CN106673285A - 一种含金电镀废水的资源化回收利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含金电镀废水的资源化回收利用方法，包括清洗水回收和金属回收两方面。经保安过滤器去除废水中的颗粒杂质，减轻废水中的杂质对后续膜***的污染，去除杂质后的废水经纳滤膜进一步处理，产水经反渗透膜进一步处理后，作为清洗水或其他生产用水回用，产生的浓水输入低温真空蒸发装置进一步浓缩，蒸发产生的水蒸气经冷凝后可作为清洗水回用。废水经低温真空蒸发进一步浓缩后，输入光电催化反应装置，利用光催化氧化和电化学降解的协同作用，氧化降解废水中有机污染物，同时金离子在阴极还原沉积。使贵重金属金得到高效回收。本发可以从废水中高效回收贵重金属金，同时能回收90％以上的清洗水。
Description
技术领域
本发明涉及电镀废水处理及资源回收技术领域，具体是涉及一种含金电镀废水的资源化回收利用方法。
背景技术
镀金层的化学性质稳定、延展性好、易抛光、耐高温，易于焊接、耐腐蚀性强、具有很好的抗变色性能、较低的接触电阻、良好导电性能，因而广泛应用于精密仪器仪表、印刷板、集成电路、电子管壳、电接点等要求电参数性能长期稳定的零件电镀。在电镀过程中不可避免的会产生废水。电镀废水中有害物质含量高，成分复杂，因而造成处理技术难度较大，并对周围环境造成严重的威胁。随着人类环保意识的日益提高,电镀废水无害化、资源化处理越来越受到人们的关注和重视。
金是一种极具回收价值的重金属，目前从电镀废水中回收金可分为化学沉淀法、锌置换法、电解法、离子交换法等。化学沉淀法一般做法是向废水中投加硫化钠、氯化钠等化学药剂，与废水中的金离子形成沉淀，通过高温灼烧的办法从废水中回收金。锌置换法是利用活性较高的锌将金从废水中置换出来的一种方法。电解法是指在电的影响下，废水中的金在阴极还原沉积，从而与废水分离。离子交换法是利用离子交换树脂吸附含金废水，待吸附饱和后，用丙酮～盐酸浸泡再生，将再生液进行水浴蒸馏，从沉积物中回收金。相比而言，电解法不消耗化学药剂，成本低；选择性好，可获得纯度较高的金；可以同步去除废水中的有机物。
二氧化钛具有良好的光催化活性，在紫外光照射下可以产生羟基自由基氧化去除电镀废水中的络合物。利用二氧化钛的光催化氧化作用降解有机污染物，已经成为水污染控制的研究热点。另外，外加电场不仅可以对紫外光照射的二氧化钛电极施加阳极偏压，减少电子～空穴的复合率，提高光电催化效率；电镀废水中的重金属离子还可以在电场的作用下向阴极转移，并在阴极高效还原为金属单质，从而达到回收贵重金属，降低污染的目的。
发明内容
本发明解决的技术问题是现有的对含有金的电镀废水的处理方法不能同时高效、快速的实现水资源和金属金的同时回收利用。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是，一种含金电镀废水的资源化回收利用方法，包括以下步骤：
1)含金电镀废水分类收集或直接与电镀清洗槽连接，不与其它重金属废水混合；
2)电镀废水首先经过保安过滤器过滤，其过滤孔径为0.1～5um，去除废水中的颗粒杂质，减轻对后续***特别是膜***的污染；
3)进入由纳滤膜和反渗透膜组成的膜处理***进行处理，在纳滤膜和反渗透膜之前均设置有增压泵；通过纳滤膜截留废水中的大分子有机物、络合物以及废水中80％以上的溶解盐离子，通过反渗透膜进一步去除废水中所有的离子，使产水电导率低于40us/cm，完全达到回用标准，进入回用水箱；经反渗透膜处理，可回收废水中70％以上的清洗水；
4)纳滤膜和反渗透膜浓水进入真空蒸发装置，所述真空蒸发装置为低温真空蒸发装置，其运行压力控制在3.5～5.5kPa，蒸发温度控制在30～50℃，通过真空低温蒸发装置形成的冷凝水进入回用水箱；低温真空蒸发装置可将电镀废水的浓度提高一倍以上，可冷凝回流20％以上的清洗水；
5)采用光电催化装置同步去除废水中的有机物和回收贵重金属金：选用二氧化钛作为光催化电极，阴极电位为Ec＝-0.9V～-1.5V，阳极电位为2～10V，操作pH在4～10范围内，都可以得到有效的降解，选用紫外光为光源，电流密度为0.5～1.5mA/cm2，紫外光波长为220nm～350nm，功率为100W，光电催化反应时间为0.5～1.5h。经光电催化反应后，可回收废水中99％以上的贵重金属金，产水COD低于60mg/L。
进一步地，在上述方案中，所述的保安过滤器还包括反冲洗***，反冲洗***的工作频率为2～4次/小时，提高反冲洗可以提高过滤效率。
