一種鋅鎳合金電鍍廢水的處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種全鋅鎳合金電鍍廢水的處理工藝，包括如下步驟：(1)UV預(yù)處理，(2)H2O2氧化，(3)pH調(diào)節(jié)及沉淀反應(yīng)，(4)污泥處置。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以有效地完成Zn-Ni電鍍廢水中金屬離子的破絡(luò)過程，使鋅離子和鎳離子以獨(dú)立離子的形式出現(xiàn)在水中，在通過加堿沉淀組合系統(tǒng)，達(dá)到電鍍廢水去除鋅鎳離子的要求。是一種高效、穩(wěn)定的鋅鎳電鍍廢水處理工藝，經(jīng)過處理，出水鋅離子的含量可以穩(wěn)定保持在1.0mg/L以下；鎳離子濃度穩(wěn)定保持在0.5mg/L以下。工藝過程簡(jiǎn)單，使用設(shè)備少，投資小，效率高，可以廣泛應(yīng)用于各種合金電鍍廢水的凈化處理。
【專利說明】一種鋅鎳合金電鍍廢水的處理工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電鍍廢水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種鋅鎳合金電鍍廢水的處理工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]合金電鍍是近年來(lái)快速發(fā)展的一種表面處理技術(shù)，它是含有兩種或兩種以上金屬的鍍層，合金鍍層與單金屬鍍層相比具有硬度高，致密度高，耐磨、耐蝕、耐高溫性強(qiáng)，具有易焊性和美觀性。其中Zn-Ni合金是其中發(fā)展較快的一種新型防護(hù)性鍍層，在國(guó)外已得到了廣泛的應(yīng)用。具有優(yōu)異的耐蝕性，尤其是在惡劣的大氣和海洋環(huán)境中，Zn-Ni合金鍍層的耐蝕性比鋅鍍層高7-10倍，外觀保持10年不變，且氫脆敏感性很小。
[0003]法國(guó)的Strube G.1988年提出了以氯化銨為基的含鎳10-15%的電解液可以沉積Zn-Ni合金鍍層。1991年Hadley JS認(rèn)為Zn-Ni合金可作為鍍隔層的替代物。1993年法國(guó)的LopezA.在堿性鍍液中獲得了 Zn-Ni合金鍍層。開發(fā)出了堿性鍍液體系，其優(yōu)點(diǎn)是鍍液分散能力好，鍍層厚度均勻，對(duì)設(shè)備和工件腐蝕性小，操作容易，工藝穩(wěn)定，成本低。缺點(diǎn)是增加了廢水處理的難度。
[0004]一般含鋅鎳的電鍍廢水主要來(lái)源于鍍件清洗水；廢電鍍液和其它沖刷車間地面、刷洗極板的排水。其處理方法主要有化學(xué)沉淀法、氧化還原法、離子樹脂交換法、電解法、反滲透法、蒸發(fā)濃縮法、生物法等。這些方法各有特點(diǎn)，但也有各自的適用范圍，由于電鍍廢水中常含有氰等污染物，因此很少單獨(dú)使用生物法和活性炭吸附法。而蒸發(fā)濃縮法和反滲透法則處理成本高，僅適用與小型電鍍企業(yè)。因此采用二次中和沉淀處理工藝，仍是電鍍廢水中金屬離子的主要去除技術(shù)。中和劑多采用氫氧化鈉，通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的pH，將廢水中的金屬離子轉(zhuǎn)化為沉淀去除，如含鋅和鎳的廢水，沉淀反應(yīng)如下式:
[0005]Zn2++20H_ = = = Zn (OH) 2 I
[0006]Ni2++20H_ = = = Ni (OH) 2 I
[0007]但對(duì)合金電鍍廢水來(lái)說，由于要滿足對(duì)兩種或兩種以上的金屬進(jìn)行電鍍，并要達(dá)到不同金屬在鍍層中保持穩(wěn)定及共沉積作用，因此電鍍過程中常需要投加特定的絡(luò)合劑，這些金屬絡(luò)合劑能降低游離離子的濃度，使電勢(shì)較正金屬的平衡電勢(shì)負(fù)移，從而使電勢(shì)相差大的兩種金屬的平衡電勢(shì)趨于接近，從而達(dá)到更好的共沉積效果。這些絡(luò)合劑的添加使金屬離子以絡(luò)合的形式存在，導(dǎo)致在其后的廢水處理中，直接加堿反應(yīng)的效果就會(huì)大大降低，使廢水處理的難度加大。
[0008]鋅鎳合金電鍍廢水中含有鋅離子和鎳離子的絡(luò)合物及少量的氰化物，由于鋅和鎳離子處于絡(luò)合狀態(tài)，當(dāng)直接進(jìn)行加堿沉淀反應(yīng)時(shí)，鋅和鎳的去除率只有30%不到，無(wú)法達(dá)到處理標(biāo)準(zhǔn)。
