一種由硫酸銅電鍍廢水制備去離子水的零排放在線(xiàn)處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種由硫酸銅電鍍廢水制備去離子水的零排放在線(xiàn)處理及回用工藝， 屬于工業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 電鍍廢水處理工藝有很多，諸如：物理吸附法、離子交換法、蒸發(fā)濃縮法、化學(xué)沉淀 法、氧化還原法、生化處理法、膜分離法，等等。電鍍廢水成份不同，處理方法亦不相同，只要 適用，可以采用上述方法中的某一種單獨(dú)進(jìn)行處理，亦可采用上述方法中的幾種組合進(jìn)行 處理。
[0003] 常見(jiàn)的廢水處理工藝是運(yùn)用組合方法實(shí)行二段式末端集中處理電鍍廢水。電鍍車(chē) 間按照規(guī)定的管路分別將電鍍廢水排入六價(jià)鉻廢水池、氰化物廢水池、綜合廢水池。第一段 的處理是利用還原劑將六價(jià)鉻廢水池中的六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻、用氧化劑將氰化物廢水池 中的氰根離子氧化成無(wú)害的二氧化碳和氮?dú)猓缓笈湃刖C合廢水調(diào)節(jié)池，與其它廢水匯合 成為綜合廢水。第二段處理綜合廢水，在綜合廢水調(diào)節(jié)池中調(diào)整PH值后，依次經(jīng)過(guò)沉淀、絮 凝、壓濾、回調(diào)、生化去C0D和活性炭脫色，成為達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的可排放水。
[0004] 為了節(jié)約水資源、實(shí)現(xiàn)電鍍廢水的回收利用，近些年來(lái)又在上述二段法的基礎(chǔ)上 增加了以膜分離技術(shù)和離子交換技術(shù)為基礎(chǔ)的中水回用裝置，形成了所謂的三段法工藝。 常見(jiàn)的綜合廢水處理及中水回用工藝流程如下：
[0005] 綜合廢水一綜合廢水調(diào)節(jié)池一沉淀池一絮凝池一壓濾系統(tǒng)一PH調(diào)節(jié)池一生化處 理系統(tǒng)一活性炭吸附系統(tǒng)一過(guò)濾池一反滲透膜處理系統(tǒng)一濃水排放、純水進(jìn)入離子交換處 理系統(tǒng)進(jìn)一步純化一純水回收利用。
[0006] 無(wú)論是二段法工藝還是三段法工藝，主流都是采用末端集中電鍍廢水處理的模式 (如申請(qǐng)?zhí)枮?00910055677. 4和申請(qǐng)?zhí)枮?00910066905. 8的文獻(xiàn)）。因?yàn)閺U水成份過(guò)于 復(fù)雜，廢水處理量過(guò)大，很難處理徹底，處理后殘留的不同成份之間仍然可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 等原因，這種末端集中處理模式存在以下難題：處理成本高，處理后水質(zhì)很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn) 的要求，存在二次污染的風(fēng)險(xiǎn)，重金屬資源回收困難，中水回用成本過(guò)于昂貴，回收水質(zhì)很 難達(dá)到電鍍用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，以及中水回用率最多只能達(dá)到60%~80%。
[0007] 相對(duì)于末端集中處理模式，單一廢水處理模式因?yàn)閺U水成份比較單一、廢水處理 量較小，從理論上分析應(yīng)該可以很好地解決末端集中處理模式的上述難題，因此成為了近 年來(lái)電鍍廢水處理與回收利用領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。單一廢水處理模式的核心是根據(jù)電鍍廢水 的化學(xué)組成，針對(duì)性的進(jìn)行廢水處理回用和有用物質(zhì)如銅和鎳等的回收處理。
[0008] US6162361A、CN102336481A、CN203498176U、CN202754870U 以及 CN201874981A 等 是一些以膜分離技術(shù)為基礎(chǔ)的專(zhuān)利技術(shù)，雖然較好的克服了末端集中處理模式的部分缺 點(diǎn)，但依然存在系統(tǒng)復(fù)雜、處理成本高、廢水回收利用率不高、蒸發(fā)濃縮能耗大等缺陷。尤其 是通過(guò)膜分離裝置產(chǎn)出的純水，其電導(dǎo)率最低只能達(dá)到5 μ s/cm，如果不進(jìn)行進(jìn)一步的純化 處理，這樣的水質(zhì)根本不能滿(mǎn)足高品質(zhì)電鍍的水質(zhì)要求。
