申请日2016.11.04
公开(公告)日2017.02.15
IPC分类号C25D21/20; C25D21/18; C02F1/22; C02F103/16
摘要
本发明公开了一种电镀 废水的处理方法，所述电镀废水的处理方法包括以下步骤：(1)将电镀废水进行冷冻处理，得到冰和浓缩电镀废水的混合物;(2)将步骤(1)得到的冰和浓缩电镀废水的混合物进行分离，分别得到冰和浓缩电镀废水。本发明所述电镀废水的处理方法，可将电镀水洗废水中的电镀液组分与淡水分离，分离后电镀液和淡水分别回用，实现电镀水洗废水的几乎零排放和电镀液的回收再用;所述电镀废水的处理方法对需要处理的电镀废水的水质要求不高，运行维护简单，可处理单个水洗槽的废水，同时有着很高的运行利润率，可以解决电镀重金属废水污染问题。
权利要求书
1.一种电镀废水的处理方法，其特征在于，所述电镀废水的处理方法包括以下步骤：
(1)将电镀废水进行冷冻处理，得到冰和浓缩电镀废水的混合物;
(2)将步骤(1)得到的冰和浓缩电镀废水的混合物进行分离，分别得到冰和浓缩电镀废水。
2.如权利要求1所述电镀废水的处理方法，其特征在于，所述步骤2)之后，还包括将冰融化为淡水并将其作为清洗水进行回用的步骤，和/或
加热浓缩电镀废水至常温并将其作为电镀液进行回用的步骤。
3.如权利要求1所述电镀废水的处理方法，其特征在于，所述冰的平均厚度为3mm～5mm。
4.如权利要求1所述电镀废水的处理方法，其特征在于，所述浓缩电镀废水中溶质的浓度为溶质在0℃时的溶解度的90～95%。
5.如权利要求1所述电镀废水的处理方法，其特征在于，所述电镀废水的浓度为其电镀液浓度的7.5～12.5%。
6.如权利要求1所述电镀废水的处理方法，其特征在于，所述冷冻处理在水源热泵中进行，水源热泵由压缩机、冷凝器、蒸发器、冰晶发生器、热力膨胀阀、制冷附件及电控部件构成，冻结电镀废水在冰晶发生器的一端进行，冷冻过程中电镀废水中电镀液的组成溶质被排除在冰之外，冰晶经过分离，在冷凝器中将冰加热融化为淡水，同时在冷凝器中加热所述浓缩电镀废水至常温。
7.如权利要求1所述电镀废水的处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中，冷冻处理是指先将电镀废水冷却成过冷废水，由过冷废水形成冰和浓缩电镀废水的混合物。
8.如权利要求1所述电镀废水的处理方法，其特征在于，所述步骤(1)具体为：所述电镀废水先经过过滤器去除固体杂质，其后经过一次预冷器使其降为13～18℃电镀废水，接着13～18℃电镀废水经过二次预冷器使其降为4～7℃电镀废水，然后4～7℃电镀废水经过蒸发器使其冷却为-2～-4℃的过冷废水，接着-2～-4℃的过冷废水进入冰晶发生器，在冰晶发生器中形成冰和浓缩电镀废水的混合物。
9.如权利要求8所述电镀废水的处理方法，其特征在于，所述冰和浓缩电镀废水的混合物经过冰水分离器中使冰和浓缩电镀废水分离，分离后的冰和浓缩电镀废水分别进入冷凝器加热，分别形成13～17℃的淡水和8～12℃的浓缩电镀废水;13～17℃的淡水和8～12℃的浓缩电镀废水分别进入一次预冷器加热，分别形成20～27℃的淡水和20～27℃的浓缩电镀废水。
10.如权利要求9所述电镀废水的处理方法，其特征在于，处理完成后的浓缩电镀废水中的溶质组分与电镀槽中电镀液的组分相同，排入回收槽，用于补充电镀槽中的电镀液流失，以及补充电镀槽中蒸发的纯水流失，处理完成后的淡水排入到水洗槽，用于电镀件清洗用水。
说明书
一种电镀废水的处理方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种电镀废水的处理方法。
背景技术
