电镀废水零排放及重金属浓缩回收技术简述陈业钢

全国印制电路板及重金属污染防治技术高峰论坛Nationa!PCBandHeaVyMeatlPollutionControlTeehnologySummitForum电镀废水零排放及重金属浓缩回收技术简述陈业钢(上海东硕环保科技有限公司,上海200233摘要:我公司自主研发的“电镀废水零排放及重金属浓缩回收技术”主要应用于电镀、化工、环保行业的废水回用及重金属浓缩回收,集合了“微孔膜过滤”、“纳滤膜结合反渗透膜净化分离”、“重金属浓缩回收”等技术,可有效去除废水中的有机污染物、悬浮物、胶体、溶解盐类等,脱盐率高达9%7,实现完整的闭路循环系统,使电镀过程产生的污水在工艺过程中直接降污净化,重新回用到水洗槽循环利用,并实现重金属的回收利用,彻底消除污染。关键字:电镀废水;重金属回收;膜技术电镀是利用化学和电化学方法在金属或在其它材料表面镀上各种金属。电镀技术广泛应用于机器制造、轻工、电子等行业。电镀废水的成分非常复杂,除含氰(NC一)废水和酸碱废水外,重金属废水是电镀业潜在危害性极大的废水类别。根据重金属废水中所含重金属元素进行分类,一般可以分为含铬(C)r废水、含镍(Ni)废水、含福(Cd)废水、含铜(Cu)废水、含锌(nZ)废水、.含金(uA)废水、含银(Ag)废水等。电镀废水的治理在国内外普遍受到重视,己研制出多种治理技术,通过将有毒治理为无毒、有害转化为无害、回收贵重金属、水循环使用等措施消除和减少重金属的排放量。Denovo凭借丰富的水处理经验,反复研究试验,找到了电镀废水回用及重金属回收的工艺特点,并形成了自己的一套集成系统,创新性地结合了膜分离技术、重金属析出剂沉淀技术,有效回收电镀废水及重金属,并简化了运行控制难度,实现了重金属的闭路循环。本技术解决了行业中存在的问题,符合发展趋势,必将拥有广阔的市场前景。目前该技术己经成功应用于丰田合成(张家港)塑料制品有限公司、嘉兴敏惠汽车零部件有限公司、星科金朋电子有限公司等公司的电镀废水处理及回用当中。陈业钢:电镀废水零排放及重金属浓缩回收技术简述1技术原理“废水零排放及重金属浓缩回收技术”在实现废水回用及重金属浓缩功能时,主要依靠了电镀水洗水再生回用装置的微孔膜过滤技术、纳滤膜装置的选择性分离技术、反渗透膜装置的净化分离技术及重金属析出剂分离浓缩重金属离子等技术。(l)废水零排放及重金属浓缩回收装置,采用微孔膜的过滤分离方法。通过管道将水洗槽、循环泵、微孔膜组件连接,构成一个闭路循环的过滤系统,其采用的钦金材质微孔膜滤芯,过滤孔径为0.1一10微米,用以去除水洗水中的悬浮物、重金属、胶体等、得到澄清的水洗水,滤芯截留颗粒杂质后,可以通过压缩空气冲洗,重新使用。所以该滤芯可以持续使用1年以上,减少了更换的运行费用。(2)纳滤膜采用特殊的选择性透过膜材料制成,对二价以上离子的截留率较高,达97%以上,而对单价离子的截留率较低,因此能够实现不同价态离子的分离,从而使重金属离子浓缩约10倍,此外,该型号纳滤膜用于离子分离与常用的反渗透膜相比还具有以下优点:l)由于单价盐能自由通过纳滤膜,从而降低了膜两侧的离子浓度差,降低了离子迁移过程所需要的渗透压,降低了系统的操作压力。在保证处理效果的情况下,纳滤膜所需要的压力(75m)比反渗透(14Om)低,这样可以节省运行费用;2)由于纳滤膜的孔径比反渗透要大,这样相同水质情况下,清洗周期也会延长,减少了维护的废水。(3)反渗透系统是利用半透膜透水不透盐的特性,使水在克服渗透压的条件下透过膜,于产水侧收集;将溶质截留在浓水侧,从而使浓水侧离子浓度增加到原水的4倍左右,从而达到回收利用的效果。(4)重金属离子析出剂是一种操作简便、.液状的高分子有机化合物、可以迅速将废水中重金属离子完全分离的化学药剂。重金属离子析出剂在常温下与废水中各种重金属离子如:铬、镍、铜、锌、汞、锰、福、钒及锡等迅速反应,生成不溶于水的高分子鳌合盐,并形成絮状沉淀,与目前国际/国内最流行的化学沉淀方法比较,具有絮凝体粗大、沉淀快、脱水快、后处理容易、污泥量少且稳定无毒和没有二次污染等特点。