电镀清洗废水的处理方法和处理系统与流程

本发明涉及电镀废水处理技术领域，特别是涉及一种电镀清洗废水的处理方法和处理系统。

背景技术：

电镀清洗废水(electroplatingrinse-wtewater)，是镀件在清洗槽清洗过程中所排出的废水，是电镀废水中的一种。这部分废水的重金属含量不是很高，但仍需要处理才能达标排放，否则会造成水体富营养化、黑臭等污染，严重影响环境。

传统的电镀清洗废水处理方式是与电镀产生的其它废水混合后统一进行处理，如电镀前处理废水、废镀液、工艺设备及其他原因造成的“冒、跑、滴、漏”等废液。目前工业上对电镀废水的处理主要采用化学沉淀法、电解法、吸附法、离子交换法、氧化分解法、微生物分解法以及电化学法等，其中，稍有处理不当，容易造成二次污染，破坏环境等。另外，传统的电镀废水处理方法较为复杂，操作比较困难，成本高，同时净化效率不高。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种电镀清洗废水的处理方法和处理系统，旨在解决现有电镀清洗废水处理净化效率低的问题。

本发明的技术方案如下：

一种电镀清洗废水的处理方法，包括以下步骤：

将待处理的电镀清洗废水的ph值调节至8～10，加入沉淀剂和絮凝剂，搅拌、沉降、过滤，得第一处理液；

将所述第一处理液经过厌氧-好氧活性污泥法处理除去部分还原性物质和氨氮，得到第二处理液；

将所述第二处理液的ph值调节至5～6，然后经过反渗透膜处理除去无机盐和有机物，得到产水和浓水；

将所述浓水进行蒸发结晶脱盐处理。

在其中一些实施例中，所述沉淀剂包括氯化钙(cacl2)，所述絮凝剂包括聚合氯化铝(pac)和聚丙烯酰胺(pam)。

在其中一些实施例中，所述聚合氯化铝和所述聚丙烯酰胺的重量比为(9～10.5):1。

在其中一些实施例中，所述厌氧-好氧活性污泥法处理包括厌氧池处理和好氧池处理；控制所述厌氧池的ph值为7～9、溶解氧＜0.2mg/l、水利停留时间为1h～2h；控制所述好氧池的ph值为7～9、溶解氧为1.8mg/l～2.5mg/l、污泥龄为20d～35d、活性污泥浓度为2000mg/l～6000mg/l、平均流速为0.3m/s～0.5m/s，外回流量为35％～45％。

在其中一些实施例中，所述好氧池处理采用氧化沟污水处理。

在其中一些实施例中，所述将待处理的电镀清洗废水的ph值调节到8～10所采用的ph调节剂为氢氧化钠。

在其中一些实施例中，所述将第二处理液的ph值调节至5～6所采用的ph调节剂为盐酸。

在其中一些实施例中，在所述厌氧-好氧活性污泥法处理和所述反渗透膜处理步骤之间还包括斜管沉淀池处理的步骤。

在其中一些实施例中，采用蒸汽机械再压缩蒸发装置进行所述蒸发结晶脱盐处理，所述蒸汽机械再压缩蒸发装置包括多根换热管，控制每根所述换热管内的液体流速为1.5m/s～3.5m/s。

本发明另一目的在于提供一种电镀清洗废水的处理系统，包括顺序连接的：

预处理装置，包括依次连通的反应池和初沉池，其中，所述反应池中添加有沉淀剂和絮凝剂，以用于与电镀清洗废水发生沉淀反应和絮凝反应；所述初沉池用于经所述沉淀反应和絮凝反应后的废水的沉降；

活性污泥装置(a/o装置)，包括循环连通的厌氧池和好氧池，且所述厌氧池与所述初沉池连通，所述活性污泥装置用于去除经所述预处理装置处理的废水中的部分还原性物质和氨氮；

反渗透膜处理装置(ro装置)，用于去除经所述活性污泥装置处理的废水中的无机盐和有机物；以及

蒸发结晶脱盐处理装置(mvr装置)，用于对经过所述反渗透膜处理装置处理后的废水进行蒸发结晶脱盐处理。

在其中一些实施例中，所述处理系统还包括设于所述活性污泥装置与所述反渗透膜处理装置之间的斜管沉淀池，所述斜管沉淀池用于接收来自所述活性污泥处理装置处理后的废水并进行沉降，以及将沉降处理后的上清液转入反渗透膜处理装置。

