申请日2015.10.30
公开(公告)日2016.02.03
IPC分类号C02F9/04; C02F1/28; C02F101/30; C02F101/20; C02F103/16
摘要
本发明公开了一种去除电镀废水中可溶性有机物和重金属离子的方法，包括酸碱调节池和高效去除可溶性有机物和重金属离子的填料塔。填料塔以改性硅藻土和活性炭做为双层填料，经过填料吸附后，电镀废水达到国家排放标准。本发明处理电镀废水的方法，有机物和重金属离子去除率高，一次性投资低，运行操作简单，生产处理成本较低，是环境友好型的电镀废水绿色环保处理工艺。
权利要求书
1.一种去除电镀废水中可溶性有机物和重金属离子的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)酸碱调节池：电镀废水通过进水泵流入pH调节池，调节池长宽比为1.2～1.6，停留时间为5～20min，平均流速为1～10m/s;pH调节池中加入工业硫酸或氢氧化钙中的一种调节电镀废水pH;进入pH调节池的电镀废水pH为6～9，出水pH值控制在7～8，调节池中装有pH计及自控系统，通过控制pH自控系统调节工业酸碱的投加量;
(2)高效填料塔：电镀废水通过提升泵进入去除可溶性有机物和重金属离子的填料塔，填料塔为密闭圆柱体，分为双层填料区，上层为改性硅藻土填料层，下层为活性炭填料层，每层填料都放置在填料隔板上，改性硅藻土填料和活性炭填料的体积比为(50%～90%):(10%～50%);填料塔的高径比为(5:1)～(30:1)，电镀废水在填料塔中停留时间10～45min，经填料填充区和填料隔板从排水口排出;填料塔的反冲洗周期96h～240h，以自来水冲洗，冲洗时间为5～10min。
2.如权利要求1所述一种去除电镀废水中可溶性有机物和重金属离子的方法，其特征在于，所述的改性硅藻土填料层为将改性硅藻土按比例填充在填料塔中，其特征包括改性硅藻土的制备：
(1)筛分：采用破碎机过筛分级，筛取粒径为30～120目的硅藻土;
(2)低温干燥：粒径为30～120目在105℃的干燥箱干燥2～4h;
(3)钠化剂浸泡和搅拌：将干燥后的硅藻土在质量浓度为2～25%的钠化剂溶液中浸泡，钠化剂是氯化钠、碳酸钠、氢氧化钠或醋酸钠的一种或多种混合剂;然后恒温搅拌器搅拌5～16h，搅拌速度为500～1200r/min，温度保持在80～95℃;
(4)静置和干燥：搅拌结束后恒温静置15～29h，随后倒去上层水溶液，将下层有硅藻土的浊液在105℃干燥箱干燥3～6h;
(5)铝盐浸泡和搅拌：将干燥后的硅藻土在浓度为1～19%的铝盐溶液中浸泡，铝盐是硫酸铝、三氯化铝或硫酸铝钾的一种或多种混合剂;然后恒温搅拌器搅拌2～11h，搅拌速度为500～1200r/min，温度保持在67～85℃之间，搅拌结束后静置12～24h;
(6)干燥和自然冷却：静置结束后将悬浮液倒去，下层浊液在105℃干燥箱干燥3～6h，自然冷却后制备得到改性硅藻土。
3.如权利要求2所述一种去除电镀废水中可溶性有机物和重金属离子的方法，其特征在于，制备所得改性硅藻土吸水率是100%～300%，阳离子交换容量是0.9～1.5mmol/g，湿态抗压强度10～35kPa。
4.如权利要求1所述一种去除电镀废水中可溶性有机物和重金属离子的方法，其特征在于，所述的活性炭层，活性炭的粒径是50～120目，比表面积是2400～3600m2/g，表面密度是370～580g/L。
说明书
一种去除电镀废水中可溶性有机物和重金属离子的方法
技术领域
本发明涉属于水处理技术领域，具体涉及一种高效去除电镀废水中可溶性有机物和重金属离子的方法。
背景技术
电镀废水是指电镀工厂或车间在生产过程中排出的废水和废液，主要由镀件漂洗水、废槽液、设备冷却水和冲洗地面水等组成。电镀废水的水质会因生产工艺的差别而有所差异。电镀废水中的最主要的污染物是可溶性的有机污染物和重金属离子，如铬、镍、镉等，大部分重金属离子以简单的阳离子形态存在，也有部分以酸根阴离子形式或者复杂的络合阴离子形式存在，另外电镀废水中一般含有毒的有机添加剂，如氰等。电镀废水多有毒，危害较大，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污染物。重金属会对人体的多脏器引起病变，如镉可使肾脏发生病变，并会引起痛痛病。六价铬可引起肺癌、肠胃道疾病和贫血，并会在骨、脾和肝脏内蓄积，氰则会可引起人畜急性中毒，致死，低浓度长期作用也能造成慢性中毒。因此，电镀废水必须经过严格处理，控制排放。目前电镀废水处理的主要方法：化学沉淀法、离子交换法、RO膜处理法、电解法、生物法、紫外线处理、蒸发法等等，一般需要是几种方法联合处理才能达到国家排放标准，这些方法存在工艺复杂、能耗大、成本高、占地面积大、运行管理困难等问题。
