本發(fā)明涉及一種廢水處理領(lǐng)域，具體涉及電鍍含鉻廢水的處理及回收工藝。
背景技術(shù)：
：隨著工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，為滿足對金屬的防腐、導(dǎo)電、耐磨及美觀等需求，國內(nèi)電鍍行業(yè)蓬勃發(fā)展，但是國內(nèi)治理電鍍廢水，尤其是對毒性較大的含鉻廢水的處理能力嚴(yán)重不足，加上對環(huán)境的保護(hù)意識不夠，電鍍含鉻廢水滲入土壤、水流，對環(huán)境造成了嚴(yán)重危害；同時大量的含鉻廢水的排放，還導(dǎo)致鉻資源的浪費(fèi)，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。在鍍鉻工藝中，清洗水量、所帶出鉻酸的損耗量，一般鍍cr6+的真正利用率不到40％，氧化部分的損耗只占1-2％左右，絕大部分水洗而帶走，不僅浪費(fèi)巨大，處理過程還有消耗大量的藥劑(還原劑、堿、沉降劑等)，同時產(chǎn)生大量的污泥也是再處理的難題。由于鉻主要以cr6+的形式存在于廢水中，且具有很強(qiáng)的強(qiáng)氧化性，通常還原法和電解法對含鉻廢水進(jìn)行處理。當(dāng)前cr6+鉻廢水處理的工藝很成熟，廢水處理設(shè)備一般由化學(xué)反應(yīng)容器、攪拌機(jī)、加藥裝置等組成，絕大多數(shù)的企業(yè)采用化學(xué)還原法將cr6+還原成cr3+，然后調(diào)節(jié)ph到弱堿性，使溶解性的cr3+轉(zhuǎn)化為不溶性的氫氧化鉻沉淀物，廢水得到清除凈化。該方法雖然可以清除cr6+，卻產(chǎn)生大量的cr3+，對環(huán)境仍有一定的危害，并且沒能夠?qū)①Y源利用最大化，不具有生產(chǎn)優(yōu)越性。本著環(huán)保節(jié)約的生產(chǎn)理念，本工藝采用新型離子交換和蒸發(fā)濃縮方法可以分離出cr6+，并進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶回收利用，在含鉻廢水處理的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步回用廢水中的鉻，能實(shí)現(xiàn)資源再利用；在降低環(huán)境污染的同時，大大降低生產(chǎn)成本，在生產(chǎn)中具有很高的可操作性。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的提出了一種電鍍含鉻廢水的處理方法及回收工藝，通過獨(dú)特的工藝設(shè)計和布局，形成閉合式的循環(huán)工藝系統(tǒng)，并采用新型離子交換法有效地對電鍍含鉻廢水進(jìn)行處理并對cr6+回收利用，所述工藝包括以下步驟：將含鉻廢水通過泵提升至活性炭柱，通過吸附去除廢水中的有機(jī)物雜質(zhì)；使去除有機(jī)物雜質(zhì)的廢水流入袋式過濾器濾除機(jī)械雜質(zhì)，來完成有機(jī)膠質(zhì)及顆粒物的去除，完成廢水的預(yù)處理；使預(yù)處理后的廢水流入陽離子交換樹脂(調(diào)酸柱)，去除有清洗過程所帶入的鎳或銅等金屬離子，以及鍍cr6+后清洗過程所氧化成的cr3+重金屬離子等，完成對低價離子的去除及對廢水的ph值的調(diào)整；使調(diào)整ph值后的廢水進(jìn)入陰離子樹脂(吸鉻柱)，并調(diào)整廢水的ph值使廢水中的六價鉻離子轉(zhuǎn)化為hcro4-離子，進(jìn)而以cr2o72-形式吸附在陰樹脂上，完成對cr6+的吸附回收；而經(jīng)吸鉻柱處理后的余下的廢液通入樹脂捕捉器進(jìn)行純水回收，可以通入清洗水槽重復(fù)利用；使用氫氧化鈉溶液解析吸附有cr6+的陰離子樹脂，得到的鉻液部分地通過脫鈉系統(tǒng)后流入電鍍鉻線鍍槽，實(shí)現(xiàn)對鉻的回用；將多余的鉻液去除酸根離子處理，經(jīng)袋式過濾器過濾雜質(zhì)，通入cr3+吸收塔除雜和ph值調(diào)整。