[0009]鑒于Zn-Ni電鍍廢水中鋅鎳離子由于形成了絡(luò)合物而無(wú)法直接處理的問題，尋求開發(fā)一種有效的破絡(luò)組合工藝，通過破絡(luò)過程使金屬鋅和鎳離子完全釋放出來(lái)。再通過沉淀反應(yīng)進(jìn)行分離去除。此工藝可以徹底解決Zn-Ni電鍍廢水的金屬離子去除問題，并且操作簡(jiǎn)單，便于管理，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于解決近年來(lái)快速發(fā)展的鋅鎳合金電鍍廢水無(wú)法直接采用加堿沉淀的處理工藝，導(dǎo)致處理廢水中的金屬離子去除率不高，達(dá)不到出水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的問題。開發(fā)出一種采用uv/h202化學(xué)氧化聯(lián)合破絡(luò)的技術(shù)，使金屬離子得以釋放，然后通過投加堿液，調(diào)節(jié)合理的PH值，使金屬離子得以有效沉淀分離。通過對(duì)工藝系統(tǒng)的創(chuàng)新組合，構(gòu)建了一種新型的鋅鎳合金電鍍廢水的處理工藝系統(tǒng)。
[0011]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0012]本發(fā)明的鋅鎳合金電鍍廢水的處理工藝的具體步驟如下:
[0013](I) UV 預(yù)處理:
[0014]將Zn-Ni電鍍廢水，用泵提升到UV反應(yīng)器中，采用將出口反應(yīng)液回流的循環(huán)方式，保證反應(yīng)時(shí)間為20-40min ；
[0015](2) H2O2 氧化:
[0016]對(duì)經(jīng)過UV反應(yīng)的廢水投加H2O2，加入量為電鍍廢水體積的0.5-2%,并采用不銹鋼攪拌器進(jìn)行攪拌，攪拌強(qiáng)度為60-100rpm,反應(yīng)時(shí)間控制為10_20min ；
[0017]⑶pH調(diào)節(jié)及沉淀反應(yīng):
[0018]往氧化完成的廢水中投加氫氧化鈉溶液，采用分級(jí)控制pH的方法，用在線pH儀進(jìn)行測(cè)定和控制，先將PH控制為7.5-8.5，反應(yīng)5-15min，靜止沉淀20_40min，然后調(diào)節(jié)pH至9-9.5，繼續(xù)反應(yīng)5-15min，再將廢水通過過濾器進(jìn)行過濾，濾后的出水采用HCl進(jìn)行中和；
[0019](4)污泥處置:
[0020]將步驟(3)中沉淀的污泥，采用壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，脫出的水重新進(jìn)行步驟(1)-(3)的系統(tǒng)處理，泥餅的含水率降至60%以下，進(jìn)行裝袋，由專業(yè)固廢公司進(jìn)行處置。
[0021]步驟(1)中，所述的UV反應(yīng)器的型號(hào)是UVC-0.5，UV反應(yīng)器的反應(yīng)控制參數(shù)為:溫度18-25°C，壓力為0.5-2.0kgf/cm2，循環(huán)周期為4-6次/h。
[0022]步驟(1)中，保證反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為30min。
[0023]步驟⑵中，所述的H2O2的濃度為30 %，加入量?jī)?yōu)選為電鍍廢水體積的I %。
[0024]步驟⑵中，優(yōu)選攪拌強(qiáng)度為80rpm，反應(yīng)時(shí)間控制為15min。
[0025]步驟(3)中，優(yōu)選先將pH控制為8.0,反應(yīng)1min,靜止沉淀30min。
[0026]步驟(3)中，然后調(diào)節(jié)pH至9-9.5，優(yōu)選繼續(xù)反應(yīng)1min。
[0027]步驟(3)中，濾后的出水采用HCl進(jìn)行中和，中和后出水的pH為7.5-8.0。
[0028]本發(fā)明的積極效果如下:
[0029]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以有效地完成Zn-Ni電鍍廢水中金屬離子的破絡(luò)過程，使鋅離子和鎳離子以獨(dú)立離子的形式出現(xiàn)在水中，在通過加堿沉淀組合系統(tǒng)，達(dá)到電鍍廢水去除鋅鎳離子的要求。是一種高效、穩(wěn)定的鋅鎳電鍍廢水處理工藝，經(jīng)過處理，出水鋅離子的含量可以穩(wěn)定保持在1.0mg/L以下；鎳離子濃度穩(wěn)定保持在0.5mg/L以下。工藝過程簡(jiǎn)單，使用設(shè)備少，投資小，效率高，可以廣泛應(yīng)用于各種合金電鍍廢水的凈化處理。
[0030] 本專利工藝的處理出水可以達(dá)到《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900-2008)中的標(biāo)準(zhǔn):