进一步地，在上述方案中，所述的低温真空蒸发装置，包括真空***和冷凝***，其操作温度为35～45℃，能耗低，在真空条件下蒸发，蒸发效率高。
进一步地，在上述方案中，所述二氧化钛阳极为掺有金属材料的二氧化钛固体膜，阴极材料为负载有活性炭颗粒的碳纤维，负载有活性炭颗粒的碳纤维同时具有巨大的比表面积同时具有极高的孔隙率。
进一步地，在上述方案中，所述掺有金属材料的二氧化钛固体膜中的金属为Cs和La，Cs、La和二氧化钛三者所占的质量百分比为：Cs：40～50％，La：40～45％，余量为二氧化钛。
进一步地，在上述方案中，所述负载有活性炭颗粒的碳纤维中，活性碳颗粒占阴极材料的质量百分比为0.1～5％。
本发明的有益效果是：本发明包括清洗水回收和金属回收两方面，清洗水的回收为：经保安过滤器去除废水中的颗粒杂质，减轻废水中的杂质对后续膜***的污染；去除杂质后的废水经纳滤膜进一步处理，纳滤膜可截留电镀废水中的有机络合物、80％以上的离子，产水经反渗透膜进一步处理后，可作为清洗水或其他生产用水回用；电镀废水经纳滤膜和反渗透膜处理后，产生的浓水输入低温真空蒸发装置进一步提高电镀废水中金的浓度，蒸发产生的水蒸气经冷凝后可作为清洗水回用。废水经低温真空蒸发进一步浓缩后，输入光电催化反应装置，利用光催化氧化和电化学降解的协同作用，氧化降解废水中有机污染物，同时金离子在阴极还原沉积，回收金属金。本发明适用于含金电镀废水的处理，可以从废水中高效回收贵重金属金，同时能回收90％以上的清洗水，同时无需添加其他药剂，处理成本低，无二次污染。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图1通过具体实施方式来对本发明进行更进一步详细的说明。
实施例1：
一种含金电镀废水的资源化回收利用方法，包括以下步骤：
1)含金电镀废水分类收集或直接与电镀清洗槽连接，不与其它重金属废水混合；
2)电镀废水首先经过保安过滤器过滤，其过滤孔径为0.1um，去除废水中的颗粒杂质，减轻对后续***特别是膜***的污染，再通过保安过滤器的反冲洗***进行反冲洗，反冲洗***的工作频率为2次/小时，提高过滤效率；
3)进入由纳滤膜和反渗透膜组成的膜处理***进行处理，在纳滤膜和反渗透膜之前均设置有增压泵；电镀废水经增压泵增压至5bar以上，进入纳滤膜进行初步分离，通过纳滤膜截留废水中的大分子有机物、络合物以及废水中80％以上的溶解盐离子；产水通过增压泵增压至20bar以上输送到反渗透膜进一步去除废水中所有的离子，使产水电导率低于40us/cm，完全达到回用标准，进入回用水箱；经反渗透膜处理，可回收废水中70％以上的清洗水；
4)纳滤膜和反渗透膜浓水进入真空蒸发装置，所述真空蒸发装置为低温真空蒸发装置，包括真空***和冷凝***，其运行压力控制在3.5kPa，蒸发温度控制在30℃，能耗低，在真空条件下蒸发，蒸发效率高；通过真空低温蒸发装置形成的冷凝水进入回用水箱；低温真空蒸发装置可将电镀废水的浓度提高一倍以上，可冷凝回流20％以上的清洗水；所述的低温真空蒸发装置；
5)采用光电催化装置同步去除废水中的有机物和回收贵重金属金：选用二氧化钛作为光催化电极，所述二氧化钛阳极为掺有金属材料的二氧化钛固体膜，掺有金属材料的二氧化钛固体膜中的金属为Cs和La，Cs、La和二氧化钛三者所占的质量百分比为：Cs：40％，La：40％，余量为二氧化钛；阴极材料为负载有活性炭颗粒的碳纤维，活性碳颗粒占阴极材料的质量百分比为0.1％，负载有活性炭颗粒的碳纤维同时具有巨大的比表面积同时具有极高的孔隙率。阴极电位为Ec＝-0.9V，阳极电位为2V，操作pH为4.0，选用紫外光为光源，电流密度为0.5mA/cm2，紫外光波长为220nm，功率为100W，光电催化反应时间为0.5h。经光电催化反应后，产水COD低于60mg/L。
通过本实施例方法对镀金漂洗废水进行处理后，清洗水回收率为92.6％，金回收率为99.15％。
实施例2：
一种含金电镀废水的资源化回收利用方法，包括以下步骤：
1)含金电镀废水分类收集或直接与电镀清洗槽连接，不与其它重金属废水混合；
2)电镀废水首先经过保安过滤器过滤，其过滤孔径为2.5um，去除废水中的颗粒杂质，减轻对后续***特别是膜***的污染，再通过保安过滤器的反冲洗***进行反冲洗，反冲洗***的工作频率为3次/小时，提高过滤效率；