在其中一些实施例中，所述处理系统还包括污泥浓缩池，所述污泥浓缩池与所述初沉池和/或所述斜管沉淀池连通，所述污泥浓缩池用于接收来自所述初沉池和/或所述斜管沉淀池的污泥，并进行污泥浓缩。

本发明的原理及优点如下：

1、本发明针对电镀车间清洗废水的水质特点，先通过加入沉淀剂和絮凝剂除去废水中的不溶性物质、胶体和磷酸根离子，上清液和滤液进入a/o系统，去除废水中的大部分还原性物质和氨氮，然后经ro系统膜处理除去废水中的无机盐和有机物，得到产水和浓水，产水达标外排或回用，浓水经过mvr蒸发系统蒸发结晶脱盐后，即可达标排放，减少对环境造成的污染。而且在参考传统工艺方法的基础上结合实际进行创新，提高了废水处理效率和社会经济效益，节能减排。

2、本发明将电镀清洗废水依次通过反应池、初沉池、活性污泥(a/o)装置、斜管沉淀池、反渗透膜处理(ro)装置和蒸发结晶脱盐处理(mvr)装置，即可达标排放，操作简单且效率高。具体地，先将待处理的电镀清洗废水的ph值调至8～10，在反应池中添加沉淀剂cacl2和絮凝剂(pac+pam)，搅拌使沉淀剂与废水中的磷酸根离子反应生成沉淀，生成的沉淀、废水中的悬浮颗粒及胶体等与絮凝剂吸附结合成较大颗粒，废水进入初沉池中沉降，上清液进入a/o系统，浊液进入污泥浓缩池浓缩，底部泥浆过滤脱水后外运，而滤液与沉降后的上清液一并进入a/o系统进行处理，利用厌氧池中的异氧微生物将废水中的大分子有机物分解成甲烷和二氧化碳等小分子而去除部分氨氮，然后进入好氧池，经好氧曝气净化去除废水中的大部分的还原性物质，降低cod，好氧反应结束后，一部分废水回流至厌氧池，一部分进入斜管沉淀池，斜管沉淀池中的污泥再次浓缩后脱水外运，上清液经调节ph值至5～6后，进入ro系统，利用半透膜选择透过性原理进行除盐，再经过mrv系统蒸发浓缩结晶脱盐，达到排放标准。

3、采用ro系统进行膜分离除盐，减少了处理量，并在废水进入ro系统前，将ph值调至5～6，将溶解于废水中的氨氮转化为铵盐离子，大大提高了废水中氨氮的去除效果，提高了系统的出水水质。

4、采用mvr蒸发系统，对废水进行蒸发浓缩结晶除盐，能够有效解决结垢问题，并降低废水处理系统运行的能耗。

5、斜管沉淀池利用了层流原理，比用一般的沉淀池提高了处理能力，缩短了颗粒沉降距离，从而缩短了沉淀时间，增加了沉淀池的沉淀面积，从而提高了处理效率；而且斜管沉淀池的占地面积小。

附图说明

图1为本发明一实施例电镀清洗废水处理系统的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，并给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明一实施方式提供一种电镀车间清洗废水的处理方法，包括以下步骤s10～s40。

s10、将待处理的电镀清洗废水的ph值调节至8～10，加入沉淀剂和絮凝剂，搅拌、沉降、过滤，得第一处理液。

将待处理的电镀清洗废水的ph值调节至8～10后，加入沉淀剂和絮凝剂，搅拌使沉淀剂与废水中的磷酸根离子反应形成沉淀，沉淀以及废水中的不溶性杂质、悬浮胶体等与絮凝剂发生反应、互相吸附结合成较大颗粒物，易于沉降，而后经沉降、过滤去除废水中的磷酸根离子、胶体和不溶性杂质。

在一些实施例中，将待处理的电镀清洗废水的ph值调节到8～10所采用的ph调节剂为氢氧化钠。

在一些实施例中，沉淀剂为氯化钙。

在电镀清洗废水中添加氯化钙去除磷酸根离子的反应式如下：3ca²⁺+2po4^3-＝ca3(po4)2↓。以氯化钙为沉淀剂可以快速的与磷酸根离子形成沉淀，而且不会带入新的污染源。

