳酸鈉、氫氧化鈉、碳酸鈣、硫酸鈉、焦亞硫酸鈉、二氧化氯、次氯酸鈉、氫氧化鉀中的之一或是他們的混合物。
5.根據權利要求1所述的一種電鍍廢水電化學處理回收利用綜合方法，其特征在于，所述YHD專用絮凝劑為明礬、三氯化鐵、硫酸鐵、聚氯化鋁之一或是他們的混合物。
6.根據權利要求1所述的一種電鍍廢水電化學處理回收利用綜合方法，其特征在于，所述電鍍廢水為前處理廢水、含氰廢水、含鉻廢水、綜合廢水、混排廢水中的一種或是他們的混合物。
說明書
一種電鍍廢水電化學處理回收利用綜合方法
技術領域
本發明屬于工業電鍍廢水的處理技術領域，具體涉及一種電鍍廢水電化學處理回收利用綜合方法。
背景技術
電鍍廢水重金屬污染十分嚴重，直接危害人民的生命和健康，即使是達標排放，少量微量日積月累，也會積淀沉聚成為巨大的禍害，電鍍廢水及一切涉及重金屬污染工業廢水徹底治理已是當務之急，必須實現零排放、無污染，才能確保涉及重金屬工業加速健康發展，GDP加快增長，生態良性循環，社會和諧發展。隨著國家對于環保工作的進一步重視和加強，要求逐漸提高，發布了新的“電鍍污染物排放標準(GB21900-2008)”對于電鍍污水的新排放標準，比原有標準要求大大提高，要達到新的排放標準，現行的傳統污水處理裝置和污水治理方法已不能滿足新標準的需求，處理出水距離新的標準還有一定差距。
目前，電鍍廢水及其處理工藝存在以下情況：1.每次處理都需投入大量污水處理藥劑;2.污水氣體、藥劑氣體有嚴重的毒害，使污水處理操作工和周邊居民出現中毒情況，甚至出現了癌癥高發村;3.廢渣中含有大量的重金屬和氰化物污染;4.現有處理系統，設備、水池相對落后破舊;5.破氰、脫鉻、絮凝等技術都很滯后，效果差;6.水、氣、渣不是全部徹底處理;7.現有處理工藝，無法集中處理電鍍工業園多工廠、多鍍種復雜多變的電鍍廢水。等等。由于電鍍廢水相對于普通工業廢水、生活污水更為復雜，包括了各鍍種前處理、含氰、含鉻、混排、綜合廢水，既有重金屬污染，又有有機物污染，還有化學藥劑污染，尤其是污水中存在著大量透明溶于水的大分子、呈鏈環結構、難以降解的氫氧化物。傳統工藝技術已十分滯后，污水處理主要靠投入大量藥劑混凝沉淀，而化學藥劑的大量投入，卻大大增加了二次污染和污水的復雜性，產生了大量氯離子，又大大增加了處理的難度，加大處理成本，仍難以達到國家新的排放標準。
現有技術中，如專利CN200810052298.5，公開了一種綜合電鍍廢水處理方法，特別是將綜合排放的電鍍廢水處理后循環回用及回收貴重金屬資源的工藝，包括如下步驟：(1) 含鉻廢水處理;(2)含氰廢水處理;(3)將步驟(1)中含鉻廢水處理得上清液和步驟(2) 中含氰廢水處理的含氰廢水與其它綜合廢水混合處理;(4)將步驟(3)中混合處理的上清液導入回用清水池中;(5)將步驟(4)中濃溶液導入綜合廢水調節池中。經本發明工藝處理后，出水水質各項指標都可達到甚至好于《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006)，可返回電鍍車間重復使用，回用水產水率可達到80%以上，并可回收有用金屬離子，在達到環保目的的同時產生效益，降低生產成本。
現有技術中，如專利200810073578.4，(專利所有權人即本申報單位)公開了一種綜合處理高濃度工業廢水和生活污水的方法，其主要步驟是：先將廢水進行預處理，然后經過生化促進處理，厭氧生化降解，化學模擬生物降解、電化學處理，再對水和分離的有用物質進行循環利用，用該方法可以處理造紙、制糖、酒精、淀粉、味精、制革等高濃度有機污水，以及重金屬污染廢水、醫療機構污水、城市生活污水等。該發明工藝完善，適用范圍廣，但其處理成本高，可操作性差。本發明該綜合方法使用其中組成部分電化學處理工藝，專門針對電鍍廢水進行處理回收利用綜合治理，處理后的出水水質達到國家發布的“電鍍污染物排放標準GB21900—2008表3水污染物特別排放限值”，全部回收循環利用。
