电镀含氰废水的处理与回用工艺及其系统
技术领域
[0001] 本
发明涉及一种废
水处理工艺及其系统，尤其涉及
电镀含氰废水的处理与回用工艺及其系统。
背景技术
[0002] 电镀是当今全球三大污染工业之一。根据不完全统计，全国电镀行业每年排出的电镀废水约有40亿立方米，相当于几个大中城市的
自来水供水量，严重加剧水资源的短缺。
[0003] 目前一般用下述方法处理电镀废水：
[0004] 化学法：向废水中投加药剂，使其中的有毒物质转
化成为无毒物质或毒性大为降低的沉淀物。化学法包括：中和沉淀法、中和混凝沉淀法、
氧化法、还原法、钡盐法、
铁氧体法等。
[0005] 化学法设备简单，投资较少，应用较广。但常留下
污泥需要进一步处理，而且电镀废水分散，污泥不易集中处理和利用；化学法需要耗费大量的化学药剂，大量的药剂增加了运行成本，加重企业负担；化学法不能
回收利用电镀废水中的水资源等，不符合国家提出的清洁生产的要求。
[0006] 物理化学法：主要包括
电解法、离子交换法和膜分离法
蒸发浓缩法等。
[0007] 电解是
电流通过物质而引起化学变化的过程。化学变化是物质失去或者获得
电子的过程。电解过程是在
电解池中进行的，电解池是由分别浸没在含有正、负离子的溶液中的阴、阳两个
电极构成。电流流进负电极(
阴极)，溶液中带正电荷的正离子迁移到阴极，并与电子结合，变成中性的元素或分子；带负电荷的负离子迁移到另一电极(
阳极)，给出电子，变成中性元素或分子。
[0008] 含氰废水在电镀废水中占有相当大的比例，由于氰本身毒性很大，导致含氰废水危害性特别强，环保法规和标准都对氰含量规定的特别严格，导致含氰废水一直是电镀废水中处理的重点和难点。
[0009] 中国
专利(
申请号200410022037.0)含氰废水处理方法，介绍的含氰废水处理方法是将含氰废水送入装有功能阳极(由导电材料网、
活性炭和非导电材料网复合而成)的2+ -
电解槽中进行电解，阳极放出O2，O2在活性炭和Cu 的综合
吸附和催化作用下，将CN 氧化成N2和CO2而被去除；重金属和贵
金属离子在阴极上
电沉积或形成氢氧化物沉淀被去除。
处理后的废水各项水质指标达到国家排放标准。但是获得的水质不是很好，能耗比较高，废水不能回用，处理效果不够理想。
发明内容
[0010] 本发明主要是提供一种回用效果好，能耗低，实现了零排放，有效去除电镀含氰废水中的氰类及其他各种有害物质的电镀含氰废水；解决
现有技术所存在的回用效果不好，能耗大，废水处理效果不够理想的技术问题。
[0011] 本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种电镀含氰废水的处理与回用工艺，它包含下列步骤：(1)将电镀含氰废水进行预处理，除去废水中的机械杂质；(2)经过预处理后的过滤水经过一级
反渗透处理，将氰类物质及其重金属类含盐物质去除，产水回收至回用水箱；(3)将经过一级反渗透处理的含有氰类及重金属类的浓水经过二级反渗透处理，产水回收至回用水箱；(4)将经过二级反渗透处理后的含有氰类及重金属类的浓缩液进行电解处理，氰类物质电解为二氧化
碳和氮气后排放，重金属还原在电解的阴极回收重金属，废水回流到二级反渗透处理前的浓水箱内。
[0012] 本工艺经过一级反渗透处理后一方面获得了工艺纯水，可以作为工艺的使用用水，另一方面浓水经过二级反渗透后为电解提供了浓缩液，从而提高了电解效率。浓缩液-在电解槽中电流的作用下，氰类(CN)带有负电，移向阳极，并失去电子，被氧化分解成N2和CO2等气体从而被排放掉，进而降低含氰废水中氰化物的含量，废水中的重金属离子(如
2+ 1+ 2+
