2003 年申请公开的电镀废水治理方法：膜分离技术分级组合处理

2003 年申请公开的电镀废水治理方法：膜分离技术分级组合处理

申请日期：2003.09.05

公佈（告）日期 2005.03.09

IPC分类编号C02F9/04；C02F1/62；C02F9/02

概括

本发明公开了一种电镀废水的处理方法，在工艺上包括常规的液料处理、提升、加压、输送等工艺，采用膜分离技术的分级组合：预处理，完成杂质、有机物及细小悬浮物的去除；一级纳滤膜分离，去除钠离子，使废水浓缩10倍左右，重金属离子截留率大于97；二级苦咸水反渗透膜分离，使废水进一步浓缩5倍左右，对二价离子的截留率高于98％；三级海水反渗透膜分离，使废水浓缩2倍以上，无机离子截留率高于99.5％； 调节冲洗水的pH值，防止废水中氢氧化物的析出，并采用定期自动冲洗的化学、物理步骤，使渗透液回用，最终浓缩液直接回用，达到预处理后的零排放处理效果，特别适合镍电镀废水的处理。

权利主张

1、本发明电镀废水处理零排放膜分离方法，包括液相物料处理、提升、加压、输送等常规工艺，其特征在于，还包括工艺步骤：

1）电镀废水预处理

首先使用过滤器除去阳极泥等粗大杂质；然后使用碳纤维吸附去除废水中的有机物；再使用孔径较小的微滤膜去除废水中细小的悬浮物，并调节冲洗水的pH值，防止废水中氢氧化物的沉淀；

2）初级纳​​滤膜分离

预处理后的废水经相对分子质量截留范围几百的纳滤膜分离，去除钠离子，采用定期自动冲洗，使废水浓缩10倍左右，重金属离子截留率大于97%，透过液经离子交换后作为冲洗水回用于生产工艺，浓缩液继续进入二级膜进行浓缩分离；

3）二级苦咸水反渗透膜分离

除钠后的废水浓缩液首先经5μm有机微滤膜过滤，为防止氢氧化物沉淀生成，在二级苦咸水反渗透膜分离前用酸调节pH值，采用定期自动冲洗，将废水浓缩液再次浓缩5倍左右，二价离子截留率高于98%。透过液返回一级纳滤浓缩系统废水池，浓缩液进入三级继续浓缩。

4）三级海水反渗透膜分离

同样，浓缩液先经过5μm有机微滤膜过滤，为防止氢氧化物沉淀生成，在三级海水反渗透膜分离前用酸调节pH值。采用定期自动冲洗，使废水浓缩2倍以上，无机离子截留率高于99.5%。透过液回流至第一级纳滤膜浓缩系统废水池，浓缩液直接回流至电镀槽回用。

手动的

一种零排放电镀废水处理的膜分离方法

技术领域

本发明属于电镀废水处理、中水回用及重金属资源回收，具体是采用膜集成技术处理电镀废水，分别回收废水中的重金属和水资源：重金属返回电镀槽或制成重金属盐，水返回生产工序漂洗，实现电镀废水综合资源回收和零排放。

背景技术

电镀废水的处理方法因镀种和电镀工艺不同而有十几种。据《电镀与涂饰》22(2)(2000)6，作者董瑞光；《上海电镀》2(1998)11，作者郑瑞婷；《电镀与环保》20(2)(2000)3，《近年来上海电镀工业发展的概况与展望》作者沈品华等刊载的文章《我国电镀废水处理50年回顾》列举了目前电镀废水处理方法的现状。 据对上海及郊区226家电镀厂抽样调查统计，常用的方法中，化学中和斜板沉淀法占72.0%，气浮法占8.1%（合计80.1%），离子交换法占12.0%，电解法占2.3%，其他方法占5.5%。

调查报告显示，绝大多数电镀废水采用化学方法处理，即使经过化学处理后电镀废水达到排放标准，其中仍然含有微量的重金属。这些重金属化合物存在于水中，很容易被小动物或植物吸收和积累，通过食物链转移到生物体中，对人体造成危害。排放的水不能回收，不经过深度处理就无法再利用。而且化学处理产生大量含有重金属的污泥，难以处理，造成二次污染。

