專利名稱：一種電鍍含氰重金屬廢水的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于重金屬廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及電鍍行業(yè)含氰廢水中氰化物的氧化去除方法。
背景技術(shù)：
電鍍行業(yè)是當(dāng)今全球三大污染エ業(yè)之一，其廢水排放量約占エ業(yè)廢水排放總量的10%。電鍍廢水中含有重金屬離子、有機(jī)化合物及無機(jī)化合物等有害物質(zhì)，這些物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境，必定會對生態(tài)環(huán)境及人類生活、生產(chǎn)活動(dòng)產(chǎn)生廣泛而嚴(yán)重的危害，所以電鍍廢水的污染問題已成為環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的突出問題之一。氰化物是電鍍廢水中第二大污染物。氰化物是劇毒物質(zhì)，0.15g氰化鈉即致人死命，氫氰酸經(jīng)口腔吸收約50mg，瞬間即致人死命?？諝庵泻?0ppm氰化氫就能立即致人死命。20世紀(jì)50年代，國內(nèi)外就大力提倡用無氰電鍍エ藝代替含氰エ藝，但由于氰根(CN_)是強(qiáng)絡(luò)合劑，又有強(qiáng)的表面活性、活化性能，氰化電鍍エ藝具有較優(yōu)越的鍍層性能和操作方便等特點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。含氰廢水包括氰化鍍銅、堿性氰化物鍍金、中性和酸性鍍金、銀、銅錫合金、仿金電鍍等含氰電鍍エ序產(chǎn)生的廢水。其主要污染物為氰化物、絡(luò)合態(tài)重金屬離子等，含氰廢水通常是呈堿性的，PH在9-11，有劇毒，須單獨(dú)收集處理。含氰廢水存在完全處理，達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)難的問題。此外，氰根與銅、鎳形成絡(luò)合物，影響銅、鎳的達(dá)標(biāo)排放。重金屬進(jìn)入水環(huán)境，對水生植物、動(dòng)物具有毒害作用，破壞水生態(tài)系統(tǒng)，惡化水環(huán)境質(zhì)量；若通過飲水或食物鏈進(jìn)入人體內(nèi)，對人的健康產(chǎn)生危害。同時(shí)，銅、鎳作為有值金屬有很高的回收利用價(jià)值。目前，公知含氰廢水的處理方法包括堿性氯化法、電解氧化法、臭氧氧化法、H2O2氧化法、活性炭吸附、膜分離等20余種技術(shù)，其中:堿性氯化法是在堿性條件下，氯系氧化劑將氰化物氧化成氰酸鹽(CNCT)、CO2和N2。所用氯系列藥劑為NaC10、Cl2、C102。堿性氯化法投資少、處理效果好，操作簡單，管理方便，適用于各種類型的電鍍廠使用。但是，其運(yùn)行成本高、弱堿性條件下有CNCl生成，還可與水體中的有機(jī)物形成“三致”物質(zhì)，處理出水水中引入大量Na+、Cl_，不利于回用處理，與節(jié)能減排、“零排放”的指導(dǎo)思想不符。電解法包括陽極直接氧化法與間接氧化法。直接氧化法，CN_在陽極上氧化生成cno_、co2和N2 ；間接氧化法，Cr被氧化成Cl2，Cl2進(jìn)入溶液后生成HOCl，完成對氰化物的氧化。電解法的優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，污泥量小，且能回收金屬；缺點(diǎn)是電流效率低，電耗大，成本比堿性氯化法高，會產(chǎn)生催淚氣體CNC1，還可與水體中的有機(jī)物形成“三致”物質(zhì)。電解法適用于處理高濃度含氰廢水，反應(yīng)不徹底處理廢水難以達(dá)標(biāo)排放，殘留氰根還需氯堿法處理。臭氧氧化法首先將氰根氧化成CN0-，然后在過量氧化劑的作用下繼續(xù)氧化成N2和hco3_。臭氧處理電鍍含氰廢水，關(guān)鍵在于臭氧發(fā)生器本身和氣-液反應(yīng)器。目前臭氧發(fā)生器設(shè)備昂貴，電耗大， 運(yùn)行成本高，同時(shí)缺少高效的氣-液反應(yīng)器，臭氧利用率低，影響了該技術(shù)的推廣運(yùn)用。離子交換法借助于離子交換樹脂上的可交換離子和廢水中的氰根離子進(jìn)行交換反應(yīng)，樹脂上的可交換離子與氰根離子發(fā)生置換，使廢水中的氰根離子被截留在離子交換樹脂表面而除去。電鍍含氰廢水中的氰包括絡(luò)合氰和游離氰，國產(chǎn)陰樹脂只能吸附絡(luò)合氰而不能吸附游離氰，出水不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。因而需要二次破氰，工藝復(fù)雜，運(yùn)行費(fèi)用高。在實(shí)踐應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)離子交換法技術(shù)上還存在很多問題，如一次性投資高，占地面積大，操作嚴(yán)格，對廢水的適應(yīng)性差等。H2O2在溶解性銅離子存在條件下催化氧化氰化物，將CN氧化為CNCT，過量氧化劑將氧化為CO廣、no2_，no3_。