Cu 、Ag 、Zn 等)带有正电，移向阴极并得到电子，变成金属单质；另外氰类物质的存着增强了电解废水的
导电性，使得电流效率提高，并增强电解装置对重金属回收率；通过以上电解装置达到降低废水中污染物的目的，电解工序不但回收了废水中的重金属，而且达到了破氰的目的。上述工艺首先经过预处理除掉大的杂质，然后通过二级反渗透获得浓缩液，以便在电解工序中更好的发挥氰类的作用，提高电解率以提高废水的处理效果，达到了“零排放”的目标，同时将电解后的废水又回到二级反渗透工序进行循环浓缩电解处理。
[0013] 作为优选，所述的预处理为采用微滤膜或者
超滤膜进行微滤或者超滤。电镀废水含有微量杂质，采用精密
过滤器进行预处理能有效将废水中的较大杂质去除，防止
反渗透膜的堵塞，延长清洗周期，从而方便后面工序对废水进行进一步的处理。
[0014] 作为优选，所述的二级反渗透将电镀含氰废水浓缩了95～120倍，将一级反渗透浓水浓缩了8～12倍。二级反渗透将浓水进一步浓缩，增加里面的氰类浓度，从而增强后一步电解工序的电解率，提高废水处理的效果。
[0015] 与上述电镀废水的处理工艺相对应的系统包括废水收集池，它包括废水收集池，废水收集池连接着预处理装置，预处理装置连接着一级反渗透装置，一级反渗透装置的净水口连接着回用水箱，一级反渗透装置的浓水口通过管道分别连接着一级反渗透装置的进水口和二级反渗透装置，二级反渗透装置的浓水口连接着电解槽，二级反渗透装置的净水口连接着废水收集池，电解槽通过管道连接到二级反渗透装置的进水口。上述系统结构紧凑，占地面积小，废水可以循环回收，二级反渗透装置将浓水进一步浓缩，从而提高电解效率，使得废水回收效率更高。电解槽电解后的废水回流循环处理回收，有效的去除了废水中的有害物质。本套系统装拆方便，可以反复多次利用。一级反渗透为高回收率反渗透装置，通过增加反渗透膜表面流速，降低反渗透膜表面浓差极化的
风险，并回流大部分浓水，从而将含氰废水浓缩了8-12倍，并回收纯水，一级反渗透装置水综合利用率在75％-95％。
[0016] 作为优选，所述的预处理装置为微滤、超滤或者精密过滤器。作为更优选，所述的预处理装置精密过滤器。
[0017] 作为优选，所述的预处理装置与一级反渗透装置之间设有中间水箱，中间水箱经过保安过滤器和高压
泵连接到一级反渗透装置上。保安过滤器的
精度为5μm。中间水箱用于收集预处理装置的过滤水，降低装置的能耗。
[0018] 作为优选，所述的一级反渗透装置和二级反渗透装置之间设有浓水箱，浓水箱通过保安过滤器和高压泵连接到二级反渗透装置上。浓水箱用于收集一级反渗透装置的浓水，同时保安保滤器出去了浓水中的颗粒物质。
[0019] 作为优选，所述的反渗透膜采用耐
碱性的聚酰胺反渗透膜。所述的反渗透膜采用材料为聚酰亚胺的卷式膜，可以耐PH＞10，卷式膜处理效果好，结构简单。
[0020] 因此，本发明的电镀含氰废水的处理与回用工艺及其系统具有下述优点：用高回收率的一级反渗透装置分离含氰废水中的盐类物质，再用电解装置去除反渗透浓水中的氰类和重金属等，再用二级反渗透装置浓缩废水，含氰废水被浓缩95-120倍；二级反渗透工序与电解工序的结合工艺，使得本发明的工艺与传统化学法相比，降低了化学品的消耗，简化了操作流程，可以回收高纯度的重金属；在本发明的工艺中，通不过反渗透膜的氰类及重金属都回流到浓水箱，并经过电解装置的电解作用，电镀废水在不断降解循环，水量没有损耗，达到了“零排放”的目标；同时本发明具有结构紧凑，结构工艺相对简单，能有效的除去电镀含氰废水中的氰类及其他各种有害物质，回用相应的废水，本套系统拆卸、组装方便，可以反复多次使用。
