CN102976518B - 同时净化电镀废水、印染废水和化工有机废水的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种同时净化电镀废水、印染废水和化工有机废水的方法，将电镀废水和印染废水分别过滤去除固体颗粒，根据电镀生产工艺分析其中存在的离子，添加金属阳离子或将多种电镀废水混合，使二价离子的摩尔浓度是三价离子的摩尔浓度的2~4倍；将电镀废水和印染废水按体积比2∶1~4∶1混合，向混合废水中滴加50%~70%的NaOH溶液调节pH值至8~10为止，滴加时在300~400rpm下搅拌120～180分钟；加入水量为印染废水1~4倍的化工有机废水，充分搅拌混合2~4h，沉淀，分离；加入盐酸或硫酸，调节pH至7；将化工废水和印染废水中的其他有机物都吸附到水滑石的层间，一起沉淀从水中分离。

Description

同时净化电镀废水、印染废水和化工有机废水的方法

技术领域

本发明涉及环境污染控制新技术的开发，尤其涉及一种同时净化电镀废水、印染废水和化工有机废水的方法。

背景技术

电镀工厂（或车间）排出的废水和废液，如镀件漂洗水、废槽液、设备冷却水和冲洗地面水等，其水质因生产工艺而异，往往含油多种金属离子，一般来说，常含有Cr⁶⁺、Cd²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Fe²⁺等重金属；电镀废水多有毒，危害较大。如氰可引起人畜急性中毒，致死，低浓度长期作用也能造成慢性中毒。镉可使肾脏发生病变，并会引起痛痛病。六价铬可引起肺癌、肠胃道疾病和贫血，并会在骨、脾和肝脏内蓄积。因此，电镀废水必须严格控制，妥善处理。

目前，广泛采用的电镀废水处理方法主要有7类：（1）化学沉淀法，又分为中和沉淀法和硫化物沉淀法。（2）氧化还原处理，分为化学还原法、铁氧体法和电解法。（3）溶剂萃取分离法。（4）吸附法。（5）膜分离技术。（6）离子交换法。（7）生物处理技术，包括生物絮凝法、生物吸附法、生物化学法、植物修复法。各种方法具有各自的优缺点。比如吸附法处置不当会导致污染物转移，生物法起效慢，需要微生物几个生长周期才可以看见效果。

纺织印染废水具有水量大、有机污染物含量高、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水之一，废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等。印染过程中用量最大的活性染料就是阴离子染料，其在废水中存在的量也最大，处理较为困难。目前用于印染废水处理的主要方法有物化法、生化法、化学法以及几种工艺结合的处理方法。但整个工程投资大，操作费用高。

随着经济的高速发展，化工产品生产过程对环境的污染加剧，对人类健康的危害也日益普遍和严重，其中特别是精细化工产品(如制药、染料、日化等)生产过程中排出的有机物质，大多都是结构复杂、有毒有害和生物难以降解的物质。因此，化工废水处理的难度较大。化工废水的基本特征为极高的COD、高盐度、对微生物有毒性，是典型的难降解废水，是目前水处理技术方面的研究重点和热点。化工废水的特征分析如下：（1）水质成分复杂，副产物多，反应原料常为溶剂类物质或环状结构的化合物，增加了废水的处理难度；（2）废水中污染物含量高，这是由于原料反应不完全和原料、或生产中使用的大量溶剂介质进入了废水体系所引起的；（3）有毒有害物质多，精细化工废水中有许多有机污染物对微生物是有毒有害的，如卤素化合物、硝基化合物、具有杀菌作用的分散剂或表面活性剂等；（4）生物难降解物质多，B/C比低，可生化性差；（5）废水色度高。化工废水是一种比较难处理的废水。

目前这类废水的处理主要是分开处理，针对各种废水的特性选用各自的方法分别处理；或者多种废水混合起来，笼统的用某些工艺进行叠加，完全不考虑各自废水的特点，耗时耗力、投资大、操作费用高。