从而实现重金属浓缩回收的目的。2工艺流程该工艺主要包括特种过滤器、纳滤系统、0R系统、沉淀分离器等。陈业钢:电镀废水零排放及重金属浓缩回收技术简述1技术原理“废水零排放及重金属浓缩回收技术”在实现废水回用及重金属浓缩功能时,主要依靠了电镀水洗水再生回用装置的微孔膜过滤技术、纳滤膜装置的选择性分离技术、反渗透膜装置的净化分离技术及重金属析出剂分离浓缩重金属离子等技术。(l)废水零排放及重金属浓缩回收装置,采用微孔膜的过滤分离方法。通过管道将水洗槽、循环泵、微孔膜组件连接,构成一个闭路循环的过滤系统,其采用的钦金材质微孔膜滤芯,过滤孔径为0.1一10微米,用以去除水洗水中的悬浮物、重金属、胶体等、得到澄清的水洗水,滤芯截留颗粒杂质后,可以通过压缩空气冲洗,重新使用。所以该滤芯可以持续使用1年以上,减少了更换的运行费用。(2)纳滤膜采用特殊的选择性透过膜材料制成,对二价以上离子的截留率较高,达97%以上,而对单价离子的截留率较低,因此能够实现不同价态离子的分离,从而使重金属离子浓缩约10倍,此外,该型号纳滤膜用于离子分离与常用的反渗透膜相比还具有以下优点:l)由于单价盐能自由通过纳滤膜,从而降低了膜两侧的离子浓度差,降低了离子迁移过程所需要的渗透压,降低了系统的操作压力。在保证处理效果的情况下,纳滤膜所需要的压力(75m)比反渗透(14Om)低,这样可以节省运行费用;2)由于纳滤膜的孔径比反渗透要大,这样相同水质情况下,清洗周期也会延长,减少了维护的废水。(3)反渗透系统是利用半透膜透水不透盐的特性,使水在克服渗透压的条件下透过膜,于产水侧收集;将溶质截留在浓水侧,从而使浓水侧离子浓度增加到原水的4倍左右,从而达到回收利用的效果。(4)重金属离子析出剂是一种操作简便、.液状的高分子有机化合物、可以迅速将废水中重金属离子完全分离的化学药剂。重金属离子析出剂在常温下与废水中各种重金属离子如:铬、镍、铜、锌、汞、锰、福、钒及锡等迅速反应,生成不溶于水的高分子鳌合盐,并形成絮状沉淀,与目前国际/国内最流行的化学沉淀方法比较,具有絮凝体粗大、沉淀快、脱水快、后处理容易、污泥量少且稳定无毒和没有二次污染等特点。从而实现重金属浓缩回收的目的。2工艺流程该工艺主要包括特种过滤器、纳滤系统、0R系统、沉淀分离器等。陈业钢:电镀废水零排放及重金属浓缩回收技术简述3技术的特点(l)采用“微孔膜过滤技术”,选用最适合电镀废水的过滤孔径(0.1一10微米),可有效去除电镀废水中悬浮物、重金属、胶体等污染物(去除率达到95%);创新采用钦材质的膜组件,可有效抵御电镀废水中的各种腐蚀,延长设备使用寿命,极大地减少了维护成本;采用了“在线自动冲洗及反洗技术”,解决了装置的污堵问题,保证装置连续稳定运行,生产高品质出水。(2)选用针对电镀废水的抗污染纳滤膜组件,对二价以上离子的截留率高达97%,实现了水的净化脱盐和重金属离子的浓缩分离,与常用的反渗透脱盐方法相比,纳滤膜具有选择性分离溶质的特点,外加压力也仅为反渗透法的一半,极大地降低了运行及维护成本。本项目产品采用膜法工艺技术(即通过“微孔膜过滤”、“纳滤膜结合反渗透膜净化分离”工艺),高效去除电镀废水中悬浮物、胶体、有机物,重金属和溶解盐等,使废水达到回用要求,解决了其他传统工艺只能使废水达到污水综合排放标准而不能回用的缺点,节约了水源。膜技术在电镀废水回用工艺中的应用使废水回用率大于97%,成为优质的电镀工艺用水;废水中重金属离子的回收率也大于9%5。此外,作为一种清洁生产工艺,膜法处理不会造成二次污染,既不会产生离子交换法的酸碱废水,也没有化学法的污泥问题。电镀水洗水经膜技术处理后,回收的原料纯度高,回用水质量好,不仅可大量节约水洗水,还可降低废品的排放量。该工艺易于实现自动化控制,这在电镀自动化生产线上,更易于实现完整的闭路循环系统,使电镀过程产生的污水在工艺过程中直接降污净化,重新回用,不断循环,从而不向周边环境排放电镀污水,彻底消除污染。