附图说明：
[0021] 图1是本发明的电镀含氰废水的处理与回用工艺的示意图。
[0022] 图2是本发明的电镀含氰废水的处理与回用系统的示意图。具体实施方式：
[0023] 下面通过
实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0024] 实施例：
[0025] 如图1所示，一种电镀含氰废水的处理与回用工艺，它包含下列步骤：(1)将电镀含氰废水进行超滤的预处理，除去废水中较大的杂质；(2)经过预处理后的过滤水经过一级反渗透处理，氰类物质及其重金属类含盐物质不能通过反渗透膜，被截留在浓水中，产水回收以供生产使用；(3)将经过一级反渗透处理的含有氰类及重金属类的一级反渗透浓水经过二级反渗透处理，二级反渗透将一级反渗透浓水浓缩了8-12倍，产水回收以供生产使用；(4)将经过二级反渗透处理后的含有氰类及重金属类的浓缩液进行电解处理，浓缩液-在电解槽中电流的作用下，氰类(CN)带有负电，移向阳极，并失去电子，被氧化分解成N2和CO2等气体从而被排放掉，进而降低含氰废水中氰化物的含量，废水中的重金属离子(如
2+ 1+ 2+
Cu 、Ag 、Zn 等)带有正电，移向阴极并得到电子，变成金属单质；另外氰类物质的存着增强了电解废水的导电性，使得电流效率提高，并增强电解装置对重金属回收率；废水回流到二级反渗透处理前的浓水箱内重新进行循环浓缩电解处理。
[0026] 经过上述处理的废水的技术指标达到：
[0027] 水利用率：＞99％
[0028] 重金属回收率：＞98％
[0029] 回收的重金属纯度：＞95％
[0030] 回用水成本：2-4元/吨
[0032] 回用水重金属含量：＜0.1ppm
[0033] 通过实施例，可以实现电镀废水的零排放，并且回收废水中的98％以上的重金属，系统操作简便。
[0034] 如图2所示，对应于上述操作工艺的电镀含氰废水的处理与回用系统，包括由电镀车间废水经过分质收集后排入的废水收集池1，电镀含氰废水中主要包括氰类和重金属污染物，废水收集池1经
增压泵2连接到超滤装置3上，除去废水中较大的杂质等，超滤装置3连接到中间水箱4，中间水箱4经保安过滤器5和高压泵6连接到一级反渗透装置7上，氰类物质及其他重金属类含盐物质不能透过反渗透膜，从而被截留在浓水侧，由浓水口排出，一部分浓水由出口排放到浓水箱8，另一部分浓水回流到一级反渗透装置7前端的高压泵6前端进行回收利用。水分子等能够透过反渗透膜，并汇集在净水侧，从净水口流到回用水箱9，回用水箱9直接连接到生产用水系统；浓水箱8通过保安过滤器5和高压泵6连接到二级反渗透装置10，二级反渗透装置10浓水端和清水端分别连接电解槽11和废水收集池1，通过二级反渗透装置10的浓缩作用，电镀废水中重金属离子含量被浓缩到约100倍，电解槽11将氰类物质电解成二氧化碳和氮气等无污染的物质，将重金属等还原在电解的阴极，从而降低废水中氰类和重金属的含量，回收电镀废水中的重金属，电解后的废水排放到浓水箱8进行循环回收。
[0035] 现在分别利用本发明的工艺、反渗透工艺后再电解的工艺、还有经过二级反渗透工艺后再电解的工艺，利用这三种工艺分别处理电镀含氰废水进行处理，经试验得出下列数据：
[0036] 以二价金属离子(如Cu2+，Zn2+)为例，电解电耗和重金属回收率结果见表1。
[0037] 表1
[0038]电解电耗(kwh/m3废水)二 重金属回收
价为例 率
本发明工艺(含氰电镀水) 0.43 ＞97％
1级RO+电解(含氰电镀水) 0.52 ＞90％
2级RO+电解(非氰电镀水) 0.45 ＞95％
[0039] 电解电耗相对于总废水量。