层状双羟基复合金属氧化物（Layered Double Hydroxides，简称LDH），又称水滑石，是一类重要的无机功能材料。其独特的层状结构及层板元素和层间阴离子的可调变性受到人们的广泛关注，经离子交换向层间引入新的客体阴离子可使层状结构和组成产生相应的变化，因而可以制备一大类具有特殊性质的功能材料。水滑石材料属于阴离子型层状化合物。层状化合物是指具有层状结构、层间离子具有可交换性的一类化合物，利用层状化合物主体在强极性分子作用下所具有的可插层性和层间离子的可交换性，将一些功能性客体物质引入层间空隙并将层板距离撑开从而形成层柱化合物。

水滑石化学结构通式为：[M²⁺ _1-xM³⁺x (OH)₂]^x+ [(A^n- )_x/n·mH₂O]，其中M²⁺为Mg²⁺，Ni²⁺，Mn²⁺，Zn²⁺，Ca²⁺，Fe²⁺，Cu²⁺等二价金属阴离子；M³⁺为Al³⁺，Cr³⁺，Fe³⁺，Co³⁺等三价金属阴离子；A^n-为阴离子，如CO₃ ^2-，NO₃ ^-，Cl^-，OH^-，SO₄ ^2-，PO₄ ^3-，C₆H₄(COO)₂ ^2-等无机和有机离子以及络合离子，当层间无机阴离子不同，水滑石的层间距不同，同时在水滑石吸附污染物之后，层间距也会增大，以容纳更多的污染物。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术中针对净化电镀废水、印染废水和化工有机废水处理的不足，提供一种同时净化电镀废水、印染废水和化工有机废水的方法。

本发明采用的技术方案是依次包括如下步骤：

1）将电镀废水和印染废水分别过滤去除固体颗粒，根据电镀生产工艺分析其中存在的离子，添加金属阳离子或将多种电镀废水混合，使二价离子的摩尔浓度是三价离子的摩尔浓度的2~4倍；

2）将电镀废水和印染废水按体积比2：1~4：1混合，向混合废水中滴加50%~70% 的NaOH 溶液调节pH值至8~10为止，滴加时在300~400 rpm下搅拌120～180分钟；

3）加入水量为印染废水1~4倍的化工有机废水，充分搅拌混合2~4 h，沉淀，分离；

4）加入盐酸或硫酸，调节pH至7。

本发明的优点是：

（1）利用电镀废水中的金属离子在碱性条件下可以生成水滑石，利用水滑石的阴离子交换特性将废水中的阴离子（阴离子染料、CN^-等等）都吸附到层间。在阴离子染料被吸附到层间后，又形成了具有分配能力的有机相，将化工废水和印染废水中的其他有机物都吸附到水滑石的层间，一起沉淀从水中分离。

（2）印染废水的加入会促进了水滑石的生成，因为，印染废水一般碱性较强，pH较高，加入印染废水后可以减少制备水滑石过程中碱（NaOH）的用量。

（3）通过重金属制得的负载有染料的水滑石形成有机水滑石，在处理化工废水后，根据其吸附污染物的量的多少，在没有达到饱和之前还可作为水处理材料，继续用于有机废水治理。

具体实施方式

将电镀废水和印染废水分别过滤去除固体颗粒，根据电镀生产工艺分析其中可能存在的离子，添加适当的金属阳离子，或将多种电镀废水混合，保证二价离子的摩尔浓度是三价离子的摩尔浓度的2~4倍。如果只有二价金属阳离子，则加入少量三价金属阳离子（如比较便宜的Al³⁺、Fe³⁺），如果只有三价金属阳离子，则加入少量二价金属阳离子（如比较便宜的Mg²⁺、Fe²⁺），如果已经有二价金属阳离子和三价金属阳离子，则考察一下浓度，确保二者的浓度比符合二价离子的摩尔浓度是三价离子的摩尔浓度的2~4倍的范围。

