电镀锡板生产线含铬废水综合无害化处理回用方法
【专利摘要】本发明公开一种电镀锡板生产线含铬废水综合无害化处理回用方法，其处理步骤包括：（1）将含铬废水输入过滤装置进行过滤；（2）将过滤后的废水输入氧化床进行处理；（3）将氧化床处理后的废水输入脱铬床进行处理；（4）将脱铬床处理后的废水输入纯化床进行处理；（5）将纯化床处理后的废水输入还原床进行处理。本发明的有益效果是：处理工艺安全、可靠，运行维护简单；设备设计合理、性能优越、可控制性良好、自动化程度高；设备布局美观大方，便于操作管理；投资和运行费用合理，处理成本低。
【专利说明】电镀锡板生产线含铬废水综合无害化处理回用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及废水处理领域，具体是一种电镀锡板生产线含铬废水综合无害化处理回用方法。
【背景技术】
[0002]电镀、制革及铬盐行业每年均排放大量的含铬废水。其中，仅电镀废水的排放量就达40亿m3/a (立方米每年)。含铬废水的无害化处理是上述工业过程不可缺少的工艺环节之一 O
[0003]电镀含铬废水的铬的存在形式有Cr6+和Cr3+两种，其中以Cr6+的毒性最大。电镀含铬废水呈酸性，铬离子主要以Cr042_和Cr072_的形式存在。Cr(VI)毒性较大，对人体的皮肤、黏膜、上呼吸系统有较强的刺激性和腐蚀性，被人体吸收后具有致癌和诱发基因突变的危险、含铬废水严重污染水源、土壤，破坏生态环境，因此电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)严格限制Cr(VI)的最高允许排放浓度为O. 2mg/L,而2010年的排放地方标准更加严格(穗环
[2010] 86号文件)，限制Cr(VI)的最高允许排放浓度为未检出。
[0004]电镀锡板生产工艺中的钝化处理工序产生的废水中含有较高浓度的六价铬，六价铬（Cr6+)是一种对环境有害的重金属离子。由于Cr6+在自然界不能被微生物分解，且渗透迁移性较强，对人体有强烈的致敏和致癌作用，并严重影响农作物的生长，属于一类污染物，国家规定了严格的排放标准（P (Cr6+XO. 2mg/L)《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008)，因此，Cr6+的污染治理也就成为环保工作者的重要课题。
[0005]含铬废水的处理方法较多，常用的有化学法、电解法、离子交换法等。总的来说，含Cr6+废水的治理方法概括起来有5种：①还原法、②沉淀法、③浓缩净化法、④膜浓缩法和⑤离子交换法。前2种方法适合少量含铬废水处理，治理不易彻底，并有二次污染；第三种方法治理最有效，但技术条件和材料要求高，投资较大；膜浓缩法是近几年发展起来的对含铬废水较为有效的处理方法，但一般适用于低浓度的含铬废水浓液可回收利用的情况，而且要求铬水的纯度较好，预处理工艺较复杂，技术条件要求高，投资较大；离子交换法是比较成熟的工艺，但没有在重金属处理上流行起来的原因很多，主要是适配交换树脂的品质和功能跟不上，近几年随着制造加工工艺、高分子材料研发的飞速发展，优质大孔交换树脂的出现，重金属的有效处理带来了光明。
[0006]电镀锡板生产工艺段约有含铬废水直排到污水处理设施，其废水中P (Cr6+)达40~350mg/L。每天产生的含铬废水，经原污水设施混合、混凝沉淀处理后外排，外排废水中P (Cr6+)不稳定，有时会超过O. 2mg/L，同时因废水处理污泥量较大，对环境容易产生不良影响。
【发明内容】
[0007]本发明目的是针对以上所述现有工艺技术存在的不足，提供一种降低环境负荷的处理工艺，满足排放要求且可以达到零污染的电镀锡板生产线含铬废水综合无害化处理回用方法。
[0008]为达到上述目的，本发明的技术方案是：电镀锡板生产线含铬废水综合无害化处理回用方法，其处理步骤包括：
[0009]( I)将含铬废水通过输入过滤装置进行过滤；
[0010](2)将过滤后的废水输入氧化床进行处理；
[0011](3)将氧化床处理后的废水输入脱铬床进行处理；
[0012](4)将脱铬床处理后的废水输入纯化床进行处理；
[0013](5)将纯化床处理后的废水输入还原床进行处理。
[0014]所述过滤装置最少包括袋式过滤器和活性炭过滤器，所述废水先经袋式过滤器过滤后进入活性炭过滤器进行过滤。
[0015]所述氧化床与酸槽连接，所述酸槽内盛装硫酸，用于对氧化床进行再生清洗。
