一种电镀废水处理工艺

技术领域

本申请涉及废水处理技术领域，更具体地说，它涉及一种电镀废水处理工艺。

背景技术

由于电镀企业规模一般偏小，保管理监督措施不到位，电镀废水水质、水量复杂，对环境造成了严重的污染，因此，电镀废水排放一直是各地污染治理的重要问题。电镀废水中含有大量的重金属离子和有害物质，具有产水点多、污染物杂、废液量大的特点，很多地区政府部门本着科学发展观，实施电镀行业产业结构调整，推行电镀行业清洁生产，用新的技术、新的工艺、新的设备代替传统工艺设备，提高电镀废水处理水平。

目前关于电镀废水工艺主要是通过化学沉淀方法、混凝沉淀工艺处理后与其他经预处理后的废水，统一进行生化处理、膜浓缩处理和MVR蒸发处理。最终膜浓缩产水排至回用水池，蒸干结晶盐外运处置，来实现对工业园区的废水处理。

但是，目前的废水处理工艺存在明显的不合理问题，现有工艺通过加药把废水中的重金属离子通过物化沉淀变成危废污泥，加药量大，杂质离子多，重金属污泥常被当做危废处理，增加委外费用且造成资源浪费。

发明内容

为了更好的处理电镀废水中重金属离子，本申请提供一种电镀废水处理工艺本申请提供的一种电镀废水处理工艺，采用如下的技术方案：

一种电镀废水处理工艺，包括以下工艺步骤：将电镀废水依次经过超滤膜、多级浓缩装置处理后，再经过MVR蒸发系统处理，所述超滤膜工作环境pH值为4-6；

所述多级浓缩装置包括一级RO反渗透膜、二级RO反渗透膜和DTRO反渗透膜。

通过采用上述技术方案，首先经过超滤膜可以将悬浮物和杂质过滤去除，提高出水质量，减少悬浮物质与杂质会堵塞反渗透膜的现象。同时，废水中的重金属离子会通过超滤膜进入多级浓缩装置，代替传统工艺中将重金属离子形成危废污泥处理的工艺步骤，便于后续对重金属离子进行资源回收。并且调节超滤膜工作环境pH值至弱酸性，在酸性环境下，部分金属形成金属离子溶解在废水中，从而重金属离子可以随浓缩液一起进入后续工艺，提高了重金属离子的回收利用率。代替了传统工艺在碱性条件下，金属离子形成氢氧根重金属沉淀，从而形成重金属危废污泥的现象。

同时重金属离子通过多级RO反渗透膜和DTRO膜实现重金属离子的浓缩，提高重金属离子浓度，便于后续将重金属离子浓缩液进行资源回收，从而代替传统工艺，仅用RO反渗透膜脱盐的处理方法。

优选的，所述超滤膜为PEK超滤膜，所述超滤膜膜通量为150-250L/(m

通过采用上述技术方案，采用PEK材质超滤膜可以提高过滤精度，提高超滤膜耐酸碱性和有机物的耐受程度，提高出水质量。同时控制超滤膜的膜通量，保证废水处理系统的运行稳定性和水质水质的稳定性。

优选的，所述一级RO反渗透膜工作环境pH值为5-6，膜通量取值为18-20L/(m

通过采用上述技术方案，重金属离子在一级RO反渗透膜酸性环境下得到进一步浓缩，生成一级重金属离子浓缩液和回用水。二级RO反渗透碱性膜调节回用水的pH值至中性。二级RO反渗透浓缩膜将一级重金属离子浓缩液在酸性环境下进一步浓缩，进一步形成二级浓缩液。通过限定各工艺段的膜通量，保证废水处理系统稳定运行，提高出水质量的稳定性。

优选的，所述DTRO反渗透膜工作环境pH值为5-6，膜通量取值为8-10L/(m

通过采用上述技术方案，DTRO反渗透膜将依次经过一级RO反渗透膜和二级RO反渗透浓缩膜处理过的浓缩液进一步浓缩，进一步提高重金属离子浓度，以便于后续对重金属离子的回收利用。同时，限定DTRO反渗透膜的膜通量，保证DTRO反渗透膜处理系统稳定运行，进一步提高出水质量。

