含氰铬电镀混合废水的处理方法和装置与流程

本发明主要涉及重金属废水处理领域，尤其涉及一种含氰铬电镀混合废水的处理方法和装置。

背景技术：

电镀行业中，由于生产工艺、管理、操作等原因，目前难以实现多路单一废水的完全分流收集，如含氰废水、含铬废水、含镍废水等，因此存在有大量含氰化物和铬、铜、镍、锌等重金属离子以及氰铜、焦铜等络合物多种成分的电镀混合废水。尤其是含氰、铬电镀混合废水，水质复杂，处理难度大。

中国专利公开号cn101811806a提供了一种电镀工业混合废水的处理方法，使用氧化亚铁还原六价铬、好氧生化处理、次氯酸钠破氰等工艺，过程中采用两步沉淀处理，出水水质达到gb21900-2008的表2排放标准，部分指标达到表3排放标准。这种方法既使用还原剂又用氧化剂，造成药剂相互消耗的浪费，而且无法达到目前需要的表3标准。

中国专利公开号cn101186419a提供了一种电镀混合废水处理方法，方法中依次包括分解还原处理、内电解还原处理、中和沉淀处理以及复式吸附处理，废水中铜、镍、锌、铬和codcr等去除率大都在96％以上。但该方法过程复杂，控制操作困难。

中国专利公开号cn101200328a公开了一种空气氧化法处理电镀混合废水工艺，采用亚硫酸盐酸性条件还原六价铬，碱性条件再亚硫酸盐存在下曝气破氰处理，沉淀出水达到《污水综合排放标准》gb8978-1996表1及表4一级标准，但是无法达到目前的gb21900-2008《电镀污染物排放标准》中最严格排放标准，即表3标准。

总而言之，采取一般的水质处理方法难以使排水满足gb21900-2008《电镀污染物排放标准》要求的排放新标准，尤其是针对需要采取特别保护措施地区企业执行的表3水污染特别排放限值标准。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种含氰铬电镀混合废水的处理方法和装置，可以提高处理效果。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种含氰铬电镀混合废水的处理方法，包括以下步骤：在所述废水的ph值处于8.0-10.0的条件下，加入亚硫酸盐，进行曝气反应；调节所述废水的ph值至2.5-3.0，使得所述废水中剩余的亚硫酸盐将所述废水中的六价铬还原为三价铬；调节所述废水的ph值至8.0-10.0，投入絮凝剂进行沉淀；以及进行固液分离以得到上清液。

在本发明的一实施例中，所述亚硫酸盐的投加浓度为所述废水的总氰浓度的7-10倍。

在本发明的一实施例中，上述方法还包括将固液分离后的上清液进行离子交换吸附以吸附所述上清液中的金属离子。

在本发明的一实施例中，上述方法还包括将离子交换吸附的出水的ph值调节到6.0-9.0。

在本发明的一实施例中，所述亚硫酸盐包括亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠或其组合。

本发明还提出一种含氰铬电镀混合废水的处理装置，包括：反应器，用于容纳所述废水；ph值调节机构，用于向所述反应器加入酸或碱以调节所述废水的ph值；ph值传感器，设于所述反应器内以测量所述废水的ph值；药剂添加机构，用于分别向所述反应器加入亚硫酸盐和絮凝剂；以及排放机构，用于排出所述反应器中经过沉淀后的上清液。

在本发明的一实施例中，上述装置还包括ph值仪表和控制器，所述ph值仪表连接所述ph值传感器，所述控制器连接所述ph值仪表、ph值调节机构和药剂添加机构，所述控制器被配置为：在所述废水的ph值处于8.0-10.0的条件下，控制所述药剂添加机构加入亚硫酸盐；控制所述ph值调节机构调节所述废水的ph值至2.5-3.0；控制所述ph值调节机构调节所述废水的ph值至8.0-10.0，且控制所述药剂添加机构投入絮凝剂。

在本发明的一实施例中，上述装置还包括离子交换柱，连接所述排放机构，用于将所述上清液进行离子交换吸附以进一步吸附金属离子。

在本发明的一实施例中，上述装置还包括流量计，设于所述药剂添加机构上，用以检测所添加的药剂的流量。

在本发明的一实施例中，上述装置还包括搅拌器，设于所述反应器中。

与现有技术相比，本发明利用一种药剂在不同ph条件下的氧化性和还原性，完成了氰的被氧化和六价铬的被还原，实现了氰、铬和其他重金属离子的处理。因此本发明具有如下优点：

