申请日2003.09.05
公开(公告)日2005.03.09
IPC分类号C02F9/04; C02F1/62; C02F9/02
摘要
本发明公开了一种电镀废水治理方法。它包括工艺学上液体物料处理、提升、增压和输运常规，其中采用了膜分离技术的分级组合：预处理，完成杂质、有机物和细小悬浮物的清除;一级纳滤膜分离中去除钠离子，使废水浓缩10倍许，重金属离子的截留率大于97;二级苦咸水反渗透膜分离中使废水浓缩液再浓缩5倍许，其对二价离子截留率高于98%;三级海水反渗透膜分离中将废水浓缩2倍或2倍以上，无机离子的截留率高于99.5%;采用了调节漂洗水的pH值防止废水中的氢氧化物产生沉淀和定期自动冲洗的化学、物理步骤，实现了透过液回用，末级浓缩液的直接回用，实现了预处理后的零排放治理效果。尤其适用于电镀镍废水的处理。
権利要求書
1、本发明的电镀废水处理零排放的膜分离方法，包括工艺学上液体物料处理、提升、 增压和输运常规，其特征在于其工艺步骤还包括：
1)、电镀废水的预处理
先用过滤器滤除粗大的阳极泥一类的杂质;次用碳纤维吸附除去废水中的有机物; 再用更小孔径的微滤膜滤除废水中的细小悬浮物，并通过调节漂洗水的PH值防止废水中 的氢氧化物产生沉淀;
2)、一级纳滤膜分离
将经过预处理的废水，用相对分子质量截留范围为数百的纳滤膜进行一级分离，去除 钠离子，采用定期自动冲洗，使废水浓缩10倍许，对重金属离子的截留率大于97%，透 过液经离子交换后回用到生产工艺中作漂洗水用，浓缩液继续进入二级膜浓缩分离;
3)、二级苦咸水反渗透膜分离
将除钠后的废水浓缩液，先用5μm的有机微滤膜进行过滤，同样为防止氢氧化物沉 淀物的生成，用酸调节pH值后再进行二级苦咸水反渗透膜分离，采用定期自动冲洗，使 废水浓缩液再浓缩5倍许，其对二价离子截留率高于98%，透过液回到一级纳滤浓缩系 统的废水箱，浓缩液则继续作三级浓缩处理;
4)、三级海水反渗透膜分离
同样先用5μm的有机微滤膜对浓缩液进行过滤，同样为防止氢氧化物沉淀物的生成， 用酸调节pH值后再进行三级海水反渗透膜分离，采用定期自动冲洗，使之将废水浓缩2 倍或2倍以上，对无机离子的截留率高于99.5%，透过液回到一级纳滤膜浓缩系统的废水 箱中，浓缩液直接回到电镀槽作回用。
说明书
电镀废水处理零排放的膜分离方法
技术领域
本发明属于电镀废水处理及水回用和重金属资源回收。具体地说是采用膜集成技术处 理电镀废水，分别回收废水中的重金属和水资源：重金属回电镀槽或制成重金属盐，水回 到生产工艺中做漂洗用，实现资源全面回收和电镀废水处理零排放。
背景技术
电镀废水由于镀种和电镀工艺不同，处理方法有十几种。据《电镀与精饰》22(2) (2000)6，刊文“五十年来我国电镀废水治理的回顾”，作者董瑞光;和《上海电镀》，2 (1998)11，刊文“电镀工业节水途径种种”，作者郑瑞庭;据以及《电镀与环保》20(2) (2000)3，“上海电镀行业近几年发展概况和展望”一文刊载，作者沈品华，引述了电 镀废水的处理方法现状，就上海市属和郊县226家电镀厂点抽样调查统计，常用方法中， 化学法的化学中和斜板沉淀法占72.0%，气浮法占8.1%(合计为80.1%)，离子交换法占 12.0%，电解法占2.3%，其他方法占5.5%。
调查报告表明：电镀废水采用化学法处理占绝大多数，而化学法处理后达标排放的电 镀废水，即使达标排放，其中仍有微量重金属存在，以重金属化合物状态存在于水体中， 容易被小动物或植物吸收、积累，并以食物链方式转移至生物体，累及人体;且排放水不 能循环使用，不经过深度处理后也不能复用;再则，化学法处理产生含重金属的污泥量大， 不易处理，造成二次污染。