优选的，所述超滤膜上添加有活性炭，所述活性炭添加量为200-500ppm。

通过采用上述技术方案，活性炭可以对一些悬浮物质进行一定的吸附，提高废水处理效果。在超滤膜上去除固体杂质，减少固体悬浮物堵塞反渗透膜的现象。

优选的，所述活性炭预先经过腰果酚和戊二醛处理，所述活性炭、腰果酚和戊二醛的重量比为：1：(0.3-0.5)：(0.5-0.8)。

优选的，活性炭预先处理步骤:将活性炭、腰果酚和戊二醛混合，加入溶剂在70-80℃下反应2-3h，抽滤、洗涤，干燥，逐渐升温至650-750℃下碳化处理1-2h，制得改性活性炭。

通过采用上述技术方案，戊二醛添加到废水中可以起到杀菌、消毒的作用，提高回用水质量。同时戊二醛和腰果酚可以形成酚醛树脂补充到活性炭的孔结构中，提高活性炭的吸附能力，同时保持活性炭的孔结构的稳定性，进一步促进超滤膜更好的吸附去除悬浮物和杂质。

优选的，所述活性炭中还添加有异丙醇，所述活性炭与异丙醇的质量比为1:(0.2-0.3)。

通过采用上述技术方案，异丙醇添加到活性炭中，一方面可以将活性基团引入到酚醛树脂中，促进酚醛树脂的粘接性能。同时异丙醇在废水中具有很好的流动性，从而便于清除酚醛树脂和活性炭吸附的杂质。另一方面，异丙醇可以降低液体的表面张力，促使废水中的泡沫破裂，从而达到消泡的效果，进一步提高废水处理效率，减少泡沫对废水处理的影响。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由于本申请采用超滤膜、多级浓缩装置和蒸发系统相互结合，对重金属离子进行多次浓缩，减少了重金属离子形成危废污泥而被去除，减少了污泥生产量。同时浓缩液中的重金属离子后续可以进行一定的资源回收，提高了重金属的回收率。

2、本申请中通过在各个工艺中对工作环境pH的精准控制和膜通量的合理科学取值，控制运行系统平稳运行，并且提高了出水质量，控制重金属离子进一步浓缩，减少重金属离子形成沉淀，与污泥混合的现象，便于后续对重金属离子的回收。

3、本申请预先在超滤膜中添加活性炭，对电镀废水预先经过活性炭的吸附，再进行反渗透膜处理，去除了电镀废水中的悬浮物和杂质，从而减少了固体杂质对反渗透膜的堵塞现象，从而提高了出水质量。同时还减少了化学药剂的种类和使用量，提高了重金属离子的资源回收率。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

改性活性炭的制备例

制备例1

改性活性炭包括：活性炭、腰果酚、戊二醛。其中活性炭、腰果酚和戊二醛的重量比为1:0.3:0.8，活性炭使用量为10kg。

改性活性炭的方法，包括以下具体步骤：

将活性炭、腰果酚和戊二醛混合，加入pH为1的盐酸溶液，其中活性炭、腰果酚和戊二醛的质量和与盐酸溶液的质量比为1:20，在75℃下水浴加热反应2h，抽滤，蒸馏水洗涤，在110℃下烘干，密封在石英坩埚中，放入电阻炉中，以10℃/min的升温速率升温700℃，炭化1h，冷却至室温，制得改性活性炭。