將除雜和ph值調(diào)整后的鉻液通入反應(yīng)結(jié)晶釜，蒸發(fā)結(jié)晶變成鉻干后儲存，最終完成對鉻的回收。進(jìn)一步地，所述調(diào)酸柱為2“套一用一備式”，該采用靈活運(yùn)行方式設(shè)計，可根據(jù)廢水中離子的濃度隨時調(diào)整進(jìn)水的運(yùn)行方式，可采用單條柱運(yùn)行或串聯(lián)方式運(yùn)行：當(dāng)?shù)?套陽離子吸附系統(tǒng)(調(diào)酸柱)飽和，切換到第2套陽離子吸附系統(tǒng)(調(diào)酸柱)接替運(yùn)行，第1套系統(tǒng)退出運(yùn)行解析和再生。第1套系統(tǒng)退出運(yùn)行解析時，解析液中的(cr3+、fe3+、cu2+、ca2+、mg2+、na+)排到一套化沉降系統(tǒng)，通過加藥沉降，上清液可用于預(yù)處理工藝的除油脫蠟用水，沉降的淤泥通過壓濾機(jī)后做固廢處理。進(jìn)一步地，所述調(diào)酸柱工作時的化學(xué)表達(dá)式為：a++hr→ra+h+其中，以a+表示鉻、銅、鎳等陽離子，hr表示調(diào)酸柱中的含陽離子樹脂。進(jìn)一步地，所述調(diào)酸柱的再生工藝的化學(xué)表達(dá)式為:ra+hcl→2rh+acl進(jìn)一步地，所述吸鉻柱為“3套二用一備式”，其結(jié)構(gòu)為“一陽二陰”式。吸鉻柱a與吸鉻柱b為串聯(lián)式運(yùn)行，結(jié)合吸鉻柱c，可以根據(jù)來水情況選擇運(yùn)行方式：第一種運(yùn)行方式，當(dāng)?shù)谝患壩t柱a的cr6+泄漏達(dá)0.5mg/l時，再串聯(lián)第二級吸鉻柱b，直至吸鉻柱b達(dá)到cr6+的全飽和，并從除鉻系統(tǒng)中斷開進(jìn)行再生；此時吸鉻柱b變成第一級與吸鉻柱c串聯(lián)繼續(xù)運(yùn)行。第二種運(yùn)行方式，吸鉻柱a+吸鉻柱b串聯(lián)運(yùn)行，當(dāng)吸鉻柱b含cr6+出水達(dá)0.5mg/l時，吸鉻柱a已完成超飽和吸附過程推出運(yùn)行進(jìn)行解析和再生，由吸鉻柱b+吸鉻柱c串聯(lián)運(yùn)行；當(dāng)吸鉻柱c含cr6+出水達(dá)0.5mg/l時，吸鉻柱c與解析后的吸鉻柱a串聯(lián)，如此周而復(fù)始運(yùn)行。進(jìn)一步地，所述吸鈉柱工作時化學(xué)表達(dá)式為：b－+roh→rb+oh－2roh+cr2o72-→r2cr2o7+2oh－2roh+cro42-→r2cro4+2oh－其中，以b－表示so42-、cl-、no3-等陰離子，roh表示吸鈉柱中含陰離子樹脂。進(jìn)一步地，所述吸鉻柱的再生工藝的化學(xué)表達(dá)式為：rb+naoh→roh+nabr2cro4+2naoh→2roh+na2cro4進(jìn)一步地，所述脫鈉系統(tǒng)的工作時的化學(xué)表達(dá)式為：nacro4+2rh＝2rna+hcro4進(jìn)一步地，鉻液去除酸根離子處理工藝中添加劑為碳酸鋇，可使鉻液生成硫酸鋇沉降，再過濾去除，其反應(yīng)表達(dá)式為：h2so4+baco3＝baso4↓+co2+h2o添加的碳酸鋇量的精確計算方法為：首先檢測出鉻酸液的硫酸根離子的含量，每沉降1g硫酸根離子需添加2g碳酸鋇，沉降時將碳酸鋇溶液一邊攪拌一邊投加，充分?jǐn)嚢?3-15分鐘后停止攪拌；再將溶液靜止停放24小時后，用pp袋式過濾器過濾，截留濾除硫酸鋇。