电镀废水就其总量来说，相对造纸、印染、化工等行业的水量小，但由于电镀厂点分布广，废水中所含高毒物质的种类多，电镀废水中含有铬、锌、铜、镉，铅、镍等重金属离子以及酸、碱氰化物等具有很大毒性的杂物，其危害性是很大的。未经处理达标的电镀废水排入河道、池塘，渗入地下，不但会危害环境，而且会污染饮用水和工业用水，有的还属于致癌和致畸变的剧毒物质。重金属污染的毒性大，属于非降解的保守物质，也就是在自然环境中只会转移，难以消除。因为难以在自然环境中消除，人类通过饮用水、食物、皮肤接触、呼吸，都会将重金属带入到人体内，带来危害。
现在电镀废水的处理，主要采用化学沉淀法、吸附处理法、离子交换处理法、反渗透法。最常用的是化学沉淀法，但反应过程中会产生大量污泥，实质上是重金属由废水转移到污泥中，造成二次污染。吸附处理法，吸附剂价格较贵，同时吸附剂需要再生和二次污染大，制约了吸附技术的广泛应用。离子交换处理法，离子交换剂选择性强，制造复杂，成本高，再生剂耗量大，鳌合树脂价格昂贵，操作管理水平要求高，因此在应用上受到很大限制。现行电镀废水处理中，反渗透法能会回收电镀液，从而取得较好的经济效益。反渗透法用于含镍、含镉废水的浓缩处理已应用于生产。但反渗透法中采用的渗透膜娇嫩，对水中杂质、pH值、通过的离子种类要求严格。电镀废水中，溶质和悬浮物繁杂，而且绝大部分为酸性或碱性，很容易造成渗透膜的堵塞和破坏，需要很专业的运行维护水平。结果是，绝大部分电镀厂为满足清洁生产评分，在镀镍工艺设置了反渗透废水处理系统，但环保验收项目投产后，都实际不用。造成社会财富的浪费。
治理电镀重金属水污染的核心问题，不是解决对重金属污染物去除能力问题，而是解决处理成本问题。真正能解决电镀重金属废水处理成本问题的途径，应该不只是能将水处理成本大幅降低，而是把它变成盈利，甚至是暴利，那电镀重金属废水污染问题将不复存在。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种电镀废水的处理方法，本发明的电镀废水的处理方法可将电镀水洗废水中的电镀液组分与淡水分离，分离后电镀液和淡水分别回用，实现电镀水洗废水的几乎零排放和电镀液的回收再用。
镀件在电镀槽中完成每一个电镀流程后，都要先进行清洗，洗去镀件表面附着的电镀液，才能进入到下一道电镀程序。镀件清洗水是电镀中产生废水最多的，一般超过总废水量的80%，是电镀废水处理的最大对象。
电镀液成分视镀层不同而不同，但均含有提供金属离子的主盐，增加溶液的导电能力导电盐。另外按需要加入：能络合主盐中金属离子形成络合物的络合剂，用于稳定溶液酸碱度的缓冲剂，阳极活化剂和特殊添加物(如光亮剂、晶粒细化剂、整平剂、润湿剂、应力消除剂和抑雾剂等)。
单个电镀工艺的流程为：镀件电镀槽中电镀完成后取出，镀件表面附着了一层电镀液。镀件先放置在回收槽上方，部分附着的电镀液滴入回收槽。然后镀件被送入多级水洗槽清洗。镀件的清洗一般采用多级逆流清洗方式。镀件被放入第一级水洗槽中水洗，然后放入第二级水洗槽中水洗，直至最后一级水洗槽中水洗完毕后镀件取出，镀件再进入下一道电镀工艺。水洗槽中使用的清洗水为纯水。在水洗槽中，实质是将镀件表面附着的电镀液进行稀释。在电镀工艺过程中，电镀槽中的电镀液会被镀件带出会流失，电镀槽中的纯水因蒸发的原因会流失，所以需要及时补充纯水和电镀液。因电镀工艺电镀槽中经常采用40℃-60℃电镀液，蒸发流失一般是镀件带出量的3倍以上。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种电镀废水的处理方法，所述电镀废水的处理方法包括以下步骤：
(1)将电镀废水进行冷冻处理，得到冰和浓缩电镀废水的混合物;
(2)将步骤(1)得到的冰和浓缩电镀废水的混合物进行分离，分别得到冰和浓缩电镀废水。
本发明的电镀废水处理方法对电镀废水进行冷冻处理过程，由于冰是单矿岩，在电镀废水冰冻的过程中，电镀废水中的组成溶质被排除在冰晶以外，从而达到电镀废水中溶质与水分离的目的。
优选地，所述步骤2)之后，还包括将冰融化为淡水并将其作为清洗水进行回用的步骤，和/或加热浓缩电镀废水至常温并将其作为电镀液进行回用的步骤。