制备例2

制备例2与制备例1的区别在于，改性活性炭的原料中活性炭、腰果酚和戊二醛的质量比为1:0.4:0.7。

制备例3

制备例3与制备例1的区别在于，改性活性炭的原料中活性炭、腰果酚和戊二醛的质量比为1:0.5:0.5。

制备例4

制备例4与制备例1的区别在于，改性活性炭的原料中还添加有异丙醇，异丙醇与活性炭的重量比0.2:1。

改性活性炭的制备方法，包括以下具体步骤：

将活性炭、腰果酚和戊二醛混合，加入乙醇溶液，其中活性炭、腰果酚和戊二醛的质量和乙醇溶液的质量比为1:20，在75℃下水浴加热反应2h，抽滤，蒸馏水洗涤，在110℃下烘干，密封在石英坩埚中，放入电阻炉中，以10℃/min的升温速率升温700℃，炭化1h，冷却至室温，制得改性活性炭。

制备例5

制备例5与制备例4的区别在于，改性活性炭的原料中异丙醇与活性炭的重量比为0.3:1。

实施例

实施例1

一种电镀废水处理工艺，包括以下具体步骤：

S1：将电镀废水输送至管式超滤膜，调节管式超滤膜工作环境pH值为5，管式超滤膜通量为150L/(m

S2：将一级回用水输送至二级RO反渗透碱性膜，调节二级RO反渗透膜碱性工作环境pH值为7.5,膜通量为20L/(m

S3：将步骤S1生成的一级浓缩液输送至二级RO反渗透浓缩膜，调节二级RO反渗透浓缩膜工作环境pH值为5,膜通量为16L/(m

S4：将步骤S3生成的二级浓缩液输送至DTRO反渗透膜，调节DTRO反渗透膜pH值为5，膜通量为8L/(m

S5：将步骤S4生成的三级浓缩液输送至蒸发系统，生成冷凝浓缩液，冷凝浓缩液委外进行资源化回收重金属离子。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于，电镀废水零排放处理工艺中管式超滤膜的膜通量为250L/(m

实施例3

实施例3与实施例1的区别在于，电镀废水零排放处理工艺中

活性炭由制备例1制备而得。

实施例4

实施例4与实施例1的区别在于，电镀废水零排放处理工艺中活性炭由制备例2制备而得。

实施例5

实施例5与实施例1的区别在于，电镀废水零排放处理工艺中活性炭由制备例3制备而得。

实施例6

实施例6与实施例1的区别在于，电镀废水零排放处理工艺中活性炭由制备例4制备而得。

实施例7

实施例7与实施例1的区别在于，电镀废水零排放处理工艺中活性炭由制备例5制备而得。

实施例8

实施例8与实施例1的区别在于，电镀废水零排放处理工艺中超滤膜材质为烧结式PVDF超滤膜。

实施例9

实施例9与实施例1的区别在于，电镀废水零排放处理工艺中超滤膜上不使用活性炭。

对比例

对比例1

对比例1与实施例1的区别在于，电镀废水零排放处理工艺中超滤膜的工作环境pH值为8。

对比例2

对比例2与实施例1的区别在于，电镀废水零排放处理工艺中使用一级RO反渗透膜处理。

一种电镀废水处理工艺，包括以下具体步骤：

S1：将电镀废水输送至管式超滤膜，调节管式超滤膜pH值为5，管式超滤膜通量为150L/(m

S2：将一级回用水输送至二级RO反渗透碱性膜，调节二级RO反渗透碱性膜pH值为7.5,膜通量为20L/(m

S5：将步骤S1生成的一级浓缩液输送至蒸发系统，生成冷凝浓缩液，冷凝浓缩液委外进行资源化回收重金属离子。

性能检测试验

针对本申请实施例1-9提供电镀废水处理工艺生成的回用水进行水质检测，回用水水质均符合《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)标准。

同时，对超滤膜处理系统生成的初级浓缩液、一级RO反渗透膜系统生成的一级回用水进行水质检测，具体检测结果见表2。

检测方法

废水中的Cu、Zn、Pb、Ni等重金属离子的浓度采用火焰原子吸收光谱法，使用原子吸收分光光度计按照标准测试方法(JISK0400-52-20-1998，日本)测定。