與現(xiàn)有技術(shù)及工藝相比較，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)系統(tǒng)中除鉻的關(guān)鍵設(shè)備(離子交換柱)采用順逆流交替再生工藝，具有再生效果好、再生劑耗量低、操作簡便和出水水質(zhì)好等優(yōu)特點(diǎn)。對鍍鉻清洗工藝產(chǎn)生的廢水，完全可實(shí)現(xiàn)“水”、“cr6+”閉合式循環(huán)使用，真正做到節(jié)能、零排、環(huán)保。(2)回收鉻離子濃度高、對較稀的解析液可重復(fù)2次以上循環(huán)使用，使回收液中鉻離子濃度達(dá)到更高狀態(tài)。(3)系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)獨(dú)特為雙柱全飽和系統(tǒng)，即可單獨(dú)運(yùn)行、也可根據(jù)廢水中離子濃度串聯(lián)運(yùn)行。(4)與傳統(tǒng)的解析再生方式是采用射流器負(fù)壓自吸式相比較，本發(fā)明改變解析設(shè)備結(jié)構(gòu)是整套回收的核心技術(shù)，具有更高的使用靈活性和更高的效率。例如，本工藝中調(diào)酸柱系統(tǒng)每20天左右才解析一次，且解析液量極少，又不需要加任何還原劑，不僅減少后續(xù)設(shè)備的投資，同時也減少了藥劑用量、廢水的處理量，即環(huán)保又節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。(5)反應(yīng)釜結(jié)晶系統(tǒng)采用負(fù)壓低溫結(jié)晶技術(shù)，所需熱源溫度為75-85℃之間即可，利用工件烘干爐余熱，通過換熱器將熱量傳遞給反應(yīng)釜，即節(jié)省投資又充分利用能源。(6)整套回收系統(tǒng)可為企業(yè)節(jié)省45-50％的鉻干費(fèi)用支出，同時又節(jié)省的大量的水費(fèi)、后續(xù)處理的藥劑費(fèi)用、污泥處理費(fèi)用等。(7)采用流量計代替射流器的設(shè)備結(jié)構(gòu)部件改造，它不僅直接關(guān)系的解析回收液的濃度、樹脂解析恢復(fù)是否徹底、以及操作時會造成水量酸堿的損耗。附圖說明為了讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)更容易理解，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)說明。圖1所示為電鍍含鉻廢水的處理方法及回收工藝流程圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)說明。針對工業(yè)電鍍工藝排出的含鉻0-500mg/l的廢水進(jìn)行處理，廢水的主要污染物為鉻(cr6+)，廢水的ph值為3-6，如圖1所述，一種電鍍含鉻廢水的處理方法及回收工藝，其處理方法如下：(1)將電鍍鉻線流出的含鉻廢水通過泵提升至活性炭柱，通過吸附去除廢水中的有機(jī)物雜質(zhì)；(2)使去除有機(jī)物雜質(zhì)的廢水流入袋式過濾器濾除機(jī)械雜質(zhì)，來完成有機(jī)膠質(zhì)及顆粒物的去除，完成廢水的預(yù)處理；(3)使預(yù)處理后的廢水流入“2套一用一備式”陽離子交換樹脂(調(diào)酸柱)，調(diào)酸柱系統(tǒng)采用串聯(lián)方式運(yùn)行，當(dāng)?shù)?套陽離子吸附系統(tǒng)(調(diào)酸柱)飽和，切換到第2套陽離子吸附系統(tǒng)(調(diào)酸柱)接替運(yùn)行，第1套系統(tǒng)退出運(yùn)行解析。