[0009] CN101717136A、CN103374743A、CN201660466U 以及申請(qǐng)?zhí)枮?200810219643. X 的專(zhuān) 利中公開(kāi)了一些循環(huán)利用的技術(shù)，但是，上述各專(zhuān)利公開(kāi)的技術(shù)都存在一些不足，在線(xiàn)處理 后的水質(zhì)還不能滿(mǎn)足電鍍工藝要求，即無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正意義上的循環(huán)利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的之一在于提供一種由硫酸銅電鍍廢水制備去離子水的零排放在線(xiàn) 處理和回用工藝，該工藝的產(chǎn)出水是電導(dǎo)率很低、純度很高的去離子水，其水質(zhì)完全可以滿(mǎn) 足電鍍工藝要求。
[0011] 本發(fā)明的目的之二在于提供一種由硫酸銅電鍍廢水制備去離子水的零排放在線(xiàn) 處理和回用工藝，該工藝的廢水處理系統(tǒng)與硫酸銅電鍍系統(tǒng)在線(xiàn)結(jié)合，形成一個(gè)水閉路循 環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)電鍍廢水的零排放循環(huán)利用。
[0012] 本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的：
[0013] -種由硫酸銅電鍍廢水制備去離子水的零排放在線(xiàn)處理和回用工藝，包括：1)去 除其中的有機(jī)物；2)將步驟1)所得的廢水中的重金屬離子置換成H +，并回收所述重金屬離 子；3)將所有非0H陰離子全部轉(zhuǎn)換成0H，并和H+就地結(jié)合生成水。
[0014] 本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述工藝針對(duì)硫酸銅電鍍廢水的化學(xué)組成，采用三步 法：步驟1)是去除其中的電鍍添加劑殘留物等有機(jī)物；步驟2)是將廢水中的Cu 2+置換成 H+，并回收Cu2+;步驟3)是將所有非0H陰離子全部轉(zhuǎn)換成0H，并和H+就地結(jié)合生成去離 子水。
[0015] 本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述工藝進(jìn)一步包括：4)混床處理工藝。具體而言，為 了進(jìn)一步提高水質(zhì)，可在上述三個(gè)步驟之后再增加一道混床處理工藝。經(jīng)上述步驟凈化后 產(chǎn)出的高純度去離子水，直接返用于電鍍系統(tǒng)。由此，硫酸銅電鍍廢水在線(xiàn)凈化成完全可以 滿(mǎn)足電鍍用水水質(zhì)要求的高質(zhì)量去離子水，從而實(shí)現(xiàn)了電鍍廢水的零排放循環(huán)利用。
[0016] 所述的處理工藝的步驟1)是去除電鍍廢水中的有機(jī)物，具體而言是去除其中的 電鍍添加劑殘留物等有機(jī)物。優(yōu)選地，是用活性炭單獨(dú)吸附或用活性炭與離子交換樹(shù)脂組 合吸附去除所述的有機(jī)物。
[0017] 對(duì)于由酸銅電鍍槽帶入到電鍍廢水中的電鍍添加劑殘留物，其主要成份是易被活 性炭吸附的染料或/和聚醚表面活性劑等，因此可以用活性炭進(jìn)行單獨(dú)吸附；另外還含有 聚二硫二丙烷磺酸鈉、聚二硫二丙烷硫酸鈉和取代硫脲等有機(jī)物，活性炭對(duì)這類(lèi)有機(jī)物的 吸附能力比較弱，為了進(jìn)一步提高產(chǎn)出水的水質(zhì)，需要在進(jìn)行活性炭吸附處理后，再采用離 子交換樹(shù)脂來(lái)吸附其中的這類(lèi)有機(jī)物，才能徹底去除硫酸銅電鍍廢水中的電鍍添加劑殘留 物等有機(jī)物。因此，本發(fā)明優(yōu)選的用于去除硫酸銅電鍍添加劑殘留物的方案是：可以用活性 炭進(jìn)行單獨(dú)吸附，也可以用活性炭和離子交換樹(shù)脂進(jìn)行組合吸附。本發(fā)明更優(yōu)選的方案是： 用活性炭和離子交換樹(shù)脂進(jìn)行組合吸附去除廢水中的硫酸銅電鍍添加劑殘留物等有機(jī)物。
[0018] 所述的步驟1)中的離子交換樹(shù)脂優(yōu)選大孔堿性離子交換樹(shù)脂?？梢允且环N大孔 強(qiáng)堿性離子交換樹(shù)脂，也可以是一種大孔弱堿性離子交換樹(shù)脂，更優(yōu)選的是大孔強(qiáng)堿性離 子交換樹(shù)脂，如：Lewati# VP 0C 1071、Amberlite*? XAD4、Purolite? A 860 等。
[0019] 所述的處理工藝的步驟2)是將步驟1)所得的廢水中的重金屬離子吸附置換成 H+，并回收所述重金屬離子。具體而言，是將廢水中的Cu2+置換成H+，并回收Cu 2+。本發(fā)明優(yōu) 選的方法是采用氫型結(jié)構(gòu)的離子交換樹(shù)脂吸附置換回收重金屬離子如Cu2+，即讓流動(dòng)相中 的重金屬離子如Cu 2+被樹(shù)脂固定相吸附，而樹(shù)脂固定相中的H+被置換出來(lái)進(jìn)入流動(dòng)相。所 用的離子交換樹(shù)脂可以是一種螯合樹(shù)脂，也可以是一種其它類(lèi)型的陽(yáng)離子樹(shù)脂，但必須是 氫型結(jié)構(gòu)或者可以被轉(zhuǎn)型成氫型結(jié)構(gòu)的