废水中悬浮物采用GB/T1190l-89《水质悬浮物的测定》的标准水中悬浮物的含量。

废水中COD测定GB/T11914-89《水质化学需氧量的测定》中重铬酸钾法的标准。

表1：处理前电镀废水的主要水质参数

表2：水质检测结果

由实施例1-2可知，本申请通过将废水预先经过超滤膜进行处理生成初级浓缩液，由初级浓缩液的检测结果可知，超滤膜已经将废水中的99％悬浮物去除，废水中的残留悬浮物已经满足国家规定《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)标准。超滤膜上添加活性炭对一些悬浮物和杂质进行吸附，同时，调节超滤膜工作环境的pH至4-6，促使废水中的重金属溶解，减少重金属随固体杂质形成危废污泥，从而促使电镀废水中的重金属离子进入反渗透膜系统处理形成浓缩液，从而便于后续委外对重金属离子进行资源回收。

同时，由检测结果可知，初级浓缩液中的大量重金属离子进入一级RO反渗透膜系统处理，由一级回用水的检测结果可知，一级回用水中的各项指标基本达到国家规定《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)标准，一级RO反渗透膜提高了出水质量。同时一级RO反渗透膜将99％的重金属离子分离浓缩，生成一级浓缩液，便于后续工艺对一级浓缩液进一步浓缩，促使最终对重金属浓缩液进行委外资源回收。

由实施例3-5可知，通过腰果酚和戊二醛反应对活性炭进行改性，对活性炭的孔结构进行补充，控制活性炭的孔径，提高活性炭的吸附性能，同时还保持了活性炭孔结构的稳定性，进一步促进超滤膜更好地吸附取出悬浮物和杂质。在废水处理中，还发现添加腰果酚还可以提高活性炭的粘性，戊二醛在废水处理中起到消毒、杀菌的作用，进一步提高出水质量。实施例3-5中使用不同重量的腰果酚和戊二醛对活性炭进行改性，由检测结果可知，实施例3中的使用量更为合适。

实施例6和7中在活性炭中添加了异丙醇，一方面异丙醇提高了酚醛树脂的粘结性能，从而进一步提高活性炭的吸附性能。同时异丙醇在废水中具有很好的流动性和润湿性，在实际生产中，发现在活性炭上添加异丙醇后，活性炭上形成的沉淀更便于清洁。另一方面，异丙醇还可以降低液体的表面张力，促使废水中的泡沫破裂，从而在废水处理中起到消泡的效果，进一步提高回用水质量，减少泡沫对废水处理的影响。

在实施例8中，更换超滤膜的材质为烧结式PVDF超滤膜，由初级浓缩液的检测结果可知，虽然仍对悬浮物具有不错的过滤效果，但是过滤精度明显下降，出水水质也随之降低。在实际使用中，烧结式PVDF超滤膜容易受到有机物和酸碱环境的腐蚀，从而促使一些杂志进入后续反渗透膜中，进一步影响反渗透膜的处理效果，还有可能引起反渗透膜的堵塞。

在实施例9中，不使用活性炭，由初级浓缩液的性能检测结果可知，废水处理结果明显下降。进一步说明活性炭对悬浮物、固体物质的吸附作用。

在对比例1中，调节超滤膜的工作环境pH为碱性，由初级浓缩液的检测结果可知，重金属离子浓度明显下降，说明在碱性条件下重金属离子部分已经形成沉淀和悬浮物可以一起被过滤清除，从而造成金属离子资源的浪费，金属离子随污泥排出，也容易引起环境的污染。进一步说明控制超滤膜工作环境的pH有利于减少重金属离子形成沉淀。

通过一级回用水的检测结果可知，电镀废水经过超滤膜和一级RO反渗透膜处理，废水中大部分杂质已经被去除，悬浮物基本满足国家规定《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)的标准，但是COD含量、金属离子浓度还略高于标准排放浓度，所以本申请使用多级反渗透浓缩膜对废水进行浓缩处理，进一步提高出水质量。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。