一种高效稳定的锌镍合金电镀废水处理工艺，出水锌镍离子含量达标

一种高效稳定的锌镍合金电镀废水处理工艺，出水锌镍离子含量达标

一种锌镍合金电镀废水处理工艺的制作方法

【专利摘要】本发明公开了一种全锌镍合金电镀废水处理工艺，包括如下步骤：（1）UV预处理、（2）H2O2氧化、（3）pH调节及沉淀反应、（4）污泥处置。与现有技术相比，本发明能够有效完成Zn-Ni电镀废水中金属离子的解络过程，使锌离子和镍离子以独立离子的形式出现在水中，再通过碱沉淀组合体系，达到去除电镀废水中锌、镍离子的要求。是一种高效、稳定的锌镍电镀废水处理工艺，处理后出水锌离子含量可稳定保持在1.0mg/L以下；镍离子浓度可稳定保持在0.5mg/L以下。工艺简单，所需设备少，投资少，效率高。 可广泛应用于各种合金电镀废水的净化。

【专利说明】一种锌镍合金电镀废水的处理工艺

【技术领域】

[0001] 本发明涉及电镀废水处理[技术领域]，特别涉及一种锌镍合金电镀废水的处理工艺。

【背景技术】

合金电镀是近年来发展较快的一种表面处理技术，是含有两种或两种以上金属的镀层。与单一金属镀层相比，合金镀层具有硬度高、致密度高、耐磨性强、耐腐蚀、耐高温等特点，并且具有易焊接性和美观性。其中锌-镍合金是发展较快的一种新型防护镀层，国外已得到广泛应用。它具有优良的耐腐蚀性能，特别是在恶劣的大气和海洋环境中。锌-镍合金镀层的耐腐蚀性能比锌镀层高7-10倍，且10年外观不变，氢脆敏感性很小。

[0003] 1988年法国的G.提出以氯化铵为基体、含10-15％镍的电解液可沉积Zn-Ni合金镀层。1991年JS认为Zn-Ni合金可作为镀层中间层的替代品。1993年法国的J.在碱性镀液中获得了Zn-Ni合金镀层。开发了碱性镀液体系，其优点是镀液分散性好，镀层厚度均匀，对设备和工件腐蚀小，操作简便，工艺稳定，成本低。缺点是增加了废水处理的难度。

[0004] 一般含锌、镍电镀废水主要来源于电镀清洗水；废电镀液及洗车间地面、刷板等排水。其处理方法主要有化学沉淀法、氧化还原法、离子树脂交换法、电解法、反渗透法、蒸发浓缩法、生物法等。这些方法各有特点，也有各自的适用范围。由于电镀废水中往往含有氰化物等污染物，生物法、活性炭吸附法很少单独使用。但蒸发浓缩法和反渗透法处理成本较高，只适用于小型电镀企业。因此，二次中和沉淀处理工艺仍是电镀废水中金属离子的主要去除技术。中和剂多为氢氧化钠，通过调节体系中的pH值，将废水中的金属离子转化为沉淀去除。例如含锌、镍废水的沉淀反应如下：

Zn2++20H_===Zn(OH)2

Ni2++20H_ ===Ni(OH)2I

但对于合金电镀废水，由于要满足电镀两种或两种以上的金属，并达到镀层中不同金属均稳定及共沉积的效果，因此在电镀过程中往往需要加入特定的络合剂，这些金属络合剂可以降低自由离子的浓度，使电位正的金属的平衡电位负移，从而使电位差较大的两种金属的平衡电位趋于接近，从而达到较好的共沉积效果。这些络合剂的加入使得金属离子以络合物的形式存在，导致此后的废水处理中，直接加碱反应的效果将大大降低，增加了废水处理的难度。

[0008] 锌镍合金电镀废水中含有锌离子和镍离子的络合物及少量的氰化物，由于锌、镍离子呈络合状态，直接进行碱沉淀反应时，锌、镍的去除率不足30％，无法达到处理标准。

针对锌镍电镀废水中锌镍离子因形成络合物而无法直接处理的问题，寻求开发一种有效的络合破除组合工艺，通过络合破除工艺将金属锌、镍离子完全释放出来，再通过沉淀反应进行分离去除，该工艺可彻底解决锌镍电镀废水中金属离子去除问题，且操作简单，易于管理，具有极高的应用价值。

【发明概要】

本发明的目的是为了解决近年来发展迅速的锌镍合金电镀废水不能直接采用加碱沉淀的处理工艺，导致处理后的废水中金属离子去除率低，出水水质达不到标准的问题。开发一种利用UV/H2O2化学氧化结合破碎络合物释放金属离子的技术，再通过加入碱溶液，调节合理的pH值，使金属离子得到有效的沉淀分离。通过工艺体系的创新组合，构建了一种新型的锌镍合金电镀废水处理工艺体系。

