申请日2012.04.28
公开(公告)日2012.08.22
IPC分类号C02F103/16; C02F9/14
摘要
本发明公开了一种电镀废水高效组合深度处理方法，属于电镀废水处理技术领域。其步骤为：电镀废水经过破氰、除铬、混凝沉淀前处理后，在接触氧化槽中进行生化处理，该接触氧化槽的出水经二沉池，采用斜管沉淀，实现泥水分离;再进入混凝沉淀槽，投加絮凝剂及助凝剂进行混凝沉淀;上述出水作为树脂吸附槽的进水，采用磁性树脂进行吸附反应;吸附出水经过滤器后，进入固定床树脂吸附单元，其出水得以达标排放或者回用。本发明的出水中重金属如Cu2+、Ni2+浓度均小于0.02mg/L，COD能维持在20mg/L，能同时达到《电镀污染物排放标准GB21900-2008》表3标准以及《地表水环境质量标准GB3838-2002》Ⅲ类水标准，该工艺对废水适应性强，经济性能好，成本低。
权利要求书
1. 一种电镀废水高效组合深度处理方法，其步骤为：
(1)生物接触氧化：电镀废水经过破氰、除铬、混凝沉淀前处理后的出水，其水质指标中Cu2+、Ni2+重金属浓度均小于2.0mg/L，氰化物浓度小于2.0mg/L，化学需氧量在80~200mg/L，将上述出水作为接触氧化槽的进水，电镀废水在接触氧化槽中进行生化处理，该接触氧化槽的出水经二沉池，采用斜管沉淀，实现泥水分离;
(2)混凝沉淀：步骤(1)中出水进入混凝沉淀槽，投加絮凝剂及助凝剂进行混凝沉淀，进一步去除生化出水中的悬浮物、Cu2+和Ni2+重金属;
(3)磁性树脂吸附：将步骤(2)中的出水作为树脂吸附槽的进水，采用磁性树脂进行吸附反应;
(4)固定床树脂吸附：将步骤(3)中出水经过滤器后，进入固定床树脂吸附单元，其出水得以达标排放或者回用。
2.根据权利要求1所述的一种电镀废水高效组合深度处理方法，其特征在于：所述步骤(1)生物接触氧化中，接触氧化槽中pH为6.5~8，温度为15~30℃，人工投加可生化降解的营养物质，调节BOD/COD≥0.3，并采用间歇式曝气的方式控制溶解氧DO含量为2~5mg/L，接触氧化槽中产生的污泥，经板框压滤机压滤后将干泥外运处理。
3.根据权利要求2所述的一种电镀废水高效组合深度处理方法，其特征在于：所述步骤(2)混凝沉淀中，絮凝剂为聚铁絮凝剂、聚铝絮凝剂或聚合铝铁絮凝剂中的一种或一种以上的混合物，助凝剂为聚丙烯酰胺，其中絮凝剂的投加量为待处理废水体积的1~5‰，助凝剂的投加量为待处理废水体积的万分之一。
4.根据权利要求3所述的一种电镀废水高效组合深度处理方法，其特征在于：所述步骤(3)中，所用磁性树脂的投加量为待处理废水体积的1~20‰，并采用机械搅拌，磁性树脂与水通过重力沉淀实现分离。
5.根据权利要求4所述的一种电镀废水高效组合深度处理方法，其特征在于：所述步骤(4)所述过滤器为砂滤、活性炭、精密过滤器或者纤维球过滤装置，固定床树脂吸附中，其树脂为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、螯合树脂、超高交联树脂中的一种或者一种以上的混合树脂。
说明书
一种电镀废水高效组合深度处理方法
技术领域
本发明涉及电镀废水处理技术领域，更具体地说，涉及一种电镀废水高效组合深度处理方法，是将生物接触氧化、混凝沉淀、磁性树脂和固定床树脂吸附工艺相有机组合用于深度处理重金属和有机物的方法，并实现终端出水回用或者达标排放。
背景技术
电镀行业是重污染行业，由于镀种较多，工艺繁琐，其废水成分复杂，电镀废水污染主要特征是重金属和有机物污染并存。电镀废水中存在多种致癌、 致畸、致突变或剧毒物质，近几十年来，电镀废水针对重金属和有机物污染治理技术如化学沉淀法、吸附法、生物法、电解、膜分离、铁氧体等技术，得到了广泛研究和应用，然而随着电镀废水新排放标准(GB21900-2008)的实施，企业按照原有的常规处理方法已经不能达到排放标准，针对目前的研究现状，单一的技术难以满足高排放标准，因而必须开发出经济高效的组合工艺。