电解法虽然是目前比较成熟的电镀废水处理方法，运行稳定可靠，操作简单，管理维护方便，但其耗电量较大。如处理镀铬废水时，耗电量大，产生的污泥也多。处理含氰废水时，其耗电量比碱性氯化法大10倍，处理费用高1倍。电解处理除耗电量大外，很多情况下还会产生、排放有毒气体。

离子交换法中，离子交换树脂吸附饱和后，需进行再生或用酸或碱进行转化。再生时要消耗大量的酸碱化学原料，处理成本高，工艺要求复杂，且树脂在使用过程中易破碎，影响其应用和推广。离子交换法还存在树脂处理后水中积盐的问题。盐水再用作漂洗水对镀件质量有不良影响。再用作电镀液时，树脂洗脱液中含有Na+，会影响电镀槽液的纯度和浓度。

总之，现有的主流治疗方法虽然被广泛应用，但仍然存在不少问题。

发明内容

本发明的目的在于实现电镀废水处理的零排放，提供一种利用膜分离技术的可行解决方案，以节约电镀生产用水，减少电镀行业对水环境的污染，促进和推动电镀行业的可持续发展。

本发明是基于膜分离技术的应用，其理论基础是膜分离技术中的反渗透可以截留大部分无机离子和有机物，只允许水分子通过，即将水与其它有机物和无机离子分离；其理论基础也是膜分离技术中的纳滤对于无机离子中的一价离子和二价离子的截留作用不同，即将一价无机离子与二价无机离子分离。

本发明的零排放膜分离处理电镀废水的方法，在工艺上包括常规的液相物料处理、提升、加压及输送，其特征在于，其工艺步骤还包括：

1）电镀废水预处理

首先使用过滤器除去阳极泥等粗大杂质；然后使用碳纤维吸附去除废水中的有机物；再使用孔径较小的微滤膜去除废水中细小的悬浮物，并调节冲洗水的pH值，防止废水中氢氧化物的沉淀；

2）初级纳​​滤膜分离

预处理后的废水经相对分子质量截留范围几百的纳滤膜分离，去除钠离子，采用定期自动冲洗，使废水浓缩10倍左右，重金属离子截留率大于97%，透过液经离子交换后作为冲洗水回用于生产工艺，浓缩液继续进入二级膜进行浓缩分离；

3）二级苦咸水反渗透膜分离

除钠后的废水浓缩液首先经5μm有机微滤膜过滤，为防止氢氧化物沉淀生成，在二级苦咸水反渗透膜分离前用酸调节pH值，采用定期自动冲洗，将废水浓缩液再次浓缩5倍左右，二价离子截留率高于98%。透过液返回一级纳滤浓缩系统废水池，浓缩液进入三级继续浓缩。

4）三级海水反渗透膜分离

同样，浓缩液先经过5μm有机微滤膜过滤，为防止氢氧化物沉淀生成，在三级海水反渗透膜分离前用酸调节pH值。采用定期自动冲洗，使废水浓缩2倍以上，无机离子截留率高于99.5%。透过液回流至第一级纳滤膜浓缩系统废水池，浓缩液直接回流至电镀槽回用。

浓缩物也可在负压下蒸馏以获得结晶产品，例如硫酸镍晶体，其可作为副产品出售。

本发明的积极效果是：

1、由于整个系统采用多级膜浓缩法，使电镀废水浓缩100倍以上，浓缩液直接返回电镀槽，或经负压蒸馏，晶体产品作为副产品出售，透过液作为漂洗水回用于生产工艺，形成电镀废水资源化利用的清洁生产工艺。该工艺经预处理后，完全没有电镀废水对环境的污染，实现电镀废水零排放。

2、本发明工艺采用纳滤技术与反渗透技术的有效结合，利用纳滤去除电镀废水中的部分一价盐，对重金属离子进行预浓缩，再将纳滤预浓缩后的含重金属料液用反渗透浓缩回收，纳滤透过液作为工艺用水回用。充分发挥了纳滤技术与反渗透技术各自的优势。

3、以镍电镀废水为例，经本发明工艺处理后，回用水水质可达总溶解固体含量<10mg/L，含镍废水可浓缩100倍，最终镍离子可浓缩至30g/L，总水回用率≥95%，废水中镍离子回收率≥90%。

4、根据目前评估计算，若电镀废水镍浓度为50～300mg/L，处理量为50m3/h，两年即可收回系统设备及材料的投资，具有较高的经济价值。