将电镀废水和印染废水按体积比2：1~4：1混合，向混合废水中快速滴加50%~70% 的NaOH 溶液调节pH值，直到pH值至8~10为止，滴加时在300~400 rpm下快速搅拌120～180分钟。然后加入化工有机废水，水量为印染废水的1~4倍，化工废水加入后，和之前的混合废水，充分搅拌混合2~4 h，沉淀，分离，混合废水中的污染物会随着沉淀被去除，最后加入盐酸或硫酸，调节pH至7左右。

以下进一步提供本发明的3个实施例：

实施例1

将电镀废水和印染废水分别过滤去除固体颗粒，根据生产工艺分析，电镀废水中含有Ni²⁺和Cu²⁺，加入少量Al³⁺，使二价离子的摩尔浓度是三价离子的摩尔浓度的2倍；将电镀废水和印染废水按体积比4：1混合，向电镀废水中快速滴加70% 的NaOH 溶液调节pH值至8，滴加时在400 rpm下快速搅拌180分钟，加入化工有机废水，水量为印染废水的4倍，化工废水加入后，和之前的混合废水充分搅拌混合4 h，沉淀，分离，混合废水中的污染物会随着沉淀被去除，最后加入硫酸，调节pH至7左右。测定混合废水上清液水质，经测定：废水中的金属离子的去除率均大于99%，混合后的COD去除率为91.7%。

实施例2

将电镀废水和印染废水分别过滤去除固体颗粒，根据生产工艺分析，电镀废水中含有Fe³⁺和Al³⁺，加入少量Mg²⁺，使二价离子的摩尔浓度是三价离子的摩尔浓度的4倍；将电镀废水和印染废水按体积比2：1混合，向电镀废水中快速滴加50%的NaOH 溶液调节pH值至10，滴加时在300 rpm下快速搅拌120分钟，加入化工有机废水，水量为印染废水的1倍，化工废水加入后，和之前的混合废水充分搅拌混合2h，沉淀，分离，混合废水中的污染物会随着沉淀被去除，最后加入盐酸，调节pH至7左右。测定混合废水上清液水质，经测定：废水中的金属离子的去除率均大于99%，混合后的COD去除率为92.5%。

实施例3

将多种电镀废水和印染废水分别混合，去除固体颗粒，根据生产工艺分析电镀废水中存在Ni²⁺、Cu²、Fe³⁺和Al³⁺，且二价离子的摩尔浓度是三价离子的摩尔浓度的3倍，将电镀废水和印染废水按体积比3：1混合，向电镀废水中快速滴加60% 的NaOH 溶液调节pH值至9，滴加时在350 rpm下快速搅拌150分钟，加入化工有机废水，水量为印染废水的3倍，化工废水加入后，和之前的混合废水充分搅拌混合3 h，沉淀，分离，混合废水中的污染物会随着沉淀被去除，最后加入硫酸，调节pH至7左右。测定混合废水上清液水质，经测定：废水中的金属离子的去除率均大于99%，混合后的COD去除率为92.1%。

将沉淀得到的水滑石烘干、研磨成粉末后，再用于处理含10 mg/L的对硝基苯的有机废水，每克水滑石对应的所处理的废水体积约为1 L，快速搅拌60分钟；反应产物在沉淀池停留30分钟，固液分离，紫外可见分光光度计测定上清液浓度，污染物去除率为92.8%。

Claims (1)

1.一种同时净化电镀废水、印染废水和化工有机废水的方法，其特征是依次包括如下步骤：

1）将电镀废水和印染废水分别过滤去除固体颗粒，根据电镀生产工艺分析其中存在的离子，添加金属阳离子或将多种电镀废水混合，使二价离子的摩尔浓度是三价离子的摩尔浓度的2~4倍；

2）将电镀废水和印染废水按体积比2：1~4：1混合，向混合废水中滴加50%~70% 的NaOH 溶液调节pH值至8~10为止，滴加时在300~400 rpm下搅拌120～180分钟；

3）加入水量为印染废水1~4倍的化工有机废水，充分搅拌混合2~4 h，沉淀，分离；

4）加入盐酸或硫酸，调节pH至7。