本发明采用如下技术方案：

本发明的锌镍合金电镀废水处理工艺具体步骤如下：

（1）UV预处理：

将锌镍电镀废水泵入UV反应器，出口反应溶液以循环方式回流，保证反应时间20~40min。

（2）H2O2氧化：

[0016] 在UV反应后的废水中加入电镀废水体积的0.5-2％的H2O2，用不锈钢搅拌器搅拌，搅拌强度为60-，控制反应时间；

（3）pH调节及沉淀反应：

向氧化后的废水中加入氢氧化钠溶液，采用分级控制pH的方法，用在线pH计进行测量控制，先控制pH为7.5-8.5，反应5-15min，静态沉淀，然后调节pH为9-9.5，继续反应5-15min，然后废水经过滤器过滤，过滤后的出水用HCl进行中和；

（4）污泥处置：

将步骤（3）中沉淀出来的污泥经过压滤机脱水，脱附出来的水再进入步骤（1）-（3）的系统进行处理，将泥饼含水率降低到60％以下，将泥饼装袋后交由专业固废公司处置。

[0021]步骤(1)中，UV反应器的型号为UVC-0.5，该UV反应器的反应控制参数为：温度18～25℃、压力0.5～2.0kgf/cm2、循环周期4～6次/h。

步骤（1）中保证反应时间优选为30min。

[0023] 步骤（2)中，H2O2的浓度为30%，加入量优选为电镀废水体积的1%。

[0024] 步骤（2)中，优选的搅拌强度为80rpm，反应时间控制为15min。

步骤（3）中，优选先控制pH为8.0，反应1min，静置沉淀30min。

[0026] 在步骤（3)中，再调节pH为9-9.5，优选继续反应1分钟。

[0027] 步骤（3)中，过滤后的出水用HCl进行中和，中和后出水的pH为7.5-8.0。

本发明的积极效果是：

与现有技术相比，本发明能有效完成Zn-Ni电镀废水中金属离子的破碎络合过程，使锌离子和镍离子以独立离子的形式出现在水中，通过加入碱沉淀联合体系，达到电镀废水去除锌、镍离子的要求。是一种高效、稳定的锌镍电镀废水处理工艺，处理后出水锌离子含量可稳定保持在1.0mg/L以下；镍离子浓度稳定保持在0.5mg/L以下。该工艺简单，所用设备少，投资少，效率高，可广泛应用于各种合金电镀废水的净化。

本专利工艺处理后的水可达到《电镀污染物排放标准》（-2008）中的标准：

[0031] Zn2+<1.0毫克/升 Ni2+<0.5毫克/升 pH＝6-9。

其中Zn2+检测采用双硫腙分光光度法，Ni2+检测采用火焰原子吸收分光光度法。

【专利图】

【附图的简要说明】

[0033] 图1为本发明的锌镍合金电镀废水处理工艺流程图。

【详细方式】

[0034] 以下通过实施例对本发明作进一步详细的说明。

[0021] 实施例1

某锌镍合金电镀废水一，原水含锌35.6mg/L、镍2.37mg/L，该工艺实施的处理过程为：

（1）UV预处理：

[0038] 将Zn-Ni电镀废水泵入UV反应器，采用管式反应器，使出液回流，反应器型号为UVC-0.5，功率为40W，总反应时间为20min；反应温度为23℃，反应压力为1.2kgf/cm2。

（2）H2O2氧化：

[0040] 将UV反应后的废水中添加浓度为30％的H2O2，其用量为电镀废水体积的1.0％，采用不锈钢搅拌机进行搅拌，搅拌强度为60rpm，反应时间控制为20min。

（3）pH调节及沉淀反应：

氧化完成后加入氢氧化钠溶液控制pH为8.0，反应10min，静态沉淀30min，排出底部沉淀的锌泥，再调节pH为9.0，继续反应10min，废水经滤筒过滤器过滤，过滤后的出水用HCl中和，中和后的pH为7.6。

（4）污泥处置：

步骤（3）产生的沉淀污泥经压滤机脱水，干泥饼含水率达到60%，满足装袋及运输处置。滤液返回步骤1进行再处理。

经上述工艺处理后出水水质如下：

Zn2+：0.68mg/L Ni2+：0.22mg/L pH=7.6。

[0047]满足《电镀污染物排放标准》（-2008）的要求。

实施例2

以某锌镍合金电镀废水2为例，原水中含锌27.2mg/L、镍1.37mg/L，该工艺实施的流程为：

（1）UV预处理：

[0051] 将Zn-Ni电镀废水泵入UV反应器，将出口反应溶液回流，循环4次/h，反应时间30min；反应温度为20°C，压力为1.0kgf/cm2。

（2）H2O2氧化：

在UV反应后的废水中加入30%的H2O2，其加入量为电镀废水体积的1%，用不锈钢搅拌机以80rpm的转速进行搅拌，控制反应时间为15min；

（3）pH调节及沉淀反应：

向氧化后的废水中加入氢氧化钠溶液，先控制pH为8.0，反应10min，沉淀30min，排出底部沉淀的锌泥，然后调节pH为9.5，继续反应1min，然后将废水经滤筒过滤，过滤后的出水用HCl调节为7.5；