[0031]Zn2+ < 1.0mg/L Ni2+ < 0.5mg/L pH = 6-9。
[0032]其中Zn2+檢測(cè)采用雙硫腙分光光度法，Ni2+的檢測(cè)采用火焰原子吸收光度法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1是本發(fā)明的鋅鎳合金電鍍廢水的處理工藝的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0034]下面的實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0035]實(shí)施例1
[0036]某Zn-Ni合金電鍍廢水一，原水含鋅35.6mg/L，含鎳2.37mg/L，采用本工藝實(shí)施的過程為:
[0037](I) UV 預(yù)處理:
[0038]將Zn-Ni電鍍廢水，用泵提升到UV反應(yīng)器中，UV反應(yīng)器采用管式反應(yīng)器，將出口液回流，反應(yīng)器型號(hào)為UVC-0.5，功率為40W?？偡磻?yīng)時(shí)間為20min ;反應(yīng)溫度23°C，反應(yīng)壓力 1.2kgf/cm2。
[0039]⑵H2O2 氧化:
[0040]對(duì)經(jīng)過UV反應(yīng)的廢水投加濃度為30 %的H2O2,加入量為電鍍廢水體積的1.0%，并采用不銹鋼攪拌器進(jìn)行攪拌，攪拌強(qiáng)度為60rpm，反應(yīng)時(shí)間控制為20min。
[0041](3)pH調(diào)節(jié)及沉淀反應(yīng):
[0042]氧化完成后，投加氫氧化鈉溶液，將控制pH為8.0，反應(yīng)lOmin，靜止沉淀30min，排出底部沉淀的鋅泥，然后調(diào)節(jié)pH至9.0，繼續(xù)反應(yīng)lOmin，再將廢水通過濾芯過濾器進(jìn)行過濾，濾后的出水采用HCl進(jìn)行中和，中和后的pH為7.6。
[0043](4)污泥處置:
[0044]步驟(3)產(chǎn)生的沉淀污泥，用壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，干泥餅的含水率達(dá)到60%，滿足裝袋外運(yùn)處置。壓濾液回到步驟I重新處理。
[0045]經(jīng)過以上工藝處理后的出水水質(zhì)如下:
[0046]Zn2+:0.68mg/L Ni2+:0.22mg/L pH = 7.6。
[0047]達(dá)到《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900-2008)的要求。
[0048]實(shí)施例2
[0049]取某Zn-Ni合金電鍍廢水二，原水含鋅27.2mg/L，含鎳1.37mg/L，采用本工藝實(shí)施的過程為:
[0050](I) UV 預(yù)處理:
[0051]用泵將Zn-Ni電鍍廢水提升到UV反應(yīng)器，并將出口反應(yīng)液回流，循環(huán)周期4次/h，反應(yīng)時(shí)間30min ;反應(yīng)溫度為20°C，壓力1.0kgf/cm2。
[0052]⑵H2O2 氧化:
[0053]經(jīng)過UV反應(yīng)的廢水投加濃度為30%的H2O2,加入量為電鍍廢水體積的I %，采用不銹鋼攪拌器進(jìn)行攪拌，攪拌強(qiáng)度為80rpm,反應(yīng)時(shí)間控制為15min ；
[0054](3) pH調(diào)節(jié)及沉淀反應(yīng):
[0055]往氧化完成的廢水中投加氫氧化鈉溶液，先將pH控制為8.0，反應(yīng)lOmin，靜止沉淀30min,排出底部沉淀鋅泥,再調(diào)節(jié)pH至9.5,繼續(xù)反應(yīng)1min,再將廢水通過濾芯過濾器進(jìn)行過濾，濾后的出水采用HCl調(diào)節(jié)至7.5 ；
[0056](4)污泥處置:
[0057]將步驟(3)中沉淀的污泥，采用壓濾機(jī)壓濾，泥餅的含水率降至57%，可以裝袋外運(yùn)處置。
[0058]經(jīng)以上工藝處理后的出水水質(zhì)為:
[0059]Zn2+:0.38mg/L Ni2+:0.09mg/L pH = 7.5。
[0060]達(dá)到《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900-2008)的要求。
[0061]實(shí)施例3
[0062]取某Zn-Ni合金電鍍廢水三，原水含鋅46.5mg/L,含鎳3.37mg/L,采用本工藝實(shí)施的過程為:
[0063](I) UV 預(yù)處理:
[0064]將Zn-Ni電鍍廢水，用泵提升到UV反應(yīng)器中，將出口反應(yīng)液回流循環(huán)，循環(huán)次數(shù)4