破氰完全、反應(yīng)時(shí)間短、此外還能氧化有機(jī)物，降低COD。H2O2是一種綠色環(huán)保氧化劑，不存在二次污染。國內(nèi)外廣泛應(yīng)用于金、銀冶煉產(chǎn)生的礦漿及淋洗液的處理。但含氰廢水經(jīng)過H2O2處理后，銅、鎳從與氰化物形成的絡(luò)合物釋放出來，形成了新的絡(luò)合物，重金屬的去除成了新的問題；如果直接與綜合廢水混合處理，銅、鎳難以達(dá)標(biāo)，還降低了銅、鎳的回收利用價(jià)值，增加成本。重金屬離子的去除通常采用堿性中和混凝沉淀法，因其可靠、成本低、效果好、管理維護(hù)簡單、重金屬回收方便，但此方法局限于自由態(tài)的重金屬，帶負(fù)電荷絡(luò)合態(tài)重金屬離子去除受限。隨著《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900-2008)的頒布，所有電鍍企業(yè)必須2010年7月I日開始執(zhí)行該標(biāo)準(zhǔn)，氰化物、銅、鎳排放限值分別為0.2,0.5,0.3mg/L。目前采用的處理方法成本高、且達(dá)標(biāo)困難。因此，發(fā)明一種既能使電鍍含氰廢水達(dá)標(biāo)，又可回收重金屬，利于回用處理的高效、經(jīng)濟(jì)、維護(hù)方便、運(yùn)行穩(wěn)定的工藝顯得尤為重要與迫切。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電鍍含氰重金屬廢水的處理方法，以實(shí)現(xiàn)廢水達(dá)標(biāo)排放，利于深度與回用處理。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的電鍍含氰重金屬廢水的處理方法，主要步驟為:A)調(diào)節(jié)含氰廢水的pH為9-11 ;B)調(diào)節(jié)后廢水中加入H2O2，攪拌進(jìn)行氧化反應(yīng)；C)氧化反應(yīng)后的廢水調(diào)節(jié)至酸性進(jìn)行酸化破鉻；D)酸化破絡(luò)后的廢除水調(diào)節(jié)pH為8-9.5，投加絮凝劑進(jìn)行混凝反應(yīng)。所述的處理方法，其中，步驟A和D中調(diào)節(jié)pH是使用電鍍時(shí)產(chǎn)生的堿性廢水或NaOH。所述的處理方法，其中，NaOH配制成溶液進(jìn)行投加。所述的處理方法，其中，步驟B中H2O2與CN摩爾比為1.3-1.6: I。所述的處理方法，其中，步驟C中調(diào)節(jié)至酸性是使用#H2S04。所述的處理方法，其中，步驟C中包括曝氣充氧進(jìn)行反應(yīng)。所述的處理方法，其中，步驟D處理的出水再經(jīng)深度與回用處理。本發(fā)明的技術(shù)效果如下:I)氰化物得以完全氧化、重金屬實(shí)現(xiàn)回收利用；2)與其他公知方法相比，達(dá)到目前標(biāo)準(zhǔn)限值，本發(fā)明的運(yùn)行成本低；
3)方法簡單，工程投資成本低，易于在工程中實(shí)現(xiàn)，操作簡便；4)采用藥劑為環(huán)保友好型藥劑，不會有CNCl氣體、“三致”物質(zhì)生成，造成二次污染；5)對廢水中有機(jī)物的去除也有很好的效果。


圖1為本發(fā)明處理方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明圍繞氧化氰-破絡(luò)、酸化氧化破絡(luò)、混凝沉淀三個(gè)關(guān)鍵過程，提出一種電鍍含氰廢水中氰化物去除、重金屬離子回收的工藝。本發(fā)明主要應(yīng)用于電鍍行業(yè)含氰廢水的處理，也可應(yīng)用于冶金行業(yè)金、銀冶煉過程中產(chǎn)生的含氰廢水的處理。本發(fā)明的技術(shù)原理是:氧化氰破絡(luò)合階段:含氰廢水中氰化物包括自由態(tài)與絡(luò)合態(tài)，主要以與銅、鎳絡(luò)合態(tài)的形式為主，在pH為9-11的堿性條件下，H2O2氧化氰化物，Cu,Ni與氰根的絡(luò)合物消失；酸化破絡(luò)合階段:上述反應(yīng)階段后，Cu、Ni形成新的絡(luò)合物，用稀酸(硫酸)或電鍍酸性廢水將PH調(diào)為酸性，銅、鎳以二價(jià)的自由態(tài)存在，如果該階段結(jié)合曝氣充氧會加快這一反應(yīng)進(jìn)程；

混凝沉淀階段:回調(diào)pH到8-9.5，銅、鎳離子形成氫氧化物小絮體，投加PAC (聚合氯化鋁)、PAM(聚丙烯酰胺)加速沉淀固液分離，實(shí)現(xiàn)重金屬的回收。具體地說，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:I)電鍍含氰廢水原水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，均勻水質(zhì)水量，若原水pH在9-11，則不必調(diào)節(jié);2)調(diào)節(jié)池出水進(jìn)入氧化反應(yīng)池，投加H2O2，投放量按摩爾比H2O2: CN =
