一种综合电镀废水中重金属去除的处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种综合电镀废水中重金属去除的处理方法，属于工业废水处理技术 领域。
【背景技术】
[0002] 电镀是利用电化学的方法对金属和非金属表面进行装饰、防护及获取某些新性能 的一种工艺过程。电镀行业中，常用的镀种有镀镍、镀铜、镀铬、镀锌等。在电镀过程中，为了 保证电镀产品的质量，使金属镀层具有平整光滑的良好外观并与镀件牢固结合，必须在镀 前把镀件表面上的污物(油、锈、氧化皮等)彻底清理干净，并在镀后把镀件表面的附着液清 洗干净。因此，电镀生产过程中必然排出大量废水。而电镀废水的来源比较广泛，一般包括 以下几种:①镀件清洗废水;②电镀废液;③其它废水，包括冲刷车间地面、刷洗地板以及通 风设备冷凝水和由于镀槽渗漏或操作管理不当造成的跑、冒、滴、漏的各种槽液和排水;④ 设备冷却水，设备冷却水在使用过程中除降温以外，一般没有受到重金属的污染。其中，镀 件清洗水是电镀废水的主要来源，几乎占车间废水排放量的80 %以上。由于镀件功能要求 不同，镀种、镀液组分、操作方式、工艺条件等也不同，因此，电镀废水的污染物很复杂，主要 含有铬、铜、镍、铅、金、银、镉等金属离子，其中，含有的铬、铜、镍、锌等重金属离子和氰化物 等毒性较大，有些属于致癌、致畸、致突变的剧毒物质，对人类危害极大。目前，根据电镀废 水种类不同，在溶液中存在的形态各异，根据性质分为含氰废水、含铬废水、含铜废水、重金 属废水、酸碱废水和混合废水等等。对于综合废水的处理，如现有期刊发表的综合电镀废水 处理技术的实施研究（刘世德等人，工业水处理，第30卷第3期，2010年3月）通过选采用酸 化-氧化破络处理，使金属离子游离出来再进行沉淀工艺分离，再进行正交实验对条件进行 优化而得到。但处理效果并不理想。显然，传统的方法化学沉淀法显然已经无法完全达到环 保要求，而DTC类重金属捕集剂是在新的环保理念和思潮不断涌现的背景下产生的，它摒弃 了传统的理念，从新的角度开发利用其它行业的成熟技术，成功的将捕集技术应用到环保 工作中，并应用较廉价的材料，合成出有机捕集产品，这符合环保工作的宗旨，具有相当的 推广价值和持久的生命力。鉴于我国电镀废水的污染现状及处理方法存在的问题，在借鉴 国外研究工作的基础上，国内在上世纪90年代未开始进行二硫代氨基甲酸盐及衍生物 (DTC)的研究，但是，由于采用DTC类重金属捕集剂的研究起步较晚，对其应用的影响因素、 适用范围还缺乏系统的研究，尤其在重金属捕集产物的稳定性及捕集剂排入环境后的生物 毒性方面的研究还存在空白。尤其，是对综合电镀废水的处理，本发明旨在研究一种新的处 理方法，能够实现对综合电镀废水中铜、铬和镍重金属的综合处理。
【发明内容】
[0003] 本发明针对以上现有技术中存在的缺陷，提供一种综合电镀废水中重金属去除的 处理方法，解决的问题是如何实现综合电镀废水中的重金属，且使整体重金属的去除率较 好的效果。
[0004] 本发明的目的是通过以下技术方案得以实现的，一种综合电镀废水中重金属去除 的处理方法，该方法包括以下步骤：
[0005] A、在综合电镀废水中加入重金属离子捕集剂，调节废水的pH值至3-7,然后，再控 制温度在20°C~30°C的条件下进行充分反应后使电镀废水中的重金属与重金属离子捕集 剂形成螯合物;所述综合电镀废水中含有铜、铬和镍重金属；
[0006] B、再加入絮凝剂进行絮凝，絮凝过程中保持体系的pH值为3-7,再静置沉淀后，过 滤除去沉淀物，得到去除铜离子后的电镀废水，然后，调pH值至中性后再排放。
[0007] 由于综合电镀废水中含有铜、铬和镍等多种重金属，而不同金属对于重金属离子 捕集剂反应的体系并不完全相同，从而使其对于不同的重金属的螯合效果不同，与单一重 金属去除不同，为了保证能够同时实现去除铜、铬和镍综合重金属的去除，本发明需要对综 合废水的pH值进行确认或调节，确保废水的pH值至3-7的范围，然后，再加入重金属离子捕 集剂进行充分反应，再与加入的絮凝剂共同起到协同作用，从而实现较好的重金属去除率 的效果，综合废水中重金属的总去除率能够达到96%以上。
[0008] 在上述综合电镀废水中重金属去除的处理方法中，作为优选，步骤A中所述重金属 离子捕集剂为DTCR重金属捕集剂。DTCR是一长链的高分子，含有极性基ηII这极 -Ν--C S， 性基中的硫离子原子半径较大，带负电，易于极化变形，产生负电场，捕捉铜、铬和镍等重金 属，使生成相应的难溶氨基二硫代甲酸盐而析出，且还会生成高交联的，立体结构的螯合 物，有利于更好的达到絮凝效果，实现有效的去除体系中的铜、铬和镍等重金属。作为进一 步的优选，所述DTCR重金属捕集剂选自哌嗪-双-二硫代氨基甲酸盐或四亚乙基五胺二硫代 氨基甲酸盐。作为更进一步的优选，所述DTCR重金属捕集剂的分子量为50万~60万。目的也 是为了提高形成的螯合物中水中的沉降效果。