1、处理效果好，处理效果稳定；

2、流程操作简单，运行管理方便，整体工艺中只存在一步沉淀；

3、运行费用低，药剂来源广泛易得，价格低廉，能有效节约废水处理成本。

附图说明

图1是本发明一实施例的含氰铬电镀混合废水的处理装置示意图。

图2是本发明一实施例的含氰铬电镀混合废水的处理方法流程图。

图3是本发明另一实施例的含氰铬电镀混合废水的处理方法流程图。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

应当理解的是，当单元或模块被描述为“连接”、“耦接”(couple)其它单元、模块或块时，其可以指直接连接或耦接，或者与其它单元、模块或块通信，或者可以存在中间的单元、模块或块，除非上下文明确指明其它方式。本文所使用的术语“和/或”可包括一个或多个相关列出项目的任意与所有组合。

从原理上来看，为了应对变化不定的废水成分，确保废水达标，提高药剂的投加量是必要的。然而，过量的添加并不能确保出水的达标。以混合氰铬废水处理为例，如果本身是酸性废水，首先添加还原剂将六价铬还原三价铬，为了使所有六价铬还原，必须加入过量的还原剂，然后将废水调至碱性且添加氧化剂破解氰，但由于第一步添加的还原剂过量，后加入的氧化剂必须在消耗完多余的还原剂的基础上再添加氧化剂才可以破解氰化物。这一方面造成药剂的相互消耗增加成本，另一方面氧化剂在破解氰的同时把已经被还原成三价铬的又少量氧化成六价铬，造成出水铬超标。因此常规的处理方法，普遍的环保难题是无法达到gb21900-2008《电镀污染物排放标准》中最严格排放标准，即表3标准的。

本发明的实施例描述含氰铬电镀混合废水的处理方法和装置，可以提高处理效果，并且减少药剂消耗。

含氰铬电镀混合废水的处理装置

图1是本发明一实施例的含氰铬电镀混合废水的处理装置示意图。参考图1所示，本实施例的一种含氰铬电镀混合废水的处理装置100包括反应器101、ph值调节机构102、药剂添加机构103、ph值传感器104、控制系统105、搅拌器106、进水机构107以及排水机构108。反应器101用于容纳废水。废水可以通过例如进水机构107引入到反应器101中。进水机构107上可设置阀门(图未示)以控制废水的引入。ph值调节机构102用于向反应器101加入酸或碱以调节废水的ph值。ph值调节机构102例如可以具有管路102a和控制阀102b。控制阀102b设置在管路102a上，可以控制管路102a上流体的流动。ph值调节机构102的加药口可以是一个或者多个，相应地，控制阀102b也可以是一个或多个。ph值传感器104设于反应器101内以测量废水的ph值。控制系统105内设有ph值仪表和控制器，控制器可连接ph值仪表。ph值传感器104测量的结果可以传送给仪表，通过ph值仪表传输给控制器。药剂添加机构103用于分别向反应器101加入亚硫酸盐和絮凝剂。药剂添加机构103例如可以具有管路103a和控制阀103b。控制阀103b设置在管路103a上，可以控制管路103a上流体的流动。药剂添加机构103的加药口可以是一个或者多个，相应地，控制阀103b也可以是一个或多个。搅拌器106设于反应器101中，可以在反应过程中进行搅拌，以便使反应更为充分。可以理解，搅拌器106的设置是可选的。排放机构108用于排出反应器101中经过沉淀后的上清液。排放机构108上可设置阀门(图未示)以控制上清液的排出。

控制器，其连接ph值仪表、ph值调节机构102、和药剂添加机构104。控制器可以监测和控制处理装置的运作。例如控制器可以通过ph值仪表从ph值传感器104获得废水的ph值。又如，控制器可以在ph值传感器104的反馈下，控制ph值调节机构102加入酸或碱，以调节废水的ph值。再者，控制器可以在适当的时机控制药剂添加机构104加入亚硫酸盐，或者加入絮凝剂，以控制处理的进程。处理装置100还可包括流量计，设于药剂添加机构103上，用以检测所添加的药剂的流量。

上文所描述的各个执行机构，均可连接到控制系统105内的控制器，由控制器统一控制。

此外，本领域技术人员可以理解，控制器可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以硬件实施为例，控制器可以是可编程控制器(plc)。

处理装置100还可包括离子交换柱(图未示)，连接排放机构108，用于将反应得到的上清液进行离子交换吸附以进一步吸附金属离子。离子交换柱内的离子交换树脂可为强酸性或弱酸性阳离子树脂。