1.3-1.6: I投加，機(jī)械攪拌加速反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間大概15-60min，反應(yīng)時(shí)間與H2O2Xu的量有關(guān);3)氧化反應(yīng)池出水進(jìn)入酸化破絡(luò)池,用稀酸或酸性廢水將反應(yīng)后溶液的pH回調(diào)到酸性，在此過程中曝氣攪拌，加速破絡(luò)合，銅、鎳的釋放，反應(yīng)時(shí)間為5-15min ；4)酸化破絡(luò)池出水進(jìn)入混凝沉淀池，用氫氧化鈉或堿性廢水將溶液的pH回調(diào)到8-9.5，加PAC和PAM，空氣攪拌，反應(yīng)時(shí)間15min，沉淀l_2h進(jìn)行沉淀固液分離。固液分離后的出水可以再經(jīng)過其他公知的深度與回用處理方法進(jìn)行再次處理。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例1浙江臺州某電鍍廠含氰廢水為處理對象，氰化物濃度為385_500mg/L，波動(dòng)較大，銅、鎳濃度分別為142mg/L、3.15mg/L，初始pH為11。將含氰廢水引入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量；根據(jù)摩爾比H2O2: CN =1.3: I加入H2O2，機(jī)械攪拌反應(yīng)20min ;氧化反應(yīng)池出水進(jìn)入酸化破絡(luò)合池，用稀硫酸將pH調(diào)到5，空氣攪拌IOmin, Cu、Ni從新的絡(luò)合態(tài)物質(zhì)中釋放出來；酸化破絡(luò)合池進(jìn)入混凝沉淀池，加NaOH將pH調(diào)到9，Cu、Ni形成氫氧化物絮體，投加PAC、PAM混凝反應(yīng)時(shí)間15min，沉淀lh。銅大部分得到回收。為達(dá)到排放要求限值，可將上述處理后的出水經(jīng)過碳濾深度處理或與綜合廢水一起處理，以進(jìn)一步達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。處理前和處理后的水質(zhì)指標(biāo)見表I。表1:臺州某電鍍廠處理后水質(zhì)指標(biāo)單位:mg/L
權(quán)利要求
1.一種電鍍含氰重金屬廢水的處理方法，主要步驟為: A)調(diào)節(jié)含氰廢水的pH為9-11; B)調(diào)節(jié)后廢水中加入H2O2，攪拌進(jìn)行氧化反應(yīng)； C)氧化反應(yīng)后的廢水調(diào)節(jié)至酸性進(jìn)行酸化破鉻； D)酸化破絡(luò)后的廢除水調(diào)節(jié)pH為8-9.5，投加絮凝劑進(jìn)行混凝反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其中，步驟A和D中調(diào)節(jié)pH是使用電鍍時(shí)產(chǎn)生的堿性廢水或NaOH。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理方法，其中，NaOH配制成溶液進(jìn)行投加。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法,其中，步驟B中H2O2與CN摩爾比為1.3-1.6: I。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其中，步驟C中調(diào)節(jié)至酸性是使用稀H2S04。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其中，步驟C中包括曝氣充氧進(jìn)行反應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法 ，其中，步驟D處理的出水再經(jīng)過深度與回用處理。
全文摘要
一種電鍍含氰重金屬廢水的處理方法，主要步驟為A)調(diào)節(jié)含氰廢水的pH為9-11；B)調(diào)節(jié)后廢水中加入H2O2，攪拌進(jìn)行氧化反應(yīng)；C)氧化反應(yīng)后的廢水調(diào)節(jié)至酸性進(jìn)行酸化破鉻；D)酸化破絡(luò)后的廢除水調(diào)節(jié)pH為8-9.5，投加絮凝劑進(jìn)行混凝反應(yīng)。本發(fā)明具有工藝簡單、維護(hù)方便、可工業(yè)化穩(wěn)定運(yùn)行，污泥量少，對環(huán)境無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于電鍍行業(yè)含氰廢水的處理，也可應(yīng)用于冶金行業(yè)含氰廢水的處理。
文檔編號C02F101/18GK103086532SQ201110336938
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者曲久輝, 陳發(fā)源, 趙旭, 彭麗霞, 王海東 申請人:中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心