[0009] 在上述综合电镀废水中重金属去除的处理方法中，作为优选，所述重金属离子捕 集剂中还混有二氧化硅、蒙脱土和季铵盐木质素。由于二氧化硅、蒙脱土和季铵盐木质素的 比表面积较大，通过混合在一起，能够使重金属捕集剂更好的分散在二氧化硅、蒙脱土和季 铵盐木质素的表面，同时，二氧化硅、蒙脱土和季铵盐木质素具有较好的吸附性，还能够更 好的吸附废水中的重金属，从而增加重金属捕集剂与重金属的接触效果，提高螯合反应的 有效性，使更有效的去除体系中多种重金属的效果，使废水重金属的总去除率能够达到 99%以上。作为进一步的优选，所述重金属离子捕集剂:二氧化硅:蒙脱土:季铵盐木质素的 质量比为1:0.20 ~0.25:0.05 ~0.06:0.05 ~0.06。
[0010] 在上述综合电镀废水中重金属去除的处理方法中，作为优选，步骤B中所述pH值为 5~6。能够有效防止形成的螯合物中铜、铬和镍重金属的浸出量，提高稳定性，从而实现去 除综合重金属的效果。
[0011]在上述综合电镀废水中重金属去除的处理方法中，作为优选，所述DTCR重金属捕 集剂的用量为9.Omg/L~12mg/L。能够保证废水中铜离子的去除率达到99 %以上。
[0012] 在上述综合电镀废水中重金属去除的处理方法中，作为优选，步骤B中所述絮凝剂 为三氯化铁或聚丙烯酰胺。能够更有效的强化絮凝作用和提高沉降速度，而且还具有成本 低的优点。
[0013] 在上述综合电镀废水中重金属去除的处理方法中，作为优选，所述DTCR重金属捕 集剂与絮凝剂的体积比为1:1~1.2。能够起到较好的协同作用，保证废水中铜、铬和镍等综 合重金属的去除率。
[0014]在上述综合电镀废水中重金属去除的处理方法中，作为优选，步骤A中所述反应的 时间为5~20分钟。具有反应时间短和效率高的效果。
[0015]综上所述，本发明具有以下优点：
[0016] 1.本发明综合电镀废水中重金属去除的处理方法，通过使综合废水中的pH值调至 3-7的范围，然后，再加入重金属离子捕集剂进行充分反应，再与加入的絮凝剂共同起到协 同作用，从而实现较好的重金属去除率的效果，综合废水中重金属的总去除率能够达到 96%以上。
[0017] 2.本发明综合电镀废水中重金属去除的处理方法，通过在重金属捕集剂中加入二 氧化硅、蒙脱土和季铵盐木质素，能够更好的吸附废水中的重金属，提高反应的接触机率， 从而增加重金属捕集剂与重金属的接触效果，提高螯合反应的有效性，使更有效的去除体 系中多种重金属的效果，使综合废水重金属的总去除率能够达到99%以上。
【具体实施方式】
[0018]下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，但是本发明并 不限于这些实施例。
[0019] 实施例1
[0020] 根据实际需要，选用某电镀公司的综合电镀废水，该综合电镀废水中含有铜、铬和 镍重金属，更具体的说，该综合电镀废水中含有铜离子以及其与m)TA、氨和柠檬酸形成的配 合物、铬离子以及其与EDTA、氨和柠檬酸形成的配合物和镍离子以及其与EDTA、氨和柠檬酸 形成的配合物，通过测定，该废水的pH值为3.5,然后，选取10L上述的综合电镀废水投入反 应池中，然后，在10L综合电镀废水中加入重金属离子捕集剂9mg，控制温度在20°C条件下进 行充分反应20分钟后使电镀废水中相应的重金属铜、铬和镍均与重金属离子捕集剂形成螯 合物;然后，再将废水转移至絮凝池中，加入絮凝剂三氯化铁9mg，充分搅拌进行絮凝，搅拌 过程中调节体系的pH值至7.0,通过调节pH值目的是为了控制浸出量，防止重金属铜、铬和 镍的释放，提高重金属的去除率，调好之后，再搅拌5分钟，然后，再静置沉淀，过滤除去沉淀 物，得到去除重金属铜、铬和镍后的电镀废水，然后，调pH值至中性后再排放。经过测定，排 放的废水中重金属铜、铬和镍的总去除率能够达到96%。
[0021] 实施例2
[0022 ]根据实际需要，选用某电镀公司的综合电镀废水，该综合电镀废水中含有铜、铬和 镍重金属，更具体的说，该综合电镀废水中含有铜离子以及其与m)TA、氨和柠檬酸形成的配 合物、铬离子以及其与EDTA、氨和柠檬酸形成的配合物和镍离子以及其与EDTA、氨和柠檬酸 形成的配合物，通过测定，该废水的pH值为2.0，加入氢氧化钠溶液，调节体系的pH值至4.0， 再选取10L上述的综合电镀废水投入反应池中，然后，在10L综合电镀废水中加入重金属离 子捕集剂四亚乙基五胺二硫代氨基甲酸盐12mg，控制温度在30°C条件下进行充分反应10分 钟后使电镀废水中相应的重金属铜、铬和镍均与重金属离子捕集剂四亚乙基五胺二硫代氨 基甲酸盐形成螯合物;然后，再将废水转