电解法处理电镀废水，虽然处理方法比较成熟，运行稳定可靠，操作简单、管理维修 方便，但该法耗电量大。如处理镀铬废水时，耗电量大，污泥量也多。处理含氰废水时， 其耗电量比碱性氯化法大10倍，处理费用高1倍。在许多情况下电解法处理中，除耗电 大以外还要产生并散发有毒气体。
离子交换法处理中离子交换树脂吸附饱和后需用酸、碱再生或转型，再生时需耗用大 量的酸、碱类化学原材料，处理成本高，工艺要求复杂，树脂在使用过程中易破碎，使其 应用推广受到影响。离子交换法中树脂处理后的水中还存在盐的累积问题，含盐水做漂洗 水回用对镀件的质量有不利影响，做电镀液回用时因树脂洗脱液含Na+要影响电镀槽液的 纯度和浓度。
总之，现有主流的处理方法虽然广为使用，诸多问题却依然存在。
发明内容
本发明旨在从电镀生产废水治理达到零排放的角度切入，提供一种采用膜分离技术的 可行方案，它可节约电镀生产用水量以及减轻电镀行业对水环境的污染，以期推动和促进 电镀行业的可持续发展。
本发明基于膜分离技术的应用，其理论依据在于膜分离技术之中的反渗透能将无机离 子和有机物绝大部分截留，仅让水分子透过，即将水和其它有机物和无机离子分开。其理 论依据还在于膜分离技术之中的纳滤对无机离子中的一价离子和二价离子有不同的截留， 即将一价无机离子和二价无机离子分开。
本发明的电镀废水处理零排放的膜分离方法，包括工艺学上液体物料处理、提升、增 压和输运常规，其特征在于其工艺步骤还包括：
1)电镀废水的预处理
先用过滤器滤除粗大的阳极泥一类的杂质;次用碳纤维吸附除去废水中的有机物; 再用更小孔径的微滤膜滤除废水中的细小悬浮物，并通过调节漂洗水的PH值防止废水中 的氢氧化物产生沉淀;
2)、一级纳滤膜分离
将经过预处理的废水，用相对分子质量截留范围为数百的纳滤膜进行一级分离，去除 钠离子，采用定期自动冲洗，使废水浓缩10倍许，对重金属离子的截留率大于97%，透 过液经离子交换后回用到生产工艺中作漂洗水用，浓缩液继续进入二级膜浓缩分离;
3)、二级苦咸水反渗透膜分离
将除钠后的废水浓缩液，先用5μm的有机微滤膜进行过滤，同样为防止氢氧化物沉 淀物的生成，用酸调节pH值后再进行二级苦咸水反渗透膜分离，采用定期自动冲洗，使 废水浓缩液再浓缩5倍许，其对二价离子截留率高于98%，透过液回到一级纳滤浓缩系 统的废水箱，浓缩液则继续作三级浓缩处理;
4)、三级海水反渗透膜分离
同样先用5μm的有机微滤膜对浓缩液进行过滤，同样为防止氢氧化物沉淀物的生成， 用酸调节pH值后再进行三级海水反渗透膜分离，采用定期自动冲洗，使之将废水浓缩2 倍或2倍以上，对无机离子的截留率高于99.5%，透过液回到一级纳滤膜浓缩系统的废水 箱中，浓缩液直接回到电镀槽作回用。
浓缩液也可以经负压蒸馏后获得结晶产物，如硫酸镍晶体，可作为副产品出售。
本发明的积极效果是：
1、由于整个系统采用了多级膜浓缩方法，对电镀废水浓缩达100倍以上，浓缩液直接 回到电镀槽，或经负压蒸馏得晶体产物作为副产品出售，透过液作为漂洗水回用到生产工 艺中，形成电镀废水资源化的清洁生产工艺，从预处理后，工艺就彻底脱离了电镀废水对 环境的污染，实现电镀废水的零排放。
2、本发明工艺采用纳滤技术和反渗透技术有效组合，利用纳滤除去电镀废水中部分一 价盐，对重金属离子进行预浓缩，经纳滤预浓缩后的含重金属料液再经反渗透浓缩后回收， 而纳滤透过液作为工艺水回用。它充分发挥了纳滤技术和反渗透技术的特长。
3、以电镀镍废水为例，经本发明工艺处理后，回用水水质可达到总溶解固体量< 10mg/L。含镍废水可浓缩100倍，镍离子最终可浓缩到30g/L，水的总回用率≥95%，废 水中镍离子的回收率可≥90%。
4、据目前评估测算，以电镀镍废水含镍浓度为50～300mg/L计，处理量为50m3/h的电 镀镍废水回收处理系统，二年即可收回系统设备材料投资，具有较高的经济价值。