含氰铬电镀混合废水的处理方法

图2是本发明一实施例的含氰铬电镀混合废水的处理方法流程图。本处理方法可以在图1所示的装置中实施，也可以在其他装置中实施，只要该装置满足方法实施的条件。参考图2所示，本实施例的方法可包括如下步骤。

在步骤201，在废水的ph值处于8.0-10.0的条件下，加入亚硫酸盐，进行曝气反应。

在此步骤中，需要先确保废水的ph值处于所需要的ph值范围内。为此，可先行检测废水的ph值。以图1为例，可由ph值传感器104检测废水ph值，传送给控制系统105中的ph值仪表，并进一步传送给控制器，由控制器根据此废水的ph值决定是否需要调节废水的ph值。如果当前ph值已经落在8.0-10.0内，则无需调节，否则，控制器可指示ph值调节机构102将废水的ph值调节到8.0-10.0的范围内，在调节过程中可由ph值传感器104反馈ph值给控制器，以便控制器知晓ph值是否已经调节到位。

在此步骤中，亚硫酸盐的投加量可根据要去除的氰的浓度来设置。举例来说，亚硫酸盐的投加浓度为废水的总氰浓度的7-10倍。亚硫酸盐的投加方式可为一次投加或者多次投加。以多次投加为例，第一次可投加总量的50％，第二次可投加30％，第三次可投加20％。在加入亚硫酸盐后，曝气反应30～60min。以图1为例，可由控制器指示药剂添加机构103加入亚硫酸盐。亚硫酸盐可包括亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠或其组合。

在步骤202，调节废水的ph值至2.5-3.0，使得废水中剩余的亚硫酸盐将废水中的六价铬还原为三价铬。

在此步骤中，可以先调节废水的ph值至酸性区间2.5-3.0。以图1为例，可由控制器指示ph值调节机构102将废水的ph值调节到2.5-3.0的范围内。在调节过程中可由ph值传感器104反馈ph值给控制器，以便控制器知晓ph值是否已经调节到位。

在此步骤中，在酸性条件下利用步骤301中过量的亚硫酸盐还原六价铬为三价铬。这样，无需加入新的药剂。

在步骤203，调节废水的ph值至8.0-10.0，投入絮凝剂进行沉淀。

在此步骤中，调节废水的ph值至碱性，以便三价铬形成沉淀。沉淀时间可为30～120min。以图1为例，可由控制器指示ph值调节机构102将废水的ph值调节到8.0-10.0的范围内。在调节过程中可由ph值传感器104反馈ph值给ph值仪表，以便控制器知晓ph值是否已经调节到位。再者，可由控制器指示药剂添加机构103加入絮凝剂。在一个实施例中，絮凝剂为聚丙烯酰胺。

在步骤204，进行固液分离以得到上清液。

在此步骤中，将废水中的液体与沉淀进行固液分离，从而得到上清液，上清液可以输出到下一工序。以图1为例，控制器可以控制排放机构107排出上清液。

本实施例利用一种药剂在不同ph条件下的氧化性和还原性，完成了氰的被氧化和六价铬的被还原，实现了氰、铬和其他重金属离子的处理。因此本实施例具有如下优点：

1、处理效果好，处理效果稳定；

2、流程操作简单，运行管理方便，整体工艺中只存在一步沉淀；

3、运行费用低，药剂来源广泛易得，价格低廉，能有效节约废水处理成本。

图3是本发明另一实施例的含氰铬电镀混合废水的处理方法流程图。本处理方法可以在图1所示的装置中实施，也可以在其他装置中实施，只要该装置满足方法实施的条件。参考图3所示，本实施例的方法可包括如下步骤。

在步骤301，在废水的ph值处于8.0-10.0的条件下，加入亚硫酸盐，进行曝气反应。

在此步骤中，需要先确保废水的ph值处于所需要的ph值范围内。为此，可先行检测废水的ph值。以图1为例，可由ph值传感器104检测废水ph值，传送给控制系统105中的ph值仪表，ph值仪表进一步传送给控制器，由控制器根据此废水的ph值决定是否需要调节废水的ph值。如果当前ph值已经落在8.0-10.0内，则无需调节，否则，控制器可指示ph值调节机构102将废水的ph值调节到8.0-10.0的范围内，在调节过程中可由ph值传感器104反馈ph值给ph值仪表，以便控制器知晓ph值是否已经调节到位。