在一些实施例中，絮凝剂包括聚合氯化铝和聚丙烯酰胺。

在一些实施例中，聚合氯化铝与聚丙烯酰胺的重量比为(9～10.5):1。进一步地，聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的重量比为10:1。

s20、将第一处理液经过厌氧-好氧活性污泥法处理除去部分还原性物质和氨氮，得到第二处理液。

采用a/o法可以很好的去除电镀清洗废水中的大部分还原性物质和氨氮。

在一些实施例中，厌氧-好氧活性污泥法处理包括厌氧池处理和好氧池处理；控制厌氧池的ph值为7～9、溶解氧＜0.2mg/l、水利停留时间为1h～2h；控制好氧池的ph值为7～9、溶解氧为1.8mg/l～2.5mg/l、污泥龄为20d～35d、活性污泥浓度为2000mg/l～6000mg/l、平均流速为0.3m/s～0.5m/s，外回流量为35％～45％。

可以理解，外回流量是指好氧池流向厌氧池的污水量。

具体地，发明人根据电镀清洗废水的cod的去除率确定外回流量为35％～45％，废水回流至厌氧池的过程中有一段缓冲段，能够降低水中溶解氧do的含量，使其对厌氧段不造成影响。

进一步地，好氧池处理采用氧化沟污水处理。

氧化沟污水处理属于延时曝气的活性污泥法，其曝气池呈狭长首尾相连的环形沟渠形状，能够保持连续进出水，氧化沟中所产生的微生物污泥在污水曝气净化的同时能够得到稳定的存活生长，可以简化处理步骤，提高处理效率。

s30、将所述第二处理液的ph值调节至5～6，然后经过反渗透膜处理除去无机盐和有机物，得到产水和浓水。其中产水可以直接外排或回用，浓水进入下一步处理。

将第二处理液进行反渗透膜处理前，将第二处理液的ph值调节到5～6，可以将溶解于第二处理液中的氨分子转化为铵离子，从而使氨氮以铵盐形式存在，大大提高了废水中氨氮的去除效率。

在一些实施例中，将第二处理液的ph值调节至5～6所采用的ph调节剂为盐酸。

s40、将所述浓水进行蒸发结晶脱盐处理。

在一些实施例中，采用蒸汽机械再压缩蒸发装置(mvr装置)进行蒸发结晶脱盐处理，所述蒸汽机械再压缩蒸发装置包括多根换热管，控制每根换热管内的液体流速为1.5m/s～3.5m/s。

发明人经过大量实验发现，将ro浓水与强制循环液混合后经强制循环泵分流至换热管内，将每根换热管内的液体液速控制在1.5m/s～3.5m/s，能够很好的降低结垢概率，以免影响换热效率。当循环液从换热管流动时，循环液被换热管外部蒸汽冷凝所产生的热量加热升温，通过控制换热管内压力使其低于该温度下的饱和蒸汽压力，浓水在换热管内不会沸腾，从而不会蒸发。

在一些实施例中，mvr装置的强制循环泵采用变频(vfd)控制，频率控制在0～50hz。初始启动mvr装置运行时，ro浓水的溶解性总固体(tds)低、比重小，根据浓水的比重及出口压力保持强制循环泵的频率在0～50hz范围内自动调节，可满足循环流量需求。

在一些实施例中，电镀清洗废水的处理方法在厌氧-好氧活性污泥法处理和反渗透膜处理步骤之间还包括斜管沉淀池处理的步骤。

进一步地，斜管沉淀池处理的工艺参数为：0.5t/h的处理量，斜管沉淀池的尺寸为：长×宽×高＝3m×1.5m×2.4m。

本发明另一实施方式提供一种电镀清洗废水的处理系统100，如图1所示，包括顺序连接的预处理装置110、活性污泥装置(a/o装置)120、反渗透膜处理装置(ro装置)140和蒸发结晶脱盐处理装置(mvr装置)150。

其中，预处理装置110用于对待处理的电镀清洗废水进行除磷和不溶性杂质；预处理装置110包括依次连通的反应池111和初沉池113，反应池111中添加沉淀剂和絮凝剂，用于和电镀清洗废水发生沉淀反应和絮凝反应。a/o装置120用于去除经预处理装置处理的废水中的部分cod和氨氮；a/o装置120包括循环连通的厌氧池121和好氧池123，厌氧池121与初沉池113连通。

ro装置140用于去除经a/o装置120处理的废水中的无机盐和有机物。

ro装置140利用半透膜的选择透过性原理进行膜分离除盐，当对半透膜表面的废水施加一定的压力时，废水中的水分子可以透过膜而进入产水侧，而溶解于废水中的无机盐和大分子有机物则被截留去除。其具有出水水质好、运行能耗低、操作维护简单，节省设备投资的特点。

