一种氨基磺酸钴化学镀清洗废水零排放处理工艺的制作方法

本发明涉及废水处理，特别是涉及一种氨基磺酸钴化学镀清洗废水零排放处理工艺。

背景技术：

1、化学镀钴是指在高温下通过化学作用，将钴离子催化还原成为金属钴，沉积在镀件表层，形成镀层。化学镀钴可获得各种十分不同的磁性能，所以广泛用于记忆存储器元件。化学镀钴在ni(oh)2及泡沫镍上化学镀钴，可明显改善ni—mh电池的大电流放。

2、化学镀钴液中含有大量的还原剂、络合剂和稳定剂等。化学镀钴废水主要来源于化学镀钴生产过程中的镀件清洗，其主要污染指标为络合钴(氨基磺酸钴)、cod、氨氮等。

3、随着社会工业化的快速发展，各种工业生产过程中大量重金属进入生态系统，引起严重的环境污染和资源浪费。钴离子是废弃物中常见的有毒有害重金属物质之一，其毒性大于汞、镉、铅、砷及铬，仅次于甲基汞。同时，钴产生毒效应的浓度范围很低，且具有生物积累性，极难降解消除。随着钴的使用日益增多，钴及其化合物大量进入环境，已经严重威胁到人体健康。因此，钴及其化合物已被列入水体优先控制污染物黑名单和我国地表水环境质量标准的监测指标体系。

4、中国专利cn111573991a公开一种化学镀综合废水处理方法，包括以下步骤：(1)废水除浮油，悬浮物；(2)废水氧化；(3)砂滤；(4)离子交换；(5)调节水质：步骤1和4中处理后的废水与发黑水和生活污水在调节池内曝气16-24h；(6)ao工艺；(7)接触氧化：经ao工艺处理后的废水进入接触氧化池，经鼓风机提供曝气，废水在接触氧化池内反应12-15h；(8)沉淀过滤；(9)污泥处理。该发明通过将各股生产废水先进行分质预处理，去除一类污染物，降低处理原水水质浓度。但是，该发明还存在以下缺点：(1)出水水质指标仅仅能够满足污染物排放标准；(2)若用于化学镀钴废水的处理，没有回收钴资源，造成钴资源浪费；(3)对于重点控制流域，没有回收水资源，造成水资源浪费。

5、中国专利cn108004406a公开了一种含镍钴废液处理工艺，所述含镍钴废液处理工艺包括：步骤s1：向含镍钴废液中加入中和剂以沉淀杂质形成废渣和富镍钴矿浆；步骤s2：采用超重力分级装置分离出富镍钴矿浆与废渣。该发明的含镍钴废液处理工艺，采用石灰乳沉淀的方法回收含镍钴原料浸出除杂后的镍钴有价金属，沉淀后采用超重力分级装置进一步富集镍钴。但是，该发明还存在以下缺点：(1)采用石灰乳沉淀的方法回收含镍钴，镍钴的纯度无法保证，适用性不理想；(2)无法用于化学镀钴废水的处理，化学镀工艺需加入大量络合剂使金属能稳定附着在材料表面，形成稳定而有效的镀层，但过量的络合物会与重金属离子发生反应产生稳定的螯合物，传统的重金属离子去除方法（中和）已无法将其有效去除；(3)对于重点控制流域，没有回收水资源，造成水资源浪费。

6、为了回收废水中有价元素、废水达标排放和减少固废排放，美国tulsion采用ch-90是一款螯合大孔阳离子交换树脂，可以广泛应用在氯碱行业溶液净化，pta行业中回收钴镁，电镀、化学镀废液以及漂洗水中去除或者回收重金属，甚至从edta螯合剂中去除钴镍铜等重金属，可将重金属精度做到0.1mg/l以下，达到废水排放标准，但该进口离子交换树脂价格贵，投资费用高，适用条件苛刻，运行费用甚高。

7、因此，亟需开发一种氨基磺酸钴化学镀清洗废水零排放处理工艺。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种氨基磺酸钴化学镀清洗废水零排放处理工艺。化学镀工艺需加入大量络合剂使金属能稳定附着在材料表面，形成稳定而有效的镀层，但过量的络合物会与重金属离子发生反应产生稳定的螯合物，传统的中和方法已无法将其有效去除。本发明中氨基磺酸钴化学镀清洗废水依次进入调节池、杂质过滤器、化学氧化装置，在化学氧化装置中利用次氯酸钠氧化废水中氨氮，从而破坏氨基磺酸钴的形态，成为简单的钴离子废水，进而在下一步的常规钠离子交换器中，交换吸附钴离子，再生洗脱液为高浓度的钴溶液，去碱沉淀达到回收钴资源的目的。