在此步骤中，亚硫酸盐的投加量可根据要去除的氰的浓度来设置。举例来说，亚硫酸盐的投加浓度为废水的总氰浓度的7-10倍。亚硫酸盐的投加方式可为一次投加或者多次投加。以多次投加为例，第一次可投加总量的50％，第二次可投加30％，第三次可投加20％。在加入亚硫酸盐后，曝气反应30～60min。以图1为例，可由控制器指示药剂添加机构103加入亚硫酸盐。亚硫酸盐可包括亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠或其组合。

在步骤302，调节废水的ph值至2.5-3.0，使得废水中剩余的亚硫酸盐将废水中的六价铬还原为三价铬。

在此步骤中，可以先调节废水的ph值至酸性区间2.5-3.0。以图1为例，可由控制器指示ph值调节机构102将废水的ph值调节到2.5-3.0的范围内。在调节过程中可由ph值传感器104反馈ph值给ph值仪表，以便控制器知晓ph值是否已经调节到位。

在此步骤中，在酸性条件下利用步骤301中过量的亚硫酸盐还原六价铬为三价铬。这样，无需加入新的药剂。

在步骤303，调节废水的ph值至8.0-10.0，投入絮凝剂进行沉淀。

在此步骤中，调节废水的ph值至碱性，以便三价铬形成沉淀。沉淀时间可为30～120min。以图1为例，可由控制器指示ph值调节机构102将废水的ph值调节到8.0-10.0的范围内。在调节过程中可由ph值传感器104反馈ph值给仪表，以便控制器知晓ph值是否已经调节到位。再者，可由控制器指示药剂添加机构103加入絮凝剂。在一个实施例中，絮凝剂为聚丙烯酰胺。

在步骤304，进行固液分离以得到上清液。

在此步骤中，将废水中的液体与沉淀进行固液分离，从而得到上清液，上清液可以输出到下一工序。以图1为例，控制器可以控制排放机构107排出上清液。

在步骤305，将固液分离后的上清液进行离子交换吸附以吸附上清液中的金属离子。

在此步骤中，上清液可经阳离子交换树脂吸附微量的金属离子，从而使得金属离子浓度可以达到排放标准。

在步骤306，将离子交换吸附的出水的ph值调节到6.0-9.0。

在此步骤中，在6.0～9.0范围内的ph值达到排放标准，可以排出。可以理解的是，当不需要将出水排放时，这一步骤是可以省略的。

本实施例利用一种药剂在不同ph条件下的氧化性和还原性，完成了氰的被氧化和六价铬的被还原，实现了氰、铬和其他重金属离子的处理。因此本实施例具有如下优点：

1、处理效果好，处理效果稳定；

2、出水各主要污染因子完全达到gb21900-2008《电镀污染物排放标准》中最严格排放标准；

3、流程操作简单，运行管理方便，整体工艺中只存在一步沉淀；

4、运行费用低，药剂来源广泛易得，价格低廉，能有效节约废水处理成本；

5、离子交换设备运行再生自动方便；

6、设备可以全自动运行。

上述各实施例的方法的其他细节可参考前文结合处理装置的描述，在此不再展开。

在此使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的方法所执行的操作。应当理解的是，前面的操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，或将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。例如，对本申请而言，步骤306可以省略。

实施示例

某五金镀饰有限公司实际混合废水，原水ph值1.97，加碱将废水ph值调至9.0，分三次投加焦亚硫酸钠320mg/l，10l/h曝气反应60min；将ph调至3以下，反应数分钟，使六价铬还原，再加碱至ph值9以上，投加适量絮凝剂pam，沉淀上清液过阳离子树脂；树脂出水经酸碱调节至6.0～9.0，排放。原水及排水水质情况见表1：

表1

表1结果显示，排水中总氰化物及重金属浓度均达到gb21900-2008最严格排放标准。

实施例2：

电镀有限公司实际混合废水，原水ph值0.46，直接投加亚铁盐折合亚铁离子浓度100mg/l，机械搅拌反应20min；加碱将废水ph值调至9.0，分三次投加焦亚硫酸钠733mg/l，40l/h曝气反应60min；投加适量絮凝剂pam，ph值9.0沉淀；沉淀上清液过阳离子树脂；树脂出水经酸碱调节至6.0～9.0，排放。原水及排水水质情况见表2：

表2

表2结果显示，排水中总氰化物及重金属浓度均达gb21900-2008最严格排放标准。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。