在一些实施例中，ro装置140设有保安过滤器(图未示)。为了提高半透膜对铵离子等的去除和截留作用，废水经过半透膜前由给水泵先输送到保安过滤器，以确保进水水质，避免废水中可能含有的颗粒物对高压泵叶轮和渗透膜片造成冲击磨损和破坏。来自a/o装置120的废水经过保安过滤器后进入到高压泵提升压力后进入到膜分离系统，膜分离后的产水检测达到后可直接外排或回用，而浓水进入mvr装置150进行蒸发浓缩结晶除盐处理。

mvr装置150用于对经过ro装置140处理后的废水进行蒸发浓缩结晶除盐处理。

在一些实施例中，处理系统还包括设于a/o装置120与ro装置140之间的斜管沉淀池130，用于接收来自a/o装置120处理后的废水并进行沉降，以及将沉降处理后的上清液转入ro装置140。

在一些实施例中，斜管沉淀池130的数量可以为1个或多个。

在一些实施例中，处理系统100还包括污泥浓缩池160，污泥浓缩池160与初沉池113和/或斜管沉淀池130分别连通，用于接收来自初沉池113和/或斜管沉淀池130的污泥，并对污泥进行浓缩。

在一些实施例中，处理系统100还包括压滤机170，用于对废水处理过程中产生的污泥进行压滤，压滤后的干泥可进行固体外运。

在一些实施例中，a/o装置120还包括中间池125，用于接收来自好氧池123的废水，并将部分废水回流至厌氧池121，将部分废水送至斜管沉淀池130。

在一些实施例中，好氧池123的设置形式为氧化沟。

氧化沟呈狭长的首尾相连的环形沟渠形状，其中曝气装置采用表面曝气器。如此，采用氧化沟的形式进行延时曝气，保持连续进出水循环，氧化沟中的微生物在污泥中能够得到稳定的存活生长，并在污水曝气净化中发生反应，大大简化了处理步骤。

以下，结合图1对本发明电镀清洗废水的处理工艺进一步说明。

将待处理的电镀清洗废水收集进入反应池111中，磷酸根离子与沉淀剂反应生成沉淀，通过反应池111内的搅拌器搅拌使废水中的悬浮物、胶体和不溶性杂质等与pac、pam迅速发生反应，相互吸附结合成较大颗粒，从而易于沉降。经过反应池111处理后的废水进入初沉池113中，进行沉淀分离，浊液进入污泥浓缩池160，再次浓缩，初沉池113底部的泥浆则通过泥水分离机进行泥水分离，污泥经压滤机170脱水后外运，滤液和上清液经过滤后一并进入a/o装置120的厌氧池121，利用厌氧池121中的异氧微生物将废水中的有机物分解成甲烷和二氧化碳，除去部分氨氮，经过厌氧池121处理的废水进入好氧池123，好氧反应结束后，废水进入中间池125，然后一部分废水连续回流至厌氧池121，一部分进入斜管沉淀池130中进行沉降，沉降后的污泥再次浓缩，经压滤机170脱水后外运，而上清液进入ro装置140。ro装置140通过膜分离除盐工艺对上清液进行膜分离，去除废水中的无机盐和大分子有机物(氨氮)，得到产水和浓水，产水检测合后外排或回用，浓水进和mvr装置150进行蒸发浓缩结晶除盐，固体杂质外运，蒸馏水检测达标排放或回用。

具体地，将ro浓水收集至mvr装置150的原液罐中，经过料液输送泵送到换热器，与蒸馏水进行换热；这样原液被排出系统的高温蒸馏水进行预热，大量回收蒸馏水外排的热量，经过预热后，进入结晶器，结晶器采用盐腿结晶器，预热后的来液废水进入盐腿结晶器的上层流床。略低于沸点温度的来液，呈不饱和状态，切向进入盐腿结晶器的上层流床，与含有大量细小晶体过饱和循环液，可有助于消除细晶，减少参与循环。

加热后的循环液从加热器流出到低压的分离室中，由于分离室压力骤然降低，高温浓水在此发生闪蒸，浓水在此得到浓缩，达到工艺要求的浓缩倍数后，进入离心机分离，固体外运，离心后的母液回来原液罐中。

分离室产生的二次蒸汽，通过设有非常充分的液/汽分离面积和分离高度，并且设置有两层高效除雾系统，一层采用折板式除雾器，二层采用丝网式除雾器。并设有plc自动控制定期产品水清洗除雾网设置，可以保证长时期处理水量和出水水质稳定。