[0016]所述脱铬床与第一再生装置连接，所述第一再生装置内盛装硫酸，用于对脱铬床进行再生清洗。
[0017]所述纯化床与第二再生装置连接，所述第二再生装置内盛装氢氧化钠，用于纯化床进行再生清洗。
[0018]所述还原床与碱槽连接，所述碱槽内盛装氢氧化钠，用于对还原床进行再生清洗。
[0019]所述氧化床和所述脱铬床的再生液与所述纯化床和所述还原床的再生液混合中和后，经过蒸发器蒸发后处理；其中有害固体废弃物被回收，蒸发液回流至含铬废液进行循环处理。
[0020]所述含铬废水收集于储槽中，然后通过加压泵组输入过滤装置中进行过滤。
[0021]与现有工艺相比，本发明的有益效果是：处理工艺安全、可靠，运行维护简单；设备设计合理、性能优越、可控制性良好、自动化程度高；设备布局美观大方，便于操作管理；投资和运行费用合理，处理成本低，环境效益高。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图I为本发明电镀锡板生产线含铬废水综合无害化处理回用方法的流程框图；
[0023]
【具体实施方式】
[0024]以下结合如图和具体实施例对本发明进行详细的说明。
[0025]原理说明
[0026]离子交换作用是一种称为离子交换剂的物质来进行的，借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换，以达到提取或去除溶液中某些离子的目的，是一种属于传质分离过程的单元操作；离子交换是可逆的等当量交换反应。
[0027]离子交换树脂是一种高分子的聚合物，具有交换容量高、外形大多为球状颗粒，水流阻力小、机械强度高化学稳定性好的特点。
[0028]该案需要处理的含铬废液主要由重铬酸钠和少量的三价铬组成，具有下列化学平衡特点(部分）：
[0029]Na2Cr207+2H+ = = H2Cr207+2Na+
[0030]H2Cr207+0r = = 2H20+Cr2072_
[0031]三价铬在pH值3. 0左右酸性环境中水解，氧化成六价铬(铬酸)，形成铬酸，进一步形成重铬酸，
[0032]Cr203+H20+H+ — H2Cr04+H+ — H2Cr2O7
[0033]离子交换树脂的机理
[0034]2R0H+Cr20广一R2Cr2072>20H2_
[0035]HR+Na. — NaR+H.
[0036]再生机理
[0037]H2SO4 (浓)+2NaR — 2HR+Na2S04
[0038]2Na0H (浓)+R2Cr2O广一2R0H+Na2Cr2 072_
[0039]电镀锡板生产线含铬废水综合无害化处理回用方法，如图I所示，其处理步骤包括：
[0040]( I)将含铬废水收集于储槽，然后通过加压泵组输入过滤装置进行过滤；所述过滤装置最少包括袋式过滤器和活性炭过滤器，所述废水先经袋式过滤器过滤后进入活性炭过滤器进行过滤。其中，上述过滤器的洗脱液返回含铬废水储槽内进行循环处理；
[0041 ] (2)将过滤后的废水输入氧化床进行处理；
[0042]( 3 )将氧化床处理后的废水输入脱铬床进行处理；
[0043](4)将脱铬床处理后的废水输入纯化床进行处理；
[0044](5)将纯化床处理后的废水输入还原床进行处理。
[0045]还原床处理后的废水可以达到国家排放标准，且可以直接回用到电镀锡板生产工序中进行循环利用。
[0046]所述氧化床与酸槽连接，所述酸槽内盛装硫酸，用于对氧化床进行再生清洗，使其可以循坏利用。所述脱铬床与第一再生装置连接，所述第一再生装置内盛装硫酸，用于对脱铬床进行再生清洗，使其可以循坏利用。所述纯化床与第二再生装置连接，所述第二再生装置内盛装氢氧化钠，用于纯化床进行再生清洗，使其可以循坏利用。所述还原床与碱槽连接，所述碱槽内盛装氢氧化钠，用于对还原床进行再生清洗，使其可以循坏利用。所述氧化床和所述脱铬床的再生液(硫酸）与所述纯化床和所述还原床的再生液(氢氧化钠）混合中和后，通过蒸发器蒸发进行处理，铬酸废液先经输送泵预先抽取至中转槽，然后输入过滤装置进行过滤。其中，使用的输送管采用DN80的不锈钢（SUS304)钢管，在输送泵输出部位安装管风冷降温设备，另外还可以设置若干中转槽，在所述中转槽入口位置同样安装管风冷降温设备，确保铬酸废液温度降到40°C以下，以保证交换树脂的活性，维持处理效果。其中，储槽用于收集铬酸废液，并作为工艺缓冲点。