（4）污泥处置：

步骤(3)中沉淀出的污泥经过压滤机过滤，泥饼含水率降低至57%，即可装袋运输处置。

经上述工艺处理后的出水水质为：

Zn2+：0.38毫克/升 Ni2+：0.09毫克/升 pH=7.5。

[0060]满足《电镀污染物排放标准》（-2008）的要求。

实施例3

取某锌镍合金电镀废水三，原水中含锌46.5mg/L、镍3.37mg/L，该工艺实施的工艺为：

（1）UV预处理：

将锌镍电镀废水泵入UV反应器，出口反应溶液回流4个循环。

次/h，反应时间为30min，UV反应器型号为UVC-1，功率为55W，反应温度为20℃，压力为1.5kgf/

厘米

（2）H2O2氧化：

[0066] 在UV反应后的废水中添加占电镀废水体积1%的30%的H2O2，用不锈钢静态混合器混合，控制反应时间为15min；

（3）pH调节及沉淀反应：

[0068] 将氧化后的废水加入氢氧化钠溶液，先控制pH为8.0，继续反应10分钟，静置沉淀30分钟，排出底部沉淀的锌泥。然后调节pH为9.5，继续反应15分钟。然后废水经过滤器过滤，过滤后的出水用HCl中和至pH为7.8；

（4）污泥处置：

步骤（3）排出的污泥含水率为97％，经压滤机脱水，得到的干泥饼含水率小于57％，装袋后交由专业固废公司处理，压滤水在步骤（1）-（3）系统中重新处理。

经上述工艺处理后的出水水质为：

Zn2+：0.56毫克/升 Ni2+：0.12毫克/升 pH=7.8。

[0073] 尽管已经示出并描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员应当理解，可以对这些实施例进行各种改变、修改、替换和变型而不脱离本发明的原理和精神，并且本发明的范围由所附权利要求及其等效物限定。

【维权请求】

1.一种锌镍合金电镀废水的处理工艺，其特征在于：该处理工艺的具体步骤如下： (1)UV预处理：将Zn-Ni电镀废水泵入UV反应器，采用回流出口反应液的循环方式，保证反应时间为20-40min；

(2)H2O2氧化：向UV反应后的废水中加入H2O2，其用量为电镀废水体积的0.5-2％，用不锈钢搅拌器搅拌，搅拌强度为60-，控制反应时间； (3)pH调节及沉淀反应：向氧化后的废水中加入氢氧化钠溶液，采用分级pH控制方式，用在线pH计测量控制，先控制pH为7.5-8.5，反应5-15分钟，静置沉淀除去底部沉淀的锌泥；然后调节pH为9-9.5，继续反应5-15分钟，再将废水经过滤器过滤，过滤后的水中用HCl进行中和； (4)污泥处置：将步骤(3)沉淀出的污泥经过压滤机脱水，脱水水经过步骤(1)-(3)系统再处理，泥饼含水率降低至60%以下，装袋后交由专业固废公司处置。

2.根据权利要求1所述的锌镍合金电镀废水处理工艺，其特征在于：步骤（1）中紫外反应器型号为UVC-0.5，反应器反应控制温度为18-25℃，压力为0.5-2kgf/cm2。

3.根据权利要求1所述的锌镍合金电镀废水处理工艺，其特征在于：步骤（1）中保证反应时间为30min。

4.根据权利要求1所述的锌镍合金电镀废水处理工艺，其特征在于：步骤（2）中H2O2浓度为30%，加入量为电镀废水体积的1%。

5.根据权利要求1所述的锌镍合金电镀废水处理工艺，其特征在于：步骤（2）中搅拌强度为80rpm，反应时间控制为15min。

6.根据权利要求1所述的锌镍合金电镀废水处理工艺，其特征在于：步骤（3）中先控制pH为8.0，反应1分钟，静态沉淀30分钟。

7.根据权利要求1所述的锌镍合金电镀废水处理工艺，其特征在于：步骤（3）中再调节pH为9～9.5，继续反应1min。

8.根据权利要求1所述的锌镍合金电镀废水处理工艺，其特征在于：步骤（3）中，将过滤后的出水用HCl进行中和，中和后出水的pH值为7.5～8.0。

【文件编号】C02F9/

【公开日】2014年11月26日 申请日：2014年8月11日 优先权日：2014年8月11日

【发明人】李金成、夏文祥、甘明强、郭海丽 申请人：李金成