通過該步驟去除有清洗過程所帶入的鎳或銅等金屬離子，以及鍍cr6+后清洗過程所氧化成的cr3+重金屬離子等，完成對低價離子的去除及廢水ph值的調(diào)整；(4)第1套系統(tǒng)退出運(yùn)行解析時，解析液中的(cr3+、fe3+、cu2+、ca2+、mg2+、na+)排到一套化沉降系統(tǒng)，通過加藥沉降，上清液可用于預(yù)處理工藝的除油脫蠟用水，沉降的淤泥通過壓濾機(jī)后做固廢處理；(5)使調(diào)整ph值后的廢水進(jìn)入“3套二用一備式”陰離子樹脂(吸鉻柱)，其結(jié)構(gòu)為“一陽二陰”式。廢水處理過程中，將吸鉻柱a+吸鉻柱b串聯(lián)運(yùn)行，當(dāng)吸鉻柱b含cr6+出水達(dá)0.5mg/l時，吸鉻柱a已完成超飽和吸附過程推出運(yùn)行進(jìn)行解析，由吸鉻柱b+吸鉻柱c串聯(lián)運(yùn)行；當(dāng)吸鉻柱c含cr6+出水達(dá)0.5mg/l時，吸鉻柱c與解析后的吸鉻柱a串聯(lián)，如此周而復(fù)始運(yùn)行；從而調(diào)整廢水的ph值使廢水中的六價鉻離子轉(zhuǎn)化為hcro4-離子，進(jìn)而以cr2o72-形式吸附在陰樹脂上，完成對cr6+離子的吸附回收；而經(jīng)吸鉻柱c處理后的余下的廢液通入樹脂捕捉器進(jìn)行純水回收，出水鉻離子含量≤0.1mg/l，可以通入清洗水槽重復(fù)利用，處理效果如下表所示：種類電鍍含鉻清洗廢水水質(zhì)指標(biāo)鉻(cr6+)濃度進(jìn)水水質(zhì)0-500mg/l出水水質(zhì)≤0.1mg/l(6)使用氫氧化鈉溶液解析吸附有cr6+的陰離子樹脂，得到的鉻液部分地通過脫鈉系統(tǒng)后流入電鍍鉻線鍍槽，實(shí)現(xiàn)對鉻的回用。(7)將多余的鉻液通入鉻酸液收集箱，并檢測出鉻酸液的硫酸根離子的含量，然后根據(jù)每沉降1g硫酸根離子需添加2g碳酸鋇的量加入，將碳酸鋇溶液一邊攪拌一邊投加，充分?jǐn)嚢?5分鐘后停止攪拌；再將溶液靜止停放24小時后，用pp袋式過濾器過濾，截留濾除硫酸鋇，然后將過濾液通入cr3+吸收塔除雜和ph值調(diào)整。(8)將除雜和ph調(diào)整后的鉻液通入反應(yīng)結(jié)晶釜，反應(yīng)結(jié)晶釜利用工件烘干爐的余熱進(jìn)行加熱，溫度為75-85℃，鉻液蒸發(fā)結(jié)晶變成鉻干后儲存，最終完成對鉻的回收。采用新型離子交換工藝系統(tǒng)處理含鉻廢水，能有效將有機(jī)物及重金屬離子的去除，系統(tǒng)出水電導(dǎo)率在2-10us/cmm范圍之間，鉻離子含量≤0.1mg/l，完全符合和滿足此段鍍鉻清洗工藝的清洗水質(zhì)要求，經(jīng)過離子交換后的產(chǎn)水直接回到清洗槽，完成整套系統(tǒng)的閉合回路；同時經(jīng)過脫鈉處理的廢水可以通入電鍍鉻線鍍槽回用或進(jìn)一步進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶存儲回收再利用，該系統(tǒng)基本做到水與金屬完全回收的標(biāo)準(zhǔn)。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，然其并非用以限定本發(fā)明，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施銷的限制，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，這些變化、修改、替換和變型都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護(hù)的范圍由所附權(quán)利要求書及其等同物限定。當(dāng)前第1頁12