(3)根据水质特点选用重金属析出剂(NDCT),在常温下与废水中各种重金属离子迅速反应,生成水不溶性的高分子鳌合盐,并形成絮状沉淀,与目前国际/国内最流行的化学沉淀方法比较,具有絮凝体粗大、沉淀快、脱水快、后处理容易、污泥量少且稳定无毒和没有二次污染等特点,重金属离子析出率可达9%9,提高了后续装置对重金属离子的浓缩效率,从而实现重金属浓缩回收的目的。传统重金属浓缩回收方法采用化学沉淀法,即根据废水中含重金属离子的种类、浓度,投加一定的碱剂提高pH值,使各种金属离子与氢氧根(OH一)反应生成金属氢氧化物而共同沉淀。但当废水中含有多种重金属离子时,要根据具体情况控制不同pH值。容易出现的问题是:在一定的PH值下,一种重金属离子形成沉淀,而某164陈业钢:电镀废水零排放及重金属浓缩回收技术简述种己经形成沉淀的重金属离子出现返溶。处理后的废水勉强达到排放标准,但效果不尽人意,无法适应越来越严格的环保法规,难以实现废水回用,沉淀物不能达到回收利用要求,容易形成二次污染。重金属离子析出剂NDTC是一种液状的高分子有机化合物,操作简便,可以迅速将废水中重金属离子完全去除。重金属离子析出剂NDTC在常温下与废水中各种重金属离子如:铬、镍、铜、锌、汞、锰、福、钒及锡等迅速反应,生成不溶与水的高分子鳌合盐,并形成絮状沉淀,经固液分离后,重金属离子析出率可达99%,达到分离回收重金属离子的目的。重金属离子析出剂NDTC应用证明:处理方法简单(可在原化学沉淀法装置上直接投放)、费用低,在废水中多种重金属离子共存情况下,对废水进行一次处理即可达到污水再生利用工业给水的水质要求。废水中存在重金属共存盐与络合物如:EDTA、NH3、柠檬酸等也能充分发挥作用,并且具有絮凝体粗大、沉淀快、脱水快、后处理容易、污泥量少且稳定无毒和没有二次污染等特点。利用投加重金属析出剂分离浓缩废水中的重金属,使其达到回收利用的要求,解决了重金属在生物链中转移和积累的危害,节省能耗。实现了电镀废水的完全闭路循环。(4)本项目采用了一体化、模块化和自动化的设计,可根据不同水量、水质灵活组合各模块,并实现全自动无人监控运行,提高了系统运行的针对性、可靠性、经济性及实用性。本系统的核心技术已得到2项专利保护,电镀水洗水再生回用装置,专利号:ZL200720066612.6;一体化连续膜过滤装置,专利号:ZLO3230987.2。4技术指标(l)该工艺及设备系统能有效去除电镀废水中的悬浮物、有机物、重金属、胶体、溶解盐等,从而使电镀废水达到回用至水洗水槽的要求。(2)该工艺及设备系统能有效分离浓缩电镀废水中重金属离子,从而使重金属离子浓度达到回收再利用的要求。(3)有效降低电镀废水中的悬浮物含量,对SS去除率可达9%5,使电镀废水的55降低至lmg/L。(4)有效降低电镀废水的溶解盐含量,在进水电导率高达5000psc/m的情况下,系统脱盐率可保证在9%7以上。陈业钢:电镀废水零排放及重金属浓缩回收技术简述(5)有效降低电镀废水中有机物的含量,使电镀废水的COD降低至ZmgL/。(6)高效析出重金属离子,净化水质,使电镀废水达到循环回用要求,使重金属分离浓缩并达到回收利用的要求。RegenerationtechnologyforeleetroPlatingwastewaterandheavymetalChenYegang(ShanghaiDenovoEnviornmentProteetionCo.,Ltd,Shanghai,200233)Abstraet:RegeneartionteehnologyofreleetroPlatingwastewaterandhevaymetal15mainlyaPPliedinelectroPlateindustry,chemicalindustyr,and50on,whieheonsistsofmieroPorousmembarnei