發明內容
本發明的目的是克服現有常規方法不能達到國家《電鍍污染物排放標準-GB21900-2008
表3水污染物特別排放限值》、不能低成本實現電鍍廢水回收綜合利用、適用范圍窄、回收不
完全不徹底，最后得到的廢渣、沉淀不能再利用還造成二次污染等缺點，提供一種可實現循
環經濟效益的電鍍廢水回收利用方法。通過廢水混合處理、沉砂除渣、緩沖調節、集液中和、
物理化學處理、電化學處理、沉淀回收等關鍵步驟，處理后的產生的沉砂、廢渣、沉淀物可
實現資源化再利用，經過有效pH控制以及絮凝劑處理后，得到的沉砂可用于水泥廠或磚廠的
水泥或磚塊生產原料，得到的廢渣用于生物腐植酸復合肥原料，在沉淀回收步驟中得到的雜
質重金屬沉淀物作為金屬冶煉原料，或制成金屬產品，提高其經濟效益，降低廢水處理中的
成本。
本發明實現的技術方案步驟為：一種電鍍廢水電化學處理回收利用綜合方法，該方法包括廢水混合處理、沉砂除渣、緩沖調節中和、物理化學處理、電化學處理、沉淀回收步驟，其具體步驟如下：
(a)廢水混合處理：將電鍍廢水進行匯聚集中，經過格柵機進入集液池，得到混合后的廢水原水。
(b)沉砂除渣：將步驟a)得到混合后的廢水原水匯集，廢水與YHD專用絮凝劑按照比例1T(噸)：10~50g進行絮凝反應0.5~1.0h，除去沉砂，機械過濾，廢渣析出進入回收系統，過濾后的廢水進入下一步處理。
(c)緩沖調節中和：利用中和劑調節步驟b)得到過濾后的廢水，使其pH值為6.5~11得到中和后的廢水。
(d)物理化學處理：將步驟c)中和后的廢水轉入到物理化學處理裝置中，中和后的廢水和物化藥劑按照1T(噸)：10~100g的比例投入物化藥劑，連續曝氣攪拌處理3~6 h，裝置溫度為15～30℃，進行結構轉化和氧化降解，再靜止反應0.5~1 h，得到物理化學處理后的廢水。
(e)電化學處理：將步驟d)處理后得到的得到物理化學處理后的廢水，利用中和劑調節pH值為8.5~9.5后流入電化學污水處理器，安裝電極，反應電壓為5~110V，電流為10~4800A，反應時間為3~6h，然后流入沉淀水池處理。步驟(e)電化學處理是本電鍍廢水處理技術的關鍵性處理步驟，可以一級電化學處理，也可以兩級電化學處理，或者循環處理一次、兩次，視水質、負荷而定。如果水質太復雜，負荷特別高，電化學處理后，出現COD、總氮等指標還不達標的情況，如前所述，可增加生化處理，或投藥反應，直至達到國家《電鍍污染物排放標準-GB21900-2008表3水污染物特別排放限值》標準。
(f)沉淀回收：對步驟e) 流入沉淀水池的廢水，按廢水與YHD專用絮凝劑1T(噸)：15~50g的比例再投入YHD專用絮凝劑，進行沉淀、過濾、回收。步驟(f)沉淀回收主要利用重金屬和污染物質本身的表面活性，或者根據運行參數，按廢水與YHD專用絮凝劑1T：15~50g的比例再投入YHD專用絮凝劑，使之沉淀，讓沉淀物和水分離，回收達標的清水循環利用，回收富集重金屬和有用物質的沉淀泥漿資源化利用，即將泥漿濃液中貴、重金屬的碳酸鹽、磷酸鹽、砷酸鹽，進而分別提取回收貴、重金屬與有用元素，或再冶煉，或制成金屬產品銷售;經處理后無害化富含二氧化硅的泥、渣，用做建材原料。而處理達標的水則全部回用。對一些水質特別復雜，污染濃度和COD、總氮等污染物特別高的電鍍廢水，經過電化學處理后，如果出現還有個別指標像COD、總氮等還不達標，根據情況，再增加生化處理或者化學藥劑反應，就能完全達到國家《電鍍污染物排放標準-GB21900-2008表3水污染物特別排放限值》標準。