生物接触氧化技术，是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。已有公开的文献资料表明生物接触氧化法在高盐分、难降解有机物的印染、含油、电子、电镀废水中得到广泛的应用，如：生物接触氧化工艺处理高含盐废水的研究《应用化工》2008年第37卷第11期;脉冲扬水曝气生物接触氧化法净化微污染水《中国给水排水》2011年第27卷19期;Fenton-生物接触氧化处理综合电镀废水《广东化工》2011年3第8卷7期;微电解/斜板沉淀/生物接触氧化处理印刷电路板废水《再生资源与循环经济》2011年第4卷9期。
吸附是一种重要的化工尾水深度处理技术，但活性炭难以再生，工业化成本太高，而树脂是一种人工合成的吸附材料，与活性炭相比，有可再生的优势。电镀废水含盐量较高，可生化性能差，故在电镀预处理后的废水投加营养碳源的情况下，采用生物接触氧化法处理后，要进一步提高出水水质必须进行深度处理。
磁性树脂是一种具有磁性的高分子聚合物，可通过磁性与水快速分离，同时其直径较小，一般小于0.2mm，因此污染物易向其内部孔道扩散。澳大利亚ORICA公司和南京大学在方面做了一系列的研发工作，已有公开的文献资料表明了磁性树脂在水处理中的应用效果，如MIEX树脂在腈纶废水深度处理中的应用《工业安全与环保》2010年01期。
螯合树脂能够选择性吸附废水中的重金属离子，已有的文献表明，较一般的阳离子交换树脂，螯合树脂具有更高的选择性，如螯合树脂吸附金属阳离子的应用及其研究进展《水处理技术》2011第37卷第 1期; 选择性吸附贵金属离子的螯合树脂的研究进展《应用化工》2010年第39卷第5期。
程梅粉等人研究了气浮+生化接触氧化+混凝沉淀工艺处理电镀废水《工业水处理》2010年第30卷2期，其处理后出水CODcr ≤80mg/L;赵静等人研究了Fenton氧化+混凝沉淀+曝气生物滤池处理电镀铜镍废水《电镀与涂饰》2010年第29卷4期，其处理后出水CODcr≤80mg/L，Cu2+≤0.5 mg/L，Ni2+≤0.5 mg/L;王刚等人采用Fenton+混凝+生物接触氧化处理综合电镀废水《广东化工》2011年第38卷7期，其出水各项指标CODcr≤80 mg/L，Cu2+≤0.5 mg/L，Ni2+≤0.5 mg/L，Cr6+≤0.4 mg/L，氰化物≤0.4 mg/L;姚颋采用微电解+斜板沉淀+生物接触氧化处理印刷电路板废水《再生利用》2001年第4卷9期，出水的COD和Cu2+、Ni2+只能达到《污水综合排放》(GB8978-1996)的一级排放标准。已有的文献资料表明，生物接触氧化与各组合工艺虽然对电镀废水的污染物有较高的去除，但是其出水水质仅能达到《污水综合排放》(GB8978-1996)的一级排放标准或者接近电镀废水新排放标准(GB21900-2008)，即主要污染指标如CODcr≤80~100mg/L，Cu2+≤0.5 mg/L，Ni2+≤0.5 mg/L。
随着环保标准的日趋严格，尤其在国土开发密度较高、环境承载能力开始减弱，或水环境容量较小、生态环境脆弱的地区，废水地方排放标准甚至更为严格。如何开发经济高效的电镀废水组合深度处理技术依然是研究的难点。
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明所要解决的技术问题是对现有电镀废水经过常规方法如破氰、除铬、混凝沉淀等前处理后的出水如何实现达标排放，提供一种电镀废水高效组合深度处理方法，通过本发明处理后的水质能同时达到《电镀污染物排放标准GB21900-2008》表3标准以及《地表水环境质量标准GB3838-2002》Ⅲ类水标准，终端出水可以实现回用或者安全排放，且该工艺对废水适应性强，经济性能好，处理成本低。
技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种电镀废水高效组合深度处理方法，其步骤为：
(1)生物接触氧化：电镀废水经过破氰、除铬、混凝沉淀前处理后的出水，其水质指标中Cu2+、Ni2+重金属浓度均小于2.0mg/L，氰化物浓度小于2.0mg/L，化学需氧量在80~200mg/L，将上述出水作为接触氧化槽的进水，电镀废水在接触氧化槽中进行生化处理，该接触氧化槽的出水经二沉池，采用斜管沉淀，实现泥水分离;