次/h，反應(yīng)時(shí)間為30min，UV反應(yīng)器型號(hào)UVC-1，功率55W，反應(yīng)溫度為20°C，壓力1.5kgf/
2
cm ο
[0065]⑵H2O2 氧化:
[0066]對(duì)經(jīng)過UV反應(yīng)的廢水投加濃度為30 %的H2O2，加入量為電鍍廢水體積的I %，采用不銹鋼靜態(tài)混合器進(jìn)行混合，反應(yīng)時(shí)間控制為15min ；
[0067](3) pH調(diào)節(jié)及沉淀反應(yīng):
[0068]氧化完成的廢水投加氫氧化鈉溶液，先將pH控制為8.0，反應(yīng)lOmin，靜止沉淀30min，排出底部沉淀的鋅泥。然后調(diào)節(jié)pH至9.5，繼續(xù)反應(yīng)15min，再將廢水通過過濾器進(jìn)行過濾，濾后的出水采用HCl進(jìn)行中和至pH為7.8 ;
[0069](4)污泥處置:
[0070]步驟(3)中排出的污泥，含水率為97%，采用壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，得到的干泥餅的含水率為57%以下，進(jìn)行裝袋，由專業(yè)固廢公司進(jìn)行處置。壓濾水重新進(jìn)行步驟(1)-(3)的系統(tǒng)處理，
[0071]經(jīng)以上工藝處理后的出水水質(zhì)為:
[0072]Zn2+:0.56mg/L Ni2+:0.12mg/L pH = 7.8。
[0073]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種鋅鎳合金電鍍廢水的處理工藝，其特征在于:所述處理工藝的具體步驟如下: (1)UV預(yù)處理: 將Zn-Ni電鍍廢水，用泵提升到UV反應(yīng)器中，采用將出口反應(yīng)液回流的循環(huán)方式，保證反應(yīng)時(shí)間為20-40min ；
(2)H2O2 氧化: 對(duì)經(jīng)過UV反應(yīng)的廢水投加H2O2，加入量為電鍍廢水體積的0.5-2%,并采用不銹鋼攪拌器進(jìn)行攪拌，攪拌強(qiáng)度為60-100rpm，反應(yīng)時(shí)間控制為10_20min ； (3)pH調(diào)節(jié)及沉淀反應(yīng): 往氧化完成的廢水中投加氫氧化鈉溶液，采用分級(jí)控制PH的方法，用在線pH儀進(jìn)行測(cè)定和控制，先將PH控制為7.5-8.5，反應(yīng)5-15min，靜止沉淀20_40min，排除底部沉淀的鋅泥；然后調(diào)節(jié)PH至9-9.5，繼續(xù)反應(yīng)5-15min，再將廢水通過過濾器進(jìn)行過濾，濾后的出水采用HCl進(jìn)行中和； (4)污泥處置: 將步驟(3)中沉淀的污泥，采用壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，脫出的水重新進(jìn)行步驟(1)-(3)的系統(tǒng)處理，泥餅的含水率降至60%以下，進(jìn)行裝袋，由專業(yè)固廢公司進(jìn)行處置。
2.如權(quán)利要求1所述的鋅鎳合金電鍍廢水的處理工藝，其特征在于:步驟(1)中，所述的UV反應(yīng)器的型號(hào)為UVC-0.5，反應(yīng)器的反應(yīng)控制溫度為18-25°C，壓力為0.5-2kgf/cm2。
3.如權(quán)利要求1所述的鋅鎳合金電鍍廢水的處理工藝，其特征在于:步驟(1)中，保證反應(yīng)時(shí)間為30min。
4.如權(quán)利要求1所述的鋅鎳合金電鍍廢水的處理工藝，其特征在于:步驟(2)中，所述的H2O2的濃度為30 %，加入量為電鍍廢水體積的I %。
5.如權(quán)利要求1所述的鋅鎳合金電鍍廢水的處理工藝，其特征在于:步驟(2)中，攪拌強(qiáng)度為80rpm,反應(yīng)時(shí)間控制為15min。
6.如權(quán)利要求1所述的鋅鎳合金電鍍廢水的處理工藝，其特征在于:步驟(3)中，先將pH控制為8.0,反應(yīng)1min,靜止沉淀30min。
7.如權(quán)利要求1所述的鋅鎳合金電鍍廢水的處理工藝，其特征在于:步驟(3)中，然后調(diào)節(jié)pH至9-9.5,繼續(xù)反應(yīng)1min。
8.如權(quán)利要求1所述的鋅鎳合金電鍍廢水的處理工藝，其特征在于:步驟(3)中，濾后的出水采用HCl進(jìn)行中和，中和后出水的pH值為7.5-8.0。
【文檔編號(hào)】C02F9/08GK104163529SQ201410388938
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月11日
【發(fā)明者】李金成, 夏文香, 甘明強(qiáng), 郭海麗 申請(qǐng)人:李金成