优选地，所述冰的平均厚度为3mm～5mm。溶液冻结的过程中会使一些盐分以盐胞的方式夹杂在冰晶之间，随着时间的推移盐分会在冰体之间形成卤道，残留的高浓度盐水会沿卤道慢慢向外排出。而冰层越薄，卤道越短，溶质越容易排出，冰越纯。而且冰晶体积越小，传热效率越高，融冰时间也越短。但同时冰晶体积越小，表面积就会越大，表面附着的溶液就越多，冰融化后形成的水就越不纯，所以冰晶形态体积应综合考虑。试验数据和计算结论是：电镀清洗废水，在进行冻结时，冻结形成的冰的平均厚度为3mm～5mm时，冰中所含的杂质较少，且融冰时间也在合适范围。
优选地，所述浓缩电镀废水中溶质的浓度为溶质在0℃时的溶解度的90～95%。本发明中溶质的浓度为电镀中主盐的浓度。电镀清洗废水在进行冻结时，冰冻比(冰水混合物中冰的体积/冰水混合物的体积×100%)控制在当未冻结的溶液中溶质的浓度，即浓缩电镀废水中溶质的浓度，为溶质在0℃时的溶解度的90～95%时，所分离处理得到的淡水水量最多，且淡水水质有保障。浓缩电镀废水中溶质的浓度在到达溶质在0℃时的溶解度之前，冰冻比越小，冰晶融化后形成的淡水就越纯，淡水的纯度差距并不大，但是冰冻比越小，分离得出的淡水量越少。一旦未冻结的溶液中溶质的浓度超过溶质溶解度，溶质会析出，被冰晶裹挟，造成冰晶融化后形成的淡水中杂质急剧增加。
优选地，所述电镀废水的浓度为其电镀液浓度的7.5～12.5%。本发明中电镀废水的浓度和电镀液的浓度均指电镀废水和电镀液中主盐的浓度。电镀清洗废水处理设备的进水浓度对处理完后淡水纯度影响很大。相同冰冻条件下(大气压力、温度、冰冻时间、溶液体积均相同)，原溶液浓度越低，冰冻融化溶液浓度也越低，但不是等比减少的关系，而是加剧减少的关系。所以，电镀清洗废水进水浓度越低，产出淡水越纯。但废水进水浓度越低，意味着废水体积越大，处理成本越高。综合考虑成本因素，同时考虑处理后得到的淡水用于水洗槽的补水水质要求，电镀废水的浓度为电镀液浓度的7.5～12.5%较佳。更优选地，所述电镀废水的浓度为其电镀液浓度的10%。综合考虑成本和水洗槽的补水水质要求，当电镀废水的浓度为电镀液浓度的10%时最佳。
优选地，所述冷冻处理在水源热泵中进行，水源热泵由压缩机、冷凝器、蒸发器、冰晶发生器、热力膨胀阀、制冷附件及电控部件构成，冷冻处理在冰晶发生器的一端进行，冷冻过程中电镀废水中电镀液的组成溶质被排除在冰之外，冰晶经过分离，在冷凝器中将冰加热融化为淡水，同时在冷凝器中加热所述浓缩电镀废水。优选地，所述步骤(1)中，冷冻处理是指现将电镀废水冷却成过冷废水，由过冷废水形成冰和浓缩电镀废水的混合物。更优选地，所述过冷废水的温度为-2～-4℃。
优选地，所述步骤(1)具体为：所述电镀废水先经过过滤器去除固体杂质，其后经过一次预冷器使其降为13～18℃电镀废水，接着13～18℃电镀废水经过二次预冷器使其降为4～7℃电镀废水，然后4～7℃电镀废水经过蒸发器使其冷却为-2～-4℃的过冷废水，接着-2～-4℃的过冷废水进入冰晶发生器，在冰晶发生器中形成冰和浓缩电镀废水的混合物。
优选地，所述冰和浓缩电镀废水的混合物经过冰水分离器中使冰和浓缩电镀废水分离，分离后的冰和浓缩电镀废水分别进入冷凝器加热，分别形成13～17℃的淡水和8～12℃的浓缩电镀废水;13～17℃的淡水和8～12℃的浓缩电镀废水分别进入一次预冷器加热，分别形成20～27℃的淡水和20～27℃的浓缩电镀废水。
优选地，处理完成后的浓缩电镀废水中的溶质组分与电镀槽中电镀液的组分相同，排入回收槽，用于补充电镀槽中的电镀液流失，以及补充电镀槽中蒸发的纯水流失，处理完成后的淡水排入到水洗槽，用于电镀件清洗用水。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种电镀废水的处理方法，可将电镀水洗废水中的电镀液组分与淡水分离，分离后电镀液和淡水分别回用，实行电镀水洗废水的几乎零排放和电镀液的回收再用;所述电镀废水的处理方法对电镀废水的水质要求不高，运行维护简单，可处理单个水洗槽的废水，同时有着很高的运行利润率，可以解决电镀重金属废水污染问题。