(2)混凝沉淀：步骤(1)中出水进入混凝沉淀槽，投加絮凝剂及助凝剂进行混凝沉淀，进一步去除生化出水中的悬浮物、Cu2+和Ni2+重金属;
(3)磁性树脂吸附：将步骤(2)中的出水作为树脂吸附槽的进水，采用磁性树脂进行吸附反应;
(4)固定床树脂吸附：将步骤(3)中出水经过滤器后，进入固定床树脂吸附单元，其出水得以达标排放或者回用。
更进一步地，所述步骤(1)生物接触氧化中，接触氧化槽中pH为6.5~8，温度为15~30℃，人工投加可生化降解的营养物质，调节BOD/COD≥0.3，并采用间歇式曝气的方式控制溶解氧DO含量为2~5mg/L，接触氧化槽中产生的污泥，经板框压滤机压滤后将干泥外运处理。
更进一步地，所述步骤(2)混凝沉淀中，絮凝剂为聚铁絮凝剂、聚铝絮凝剂或聚合铝铁絮凝剂中的一种或一种以上的混合物，助凝剂为聚丙烯酰胺，其中絮凝剂的投加量为待处理废水体积的1~5‰，助凝剂的投加量为待处理废水体积的万分之一。
更进一步地，所述步骤(3)中，所用磁性树脂的投加量为待处理废水体积的1~20‰，并采用机械搅拌，磁性树脂与水通过重力沉淀实现分离。所述磁性树脂指粒径小于0.2mm的含磁性高分子聚合物，包括但不限于南京大学、澳大利亚ORICA公司研制的产品，该磁性树脂优选南京大学于2009年12月22日提交的专利申请200910264445.X中所确定的磁性苯乙烯系强碱阴离子交换微球树脂，其中磁性丙烯酸系强碱阴离子交换树脂为南京大学于2010年1月12日提交的专利申请20101001768.1中所确定的磁性丙烯酸系强碱阴离子交换微球树脂，磁性树脂吸附操作方式优选南京大学2010年2月11日提交的申请专利201010110042.2中的一种基于磁性树脂的生化尾水深度处理方法。
更进一步地，所述步骤(4)所述过滤器为砂滤、活性炭、精密过滤器或者纤维球过滤装置，固定床树脂吸附中，其树脂为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、螯合树脂、超高交联树脂中的一种或者一种以上的混合树脂。其中螯合树脂优选由2009年11月18日授权的中国专利CN100560617C中所确定的由南京大学开发的N,N-二(羧甲基)双取代二硫代氨基甲酸螯合树脂，以及于2010年4月21日授权的中国专利CN 1935861 B 由南京大学开发的一种N-甲基，N-羧甲基二硫代氨基甲酸螯合树脂，以及于2011年5月24日由南京大学提交申请专利201110133903.3中所确定的6-氨基吡啶-3-羧酸螯合树脂;超高交联树脂优选由2003年12月17日授权的中国专利CN1131112C由南京大学开发的具有双重功能的超高交联弱碱阴离子交换树脂。
本发明的原理：
本发明采用生物接触氧化法处理含高盐分、可生化性能较差的电镀废水，通过人工投加营养物质，进行生化处理，以除去部分可生化的有机污染物;生化尾水经混凝沉淀后去除部分的SS、COD及微量重金属;混凝沉淀后的出水进入磁性树脂吸附槽，去除常规方法难以去除的COD、色度等，最后通过固定床树脂吸附柱进一步保证终端出水重金属离子浓度能达到地表水Ⅲ类水标准，尤其是Cu2+和Ni2+ 浓度小于0.02mg/L，其中混凝沉淀作为磁性树脂和固定床树脂吸附前的预处理能够提高树脂的吸附效率和使用寿命。
有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种电镀废水高效组合深度处理方法采用“生物接触氧化+混凝沉淀+磁性树脂+固定床树脂吸附”这一组合工艺，在常规的生化和混凝后加入磁性树脂进行全混式吸附，去除部分有机物，确保化学需氧量CODcr ≤20mg/L，最后接入固定床，双柱串联，采用螯合树脂吸附，利用其对重金属的选择吸附性能，确保Cu2+≤0.02mg/L，Ni2+≤0.02 mg/L;
(2)本发明克服了常规单一的生物接触氧化法二沉淀出水CODcr偏高的不足，也解决了传统混凝沉淀方法去除重金属达不到深度处理要求的问题，此发明能确保出水水质能同时达到电镀废水新排放标准(GB21900-2008)和《地表水环境质量标准GB3838-2002》Ⅲ类水标准，且该工艺对废水适应性强，经济性能好，处理成本低。