4发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的缺点，提供一种高效去除电镀废水可溶性有机物和重金属离子的方法。本发明的目的就是根据电镀废水的水质水量情况，开发出经济、高效的去除可溶性有机物和重金属离子的方法。开发电镀废水高效去除污染物处理装置，以绿色工艺和节能减排为主要任务，减少环境污染，积极应对日益严格的环境保护法规。
一种去除电镀废水中可溶性有机物和重金属离子的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)酸碱调节池：电镀废水通过进水泵流入pH调节池，调节池长宽比为1.2～1.6，停留时间为5～20min，平均流速为1～10m/s;pH调节池中加入工业硫酸或氢氧化钙中的一种调节电镀废水pH;进入pH调节池的电镀废水pH为6～9，出水pH值控制在7～8，调节池中装有pH计及自控系统，通过控制pH自控系统调节工业酸碱的投加量;
(2)高效填料塔：电镀废水通过提升泵进入去除可溶性有机物和重金属离子的填料塔，填料塔为密闭圆柱体，分为双层填料区，上层为改性硅藻土填料层，下层为活性炭填料层，每层填料都放置在填料隔板上，改性硅藻土填料和活性炭填料的体积比为(50%～90%):(10%～50%);填料塔的高径比为(5:1)～(30:1)，电镀废水在填料塔中停留时间10～45min，经填料填充区和填料隔板从排水口排出;填料塔的反冲洗周期96h～240h，以自来水冲洗，冲洗时间为5～10min。
所述的改性硅藻土填料层为将改性硅藻土按比例填充在填料塔中，其特征包括改性硅藻土的制备：
(1)筛分：采用破碎机过筛分级，筛取粒径为30～120目的硅藻土;
(2)低温干燥：粒径为30～120目在105℃的干燥箱干燥2～4h;
(3)钠化剂浸泡和搅拌：将干燥后的硅藻土在质量浓度为2～25%的钠化剂溶液中浸泡。钠化剂是氯化钠、碳酸钠、氢氧化钠或醋酸钠的一种或多种混合剂;然后恒温搅拌器搅拌5～16h，搅拌速度为500～1200r/min，温度保持在80～95℃;
(4)静置和干燥：搅拌结束后恒温静置15～29h，随后倒去上层水溶液，将下层有硅藻土的浊液在105℃干燥箱干燥3～6h;
(5)铝盐浸泡和搅拌：将干燥后的硅藻土在浓度为1～19%的铝盐溶液中浸泡。铝盐是硫酸铝、三氯化铝或硫酸铝钾的一种或多种混合剂;然后恒温搅拌器搅拌2～11h，搅拌速度为500～1200r/min，温度保持在67～85℃之间，搅拌结束后静置12～24h;
(6)干燥和自然冷却：静置结束后将悬浮液倒去，下层浊液在105℃干燥箱干燥3～6h，自然冷却后制备得到改性硅藻土。
制备所得改性硅藻土吸水率是100%～300%，阳离子交换容量是0.9～1.5mmol/g，湿态抗压强度10～35kPa。
所述的活性炭层，活性炭的粒径是50～120目，比表面积是2400～3600m2/g，表面密度是370～580g/L。
本发明提出了新型的去除电镀废水中可溶性有机污染物和重金属离子的技术方案，系统解决了电镀废水排放污染环境的问题。特别是采用了高效的填料塔，改性硅藻土填料区主要功能是去除电镀废水中的重金属离子和可溶性有机物，改性硅藻土的层间距大，层间由亲水性变为疏水性，吸附水中有机物的能力比普通硅藻土提高几十到几百倍。改性硅藻土具有结构功能可调、能高效去除有机物和重金属离子、可多次重复使用、饱和吸附容量大等优点。活性炭填料层的功能则是进一步去除电镀废水中的重金属离子和可溶性有机物及去除悬浮物和防止填料的流失。本发明提供了一种去除电镀废水中可溶性有机污染物和重金属离子的处理系统，采用本发明的达标处理系统，一次性投资低，运行操作简单，生产处理成本较低，本发明属于电镀绿色环保生产工艺。本发明以低成本的绿色水处理技术有效解决了去除电镀废水中可溶性有机物和重金属离子污染物问题。因此本发明具有经济和环保双重效果，具有良好的社会效益和环境效益。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1：