二次蒸汽经过高效除雾系统后，进入洗气系统，经过洗气后的二次蒸汽被压缩机抽出进行升温升压，提温后的蒸汽作为加热器的蒸发热源。

加热器冷凝的蒸馏水，储存在蒸馏水罐，由蒸馏水泵输送与来液废水进行换热后排出系统。

实施例1电镀车间清洗废水处理工艺

电镀清洗废水中含磷40mg/l。

将电镀清洗废水依次经过反应池、初沉池、厌氧池、好氧池、中间池、斜管沉淀池、ro装置和mvr装置进行处理后排放，具体各阶段的工艺参数为：

反应池：在反应池中加入液碱，将废水的ph值调至10，再加入cacl2，絮凝剂pac和pam，搅拌反应。

厌氧池：控制ph值为7.5，溶解氧＜0.2mg/l、水利停留时间为2h。

好氧池：控制ph值为8.5、溶解氧为1.9mg/l、水利停留时间30h、污泥龄为30d、活性污泥浓度为4000mg/l，平均流速0.3m/s，外回流量为40％。

斜管沉淀池：0.5t/h的处理量，斜管沉淀池的尺寸为长×宽×高＝3m×1.5m×2.4m。

ro装置：进入ro装置前添加盐酸调节进水ph值为5.5。

mvr装置：控制换热管的流速为2.5m/s。

处理结束后，对排出系统的蒸馏水进行检测，总磷含量为0.05mg/l，其余cod、氨氮等指标达均达到排放标准。

实施例2

电镀清洗废水中含磷48mg/l。

实施例2与实施例1的处理工艺流程相同，不同之处在于各阶段的工艺参数有所不同，具体如下：

反应池：在反应池中加入液碱，将废水的ph值调至8，再加入cacl2，絮凝剂pac和pam，搅拌反应。

厌氧池：控制ph值为7，溶解氧＜0.2mg/l、水利停留时间为2h。

好氧池：控制ph值为7.5、溶解氧为2.2mg/l、水利停留时间40h、污泥龄为32d、活性污泥浓度为3500mg/l，平均流速0.35m/s，外回流量为45％。

斜管沉淀池：

ro装置：进入ro装置前添加盐酸调节进水ph值为6。

mvr装置：控制换热管的流速为3.5m/s。

处理结束后，对排出系统的蒸馏水进行检测，总磷含量为0.06mg/l，其余cod、氨氮等指标达均达到排放标准。

实施例3

电镀清洗废水中含磷35mg/l。

实施例3与实施例1的处理工艺流程相同，不同之处在于各阶段的工艺参数有所不同，具体如下：

反应池：在反应池中加入液碱，将废水的ph值调至9，再加入cacl2，絮凝剂pac和pam，搅拌反应。

厌氧池：控制ph值为9，溶解氧＜0.2mg/l、水利停留时间为1.5h。

好氧池：控制ph值为7.5、溶解氧为2.2mg/l、水利停留时间20h、污泥龄为22d、活性污泥浓度为3500mg/l，平均流速0.35m/s，外回流量为35％。

斜管沉淀池：

ro装置：进入ro装置前添加盐酸调节进水ph值为6。

mvr装置：控制换热管的流速为3.5m/s。

处理结束后，对排出系统的蒸馏水进行检测，总磷含量为0.05mg/l，其余cod、氨氮等指标达均达到排放标准。

对比例1

电镀清洗废水中含磷40mg/l。

对比例1与实施例1的处理工艺流程相同，不同之处在于反应池的工艺参数有所不同，具体如下：

反应池：在反应池中加入液碱，将废水的ph值调至10，再加入絮凝剂pac和pam，搅拌反应。

处理结束后，对排出系统的蒸馏水进行检测，总磷含量为5mg/l，未达到排放标准。

对比例2

电镀清洗废水中含磷40mg/l。

对比例2与实施例1的处理工艺流程相同，不同之处在于反应池的工艺参数有所不同，具体如下：

反应池：在反应池中加入液碱，将废水的ph值调至7.5，再加入氯化钙、絮凝剂pac和pam，搅拌反应。

处理结束后，对排出系统的蒸馏水进行检测，总磷含量为3.5mg/l，未达到排放标准。

对比例3

电镀清洗废水中含磷40mg/l。

对比例3与实施例1的处理工艺流程相同，不同之处在于ro装置的工艺参数有所不同，具体如下：

ro装置：进入ro装置前添加盐酸调节进水ph值为6.5。

处理结束后，对排出系统的蒸馏水进行检测，总磷含量为0.05mg/l，氨氮含量为30mg/l，未达到排放标准。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。