2、本发明为实现上述目的，采取以下技术方案予以实现：

3、一种氨基磺酸钴化学镀清洗废水零排放处理工艺，包括以下步骤：

4、（1）氨基磺酸钴化学镀清洗废水进入调节池，调节水量、均匀水质；

5、（2）进入杂质过滤器，去除废水中的浮油和悬浮物颗粒；

6、（3）进入化学氧化装置，利用次氯酸钠氧化废水中氨氮，破坏氨基磺酸钴的形态，成为简单的钴离子废水，控制废水的ph值为6.2~7.8；

7、（4）钴离子废水进入钠离子交换器，交换吸附钴离子，钠离子交换器的再生洗脱液去碱沉淀回收钴资源；所述钠离子交换器为含水球状弱酸型钠型阳离子交换树脂，结构为大孔型交叉键结聚苯乙烯，带有亚氨基二乙酸官能基；

8、（5）钠离子交换器出水经保安过滤器去除可能的树脂碎屑后，进入海淡ro装置，进一步去除水中的总溶解性固体；海淡ro装置产出淡水回用于生产，产出浓水总溶解性固体量大于15000~25000 mg/l；

9、（6）海淡ro装置产出浓水进入蒸发装置，蒸发后得废盐和冷凝水，冷凝水回用于海淡ro装置。

10、优选地，步骤（3）中利用次氯酸钠氧化废水中氨氮，破坏氨基磺酸钴的形态，成为简单的钴离子废水，具体是：1）废水进入氧化槽，设置废水的orp范围在700±30mv，自动投加次氯酸钠；2）废水进入还原槽，设置废水的orp范围在200±30mv，余氯通过自动投加焦亚硫酸钠还原剂去除；其中，步骤1）重复0~1次。

11、优选地，步骤（3）中，当质量（次氯酸钠）/质量（氨氮）值为10:1和11:1时，出水氨氮质量浓度分别小于10 mg /l和 6 mg /l。

12、优选地，步骤（4）中，所述钠离子交换器的粒径大小0.3~1.2mm，总交换容量1.0meq/ml (h)，膨胀系数h→na 25%，含水份45~50%，ph操作范围 0~14；操作工况如下：操作温度≤80℃，流速8~20bv/hr，逆洗膨胀空间50~70%，逆洗流速7~9 bv/hr，再生酸为4~6wt%的hcl或者2~3wt%的h2so4，再生流速3.5~4.5 bv/hr，再生酸药剂量为hcl：140~180 g/l或者h2so4：180~240g/l，慢洗流速为3.5~4.5bv/hr，转成na离子流速4.5bv/hr，碱药量naoh：40~140 g/l，慢洗流速为3 .5~4.5 bv/hr；再生洗脱液为硫酸钴或氯化钴溶液，常温下硫酸钴的质量浓度大于20%，常温下氯化钴的质量浓度大于30%，去碱沉淀回收钴资源。

13、优选地，步骤（1）中所述的调节水量、均匀水质具体是：废水停留时间不小于8小时，以有效调节水量；调节池内设有空气搅拌装置，曝气量按0.6ｍ3／（ｍ2·ｈ），定时运行，以有效调匀水质。

14、优选地，步骤（2）中所述杂质过滤器分为二级，一级杂质过滤器精度为100um，以去除100um以上的浮油和悬浮物颗粒；二级杂质过滤器精度为20um，以去除100um以下、20um以上的浮油和悬浮物颗粒。

15、优选地，所述杂质过滤器设有自动压缩空气反冲洗装置，压缩空气压力5kgf/cm2以上，流量 500l/min以上，为无杂质及干燥压缩空气。

16、优选地，步骤（5）中，海淡ro装置产出淡水总溶解性固体量≤100~150mg/l。

17、优选地，步骤（6）中，所述蒸发装置采用机械式蒸汽再压缩（mvr）蒸发器。

18、优选地，步骤（6）中，所述废盐委外处置。

19、与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

20、本发明是一种化学镀钴废水的资源化处理工艺，特别是氨基磺酸钴化学镀清洗废水零排放处理工艺。

21、本发明在化学氧化装置中利用次氯酸钠氧化废水中氨氮，从而破坏氨基磺酸钴的形态，成为简单的钴离子废水，进入常规钠离子交换器中，交换吸附钴离子，再生洗脱液为高浓度的钴溶液，去碱沉淀达到回收钴资源的目的。该工艺技术上切实可行，经济上合理，回收的钴资源纯度高，从而具有高价值。

22、本发明处理后的废水完全符合城市污水再生利用工业用水水质（gb19923-2005）中工艺与产品用水中要求，可以回用于生产，符合重点控制流域对于有效回收水资源的要求，实现了零排放。

23、本发明能够有效回收钴资源，处理含钴废水的同时回收了贵金属钴，既环保又经济。