对广东某电镀厂废水的进行处理，处理过程如下：
电镀废水首先进入pH调节池，进水pH为6.5，调节池长宽比为1.5，停留时间为15min，平均流速为7m/s，pH调节池中加入工业氢氧化钙调节电镀废水，根据调节池中装有pH计及自控系统，将出水pH值控制在出水为7.7。然后电镀废水通过提升泵进入去除可溶性有机物和重金属离子填料塔，填料塔主要功能是去除电镀废水中的可溶性有机物等有机污染物和各种重金属离子等无机污染物。填料填料塔为密闭圆柱体。所述圆柱体的高径比为20:1，电镀废水在填料塔中的停留时间为25min。填料区分为改性硅藻土填料层和活性炭填料层，体积比分别为改性硅藻土填料层为85%，活性炭填料层15%。
改性硅藻土的制备：(1)筛分：采用破碎机过筛分级，筛取粒径为60目的硅藻土;(2)低温干燥：粒径为60目在105℃的干燥箱干燥2h;(3)钠化剂浸泡和搅拌：将干燥后的硅藻土在浓度为20%的钠化剂溶液中浸泡，然后恒温搅拌器搅拌6h，搅拌速度为800r/min，温度保持在90℃;(4)静置和干燥：搅拌结束后恒温静置15h，随后倒去上层水溶液，将下层有硅藻土的浊液在105℃干燥箱干燥3h;(5)铝盐浸泡和搅拌：将干燥后的硅藻土在浓度为15%的三氯化铝溶液中浸泡，然后恒温搅拌器搅拌4h，搅拌速度为600r/min，温度保持在75℃，搅拌结束后静置12h;(6)干燥和自然冷却：静置结束后将悬浮液倒去，下层浊液在105℃干燥箱干燥4h，自然冷却后制备得到改性硅藻土。检测制备所得改性硅藻土吸水率是230%，阳离子交换容量是1.1mmol/g，湿态抗压强度15kPa。
电镀废水经过改性硅藻土填料层后再进入活性炭填料层。活性炭填料采用70目粒径的活性炭，比表面积为2600m2/g，表面密度为380g/L。电镀废水再经过填料塔双层填料区和填料隔板从排水口排出。填料塔反冲洗周期240h，反冲洗的自来水从冲洗水口进入，冲洗时间为8min。最后电镀废水通过检测达到国家排放标准后排放。
电镀废水处理前后水质检测数据如下表：
实施例2：
对江苏某电镀厂废水的进行处理，处理过程如下：
电镀废水首先进入pH调节池，进水pH为8.7，调节池长宽比为1.4，停留时间为10min，平均流速为7m/s，pH调节池中加入工业硫酸调节电镀废水，根据调节池中装有pH计及自控系统，将出水pH值控制在出水为7.9。然后电镀废水通过提升泵进入去除可溶性有机物和重金属离子填料塔，填料塔主要功能是去除电镀废水中的可溶性有机物等有机污染物和各种重金属离子等无机污染物。填料填料塔为密闭圆柱体。所述圆柱体的高径比为15:1，电镀废水在填料塔中的停留时间为30min。填料区分为改性硅藻土填料层和活性炭填料层，体积比分别为改性硅藻土填料层为80%，活性炭填料层20%。
改性硅藻土的制备：(1)筛分：采用破碎机过筛分级，筛取粒径为100目的硅藻土;(2)低温干燥：粒径为100目在105℃的干燥箱干燥4h;(3)钠化剂浸泡和搅拌：将干燥后的硅藻土在浓度为20%的钠化剂溶液中浸泡，然后恒温搅拌器搅拌11h，搅拌速度为1000r/min，温度保持在92℃;(4)静置和干燥：搅拌结束后恒温静置25h，随后倒去上层水溶液，将下层有硅藻土的浊液在105℃干燥箱干燥4h;(5)铝盐浸泡和搅拌：将干燥后的硅藻土在浓度为15%的硫酸铝溶液中浸泡。然后恒温搅拌器搅拌7h，搅拌速度为800r/min，温度保持在81℃，搅拌结束后静置16h;(6)干燥和自然冷却：静置结束后将悬浮液倒去，下层浊液在105℃干燥箱干燥4h，自然冷却后制备得到改性硅藻土。检测制备所得改性硅藻土吸水率是260%，阳离子交换容量是1.4mmol/g，湿态抗压强度30kPa。
电镀废水经过改性硅藻土填料层后再进入活性炭填料层。活性炭填料采用80目粒径的活性炭，比表面积为3200m2/g，表面密度为470g/L。电镀废水再经过填料塔双层填料区和填料隔板从排水口排出。填料塔反冲洗周期192h。反冲洗的自来水从冲洗水口进入，冲洗时间为9min。最后电镀废水通过检测达到国家排放标准后排放。
电镀废水处理前后水质检测数据如下表：
综上所述，本发明所述的电镀废水的处理系统实现了电镀废水的达标排放，本发明工艺一次性投资低;废液处理效果稳定;生产运行成本低;自动化程度高，操作简单。本发明充分体现了节能减排的效果，是环境友好型的绿色电镀生产工艺。