作為本發明的進一步限定，所述電化學污水處理器其結構為金屬罐容器或是池壁布設金屬網導線的水池容器;所述的電極為石墨加堅硬貴金屬的碳棒或是三維催化氧化電解處理電極。通電后電極為正極，罐體或金屬網通電為負極。污水處理器容器中填充活性炭作為載體;電極、罐體或金屬網作為導體。它是集微電解、電解凝聚、催化氧化、吸附等多種電極反應的綜合應用，從而產生分子破碎、斷鏈開環、結構轉化、電解絮凝、強制降解、深度處理等強力的特殊功能，保證將各個指標降解達標，可以將重金屬降解到0.1~0.01mg∕l以下。
作為本發明的進一步限定，所述的物化藥劑為碳酸鈉、氫氧化鈉、次氯酸鈉、硫酸鈉、焦亞硫酸鈉、硫酸亞鐵、硫酸錳其中的一種或是他們的混合物。
作為本發明的進一步限定，所述中和劑為碳酸鈉、氫氧化鈉、碳酸鈣、硫酸鈉、焦亞硫酸鈉、二氧化氯、次氯酸鈉、氫氧化鉀中的之一或是他們的混合物。
作為本發明的進一步限定，所述YHD專用絮凝劑為明礬、三氯化鐵、硫酸鐵、聚氯化鋁之一或是他們的混合物。YHD專用絮凝劑為常見錳、鐵、鋁系列中的有絮凝效果的化合物。
作為本發明的進一步限定，所述電鍍廢水為前處理廢水、含氰廢水、含鉻廢水、綜合廢水、混排廢水中的一種或是他們的混合物。
本發明的實現原理依據為：通過有效的控制廢水的pH值條件，投入碳酸鈉、氫氧化鈉、次氯酸鈉、硫酸鈉、焦亞硫酸鈉等藥劑，曝氣反應催化氧化，產生CO2、氮氣釋放排空，而廢水中的N元素則沉淀進入廢渣中。其次通過絮凝反應，使廢液前處理產生的細小顆粒渣在絮凝劑的催化作用下絮凝聚集，發生沉淀。尚存在污水中的重金屬離子和氫氧化物，進而進行電化學處理：分子破碎、斷鏈開環、催化氧化、結構轉化、強制降解、深度處理，確保處理后出水水質的重金屬全部脫除，其他指標全部達標了。最后，富含N元素的廢渣，經過提取回收，可作為重金屬冶煉原料使用，或制成貴、重金屬產品。而經過上述處理過程得到的已無害化、又含有各種微量元素的淤泥，可以做配制微量元素生物腐植酸復合肥的原料。處理后廢水不僅重金屬、COD降解達標，其他所有監測指標也都全部達標。從而實現了電鍍廢水處理的綜合回收利用。
本發明一種電鍍廢水電化學處理回收利用綜合方法產生了以下良好效果：
(1)本發明污水處理回收利用工藝操作簡便，所需投放的藥劑量少，并且部分藥劑可實現再生回收利用，從而降低了廢水處理的成本。
(2)本發明在實現過程中通過有效調整廢水的pH值，實現了金屬離子的有效分離，在調節pH中未引入再次污染的離子，使廢水處理過程得到有效控制。
(3)本發明可將①前處理廢水、②含氰廢水、③含鉻廢水、④綜合廢水、⑤混排廢水等各種電鍍廢水，混合匯聚集中處理，無需單獨破氰、脫鉻，進而精簡優化電鍍廢水處理工藝，縮短工藝流程，節省占用土地，降低運行成本。
(3)本發明處理后的電鍍廢水，達到和優于“電鍍污染物排放標準(GB21900-2008)水污染物特別排放限值”，其中本發明處理后的廢水重金屬基本脫除，化學需氧量(COD，mg/L)≤30(國家標準中對COD的限值是50mg/L)，懸浮物(mg/L)≤10(國家標準中對懸浮物的限值是30mg/L)，其他指標全部達標。而且水及污染物可再資源化，實現“零排放、全利用、無污染、增效益”，達到經濟效益和社會效益、發展生產和環境保護的共贏。