[0047]所述加压泵组主要用于抽取中转槽内含铬废液的液体，为离子交换系统提供运行动力。加压泵组由两台耐腐蚀不锈钢水泵组成，其中一台使用，另一台备用。所述耐腐蚀不锈钢水泵可以是南方泵业股份有限公司的CDLF型泵，且所述加压泵组也用于活性炭过滤器的反洗。
[0048]所述袋式过滤器用于初步去除含铬废液中的固体悬浮物；袋式过滤器由滤袋、滤筐、容器三部分构成，滤袋安装于滤框内，所述滤框安装于所述容器内上部。所述袋式过滤器为一个简便、高效、经济的过滤系统，具有结构新颖合理、密封性好、流通能力强、操作简便等特点。所述袋式过滤器优选过滤精度50微米以上的滤袋，滤袋的材质为尼龙，化学适应性好，易清洗，容器采用SUS304全不锈钢制造。滤袋与滤筐通过吊环螺栓锁合快开式设置。其中，袋式过滤器分两级设置，第一级袋式过滤器的作用是防止原液中大颗粒的固体物泄漏；第二级袋式过滤器是防止活性炭过滤器可能的活性炭破碎物及第一级袋式过滤器被穿透时的多重保护。
[0049]所述活性炭过滤器用于过滤并吸附可能对树脂交换体造成影响的胶体颗粒物。所述活性炭过滤器优选一组钢衬胶罐体的活性炭过滤器，流速设计可以为20m/hr，其为主直径Φ 1250mm的罐体内装填级配石英砂垫层和优质柱状烧结活性炭。当过滤器进出口压差达到一定值（O. 55-0. 75)时，经压差控制器判定，进行反洗，反洗时间5-10min，反洗废水排放至含铬废液的中转槽。活性碳过滤器采用气动阀控制，利用PLC中控实现自动运行和正洗、反洗功能。
[0050]所述氧化床主要作用为将含铬废液中的Cr3+、Cr6+转化为重铬酸根Cr2072_ ;采用一组钢衬胶罐体的氧化床体， 流速设计为20m/hr，罐体直径Φ 1250mm ;装填型号为D72的大孔强酸性阳离子交换树脂，树脂装填量3300升(单罐)。氧化床采用性能较高的逆流再生形式，再生效率高，盐耗是普通固定床的O. 5-0. 75倍。氧化床采用0RP、pH双控检测模式，给出数据以判定树脂失效、再生结束、清洗结束，并由中央控制器采集数据发出指令，达到运行、再生、清洗的自动化运行；再生浓液排至再生液中和槽；清洗液排至清洗液储槽(酸）以提高利用率，清洗时间5-10min。Cl氧化床采用自动控制器、气动阀控制，实现运行和正洗、反洗功能。型号为D72的大孔强酸性阳离子交换树脂，为大孔结构的离子交换树脂，它具有交换容量高，交换速度快，机械强度好等特点，主要用于废水处理和重金属的回收。其理化性能指标如下表：
[0051]
【权利要求】
1.电镀锡板生产线含铬废水综合无害化处理回用方法，其特征在于，其处理步骤包括： (1)将含铬废水输入过滤装置进行过滤； (2)将过滤后的废水输入氧化床进行处理； (3)将氧化床处理后的废水输入脱铬床进行处理； (4)将脱铬床处理后的废水输入纯化床进行处理； (5 )将纯化床处理后的废水输入还原床进行处理。
2.按照权利要求1所述的电镀锡板生产线含铬废水综合无害化处理回用方法，其特征在于，所述过滤装置最少包括袋式过滤器和活性炭过滤器，所述废水先经袋式过滤器过滤后进入活性炭过滤器进行过滤。
3.按照权利要求2所述的电镀锡板生产线含铬废水综合无害化处理回用方法，其特征在于，所述氧化床与酸槽连接，所述酸槽内盛装硫酸，用于对氧化床进行再生清洗。
4.按照权利要求2所述的电镀锡板生产线含铬废水综合无害化处理回用方法，其特征在于，所述脱铬床与第一再生装置连接，所述第一再生装置内盛装硫酸，用于对脱铬床进行再生清洗。
5.按照权利要求2所述的电镀锡板生产线含铬废水综合无害化处理回用方法，其特征在于，所述纯化床与第二再生装置连接，所述第二再生装置内盛装氢氧化钠，用于纯化床进行再生清洗。
6.按照权利要求2所述的电镀锡板生产线含铬废水综合无害化处理回用方法，其特征在于，所述还原床与碱槽连接，所述碱槽内盛装氢氧化钠，用于对还原床进行再生清洗。
7.按照权利要求3、4、5或6所述的电镀锡板生产线含铬废水综合无害化处理回用方法，其特征在于，所述氧化床和所述脱铬床的再生液与所述纯化床和所述还原床的再生液混合中和后，经过蒸发器蒸发处理。
8.按照权利要求1所述的电镀锡板生产线含铬废水综合无害化处理回用方法，其特征在于，所述含铬废水收集于储槽中，然后通过加压泵组输入过滤装置中进行过滤。
【文档编号】C02F9/04GK104163517SQ201310526407
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2013年10月30日
【发明者】魏林宝, 陈显斌, 田森林, 李国雄, 黄友明, 罗振东 申请人:广州太平洋马口铁有限公司