3)进入由纳滤膜和反渗透膜组成的膜处理***进行处理，在纳滤膜和反渗透膜之前均设置有增压泵；电镀废水经增压泵增压至5bar以上，进入纳滤膜，通过纳滤膜截留废水中的大分子有机物、络合物以及废水中80％以上的溶解盐离子，产水通过增压泵增压至20bar以上输送到反渗透膜进一步去除废水中所有的离子，使产水电导率低于40us/cm，完全达到回用标准，进入回用水箱；经反渗透膜处理，可回收废水中70％以上的清洗水；
4)纳滤膜和反渗透膜浓水进入真空蒸发装置，所述真空蒸发装置为低温真空蒸发装置，包括真空***和冷凝***，其运行压力控制在4.5kPa，蒸发温度控制在35℃，能耗低，在真空条件下蒸发，蒸发效率高；通过真空低温蒸发装置形成的冷凝水进入回用水箱；低温真空蒸发装置可将电镀废水的浓度提高一倍以上，可冷凝回流20％以上的清洗水；所述的低温真空蒸发装置；
5)采用光电催化装置同步去除废水中的有机物和回收贵重金属金：选用二氧化钛作为光催化电极，所述二氧化钛阳极为掺有金属材料的二氧化钛固体膜，掺有金属材料的二氧化钛固体膜中的金属为Cs和La，Cs、La和二氧化钛三者所占的质量百分比为：Cs：45％，La：42.5％，余量为二氧化钛；阴极材料为负载有活性炭颗粒的碳纤维，活性碳颗粒占阴极材料的质量百分比为2.5％，负载有活性炭颗粒的碳纤维同时具有巨大的比表面积同时具有极高的孔隙率。阴极电位为Ec＝-1.2V，阳极电位为6V，操作pH为7.0，选用紫外光为光源，电流密度为1.0mA/cm2，紫外光波长为285nm，功率为100W，光电催化反应时间为1.0h。经光电催化反应后，产水COD低于60mg/L。
通过本实施例方法对镀金漂洗废水进行处理后，清洗水回收率为91.9％，金回收率为99.32％。
实施例3：
一种含金电镀废水的资源化回收利用方法，包括以下步骤：
1)含金电镀废水分类收集或直接与电镀清洗槽连接，不与其它重金属废水混合；
2)电镀废水首先经过保安过滤器过滤，其过滤孔径为5um，去除废水中的颗粒杂质，减轻对后续***特别是膜***的污染，再通过保安过滤器的反冲洗***进行反冲洗，反冲洗***的工作频率为4次/小时，提高过滤效率；
3)进入由纳滤膜和反渗透膜组成的膜处理***进行处理，在纳滤膜和反渗透膜之前均设置有增压泵；电镀废水经增压泵增压至5bar以上，进入纳滤膜，通过纳滤膜截留废水中的大分子有机物、络合物以及废水中80％以上的溶解盐离子，产水通过增压泵增压至20bar以上输送到反渗透膜进一步去除废水中所有的离子，使产水电导率低于40us/cm，完全达到回用标准，进入回用水箱；经反渗透膜处理，可回收废水中70％以上的清洗水；
4)纳滤膜和反渗透膜浓水进入真空蒸发装置，所述真空蒸发装置为低温真空蒸发装置，包括真空***和冷凝***，其运行压力控制在5.5kPa，蒸发温度控制在50℃，能耗低，在真空条件下蒸发，蒸发效率高；通过真空低温蒸发装置形成的冷凝水进入回用水箱；低温真空蒸发装置可将电镀废水的浓度提高一倍以上，可冷凝回流20％以上的清洗水；所述的低温真空蒸发装置；
5)采用光电催化装置同步去除废水中的有机物和回收贵重金属金：选用二氧化钛作为光催化电极，所述二氧化钛阳极为掺有金属材料的二氧化钛固体膜，掺有金属材料的二氧化钛固体膜中的金属为Cs和La，Cs、La和二氧化钛三者所占的质量百分比为：Cs：50％，La：45％，余量为二氧化钛；阴极材料为负载有活性炭颗粒的碳纤维，活性碳颗粒占阴极材料的质量百分比为5％，负载有活性炭颗粒的碳纤维同时具有巨大的比表面积同时具有极高的孔隙率。阴极电位为Ec＝-1.5V，阳极电位为10V，操作pH为10.0，选用紫外光为光源，电流密度为1.5mA/cm2，紫外光波长为350nm，功率为100W，光电催化反应时间为1.5h。经光电催化反应后，产水COD低于60mg/L。
通过本实施例方法对镀金漂洗废水进行处理后，清洗水回收率为93.1％，金回收率为99.28％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种含金电镀废水的资源化回收利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)含金电镀废水分类收集或直接与电镀清洗槽连接，不与其它重金属废水混合；
2)电镀废水首先经过保安过滤器过滤，其过滤孔径为0.1～5um，去除废水中的颗粒杂质；
3)进入由纳滤膜和反渗透膜组成的膜处理***进行处理：通过纳滤膜截留废水中的大分子有机物、络合物以及废水中80％以上的溶解盐离子，通过反渗透膜进一步去除废水中所有的离子，使产水电导率低于40us/cm，进入回用水箱；
4)纳滤膜和反渗透膜浓水进入真空蒸发装置，所述真空蒸发装置为低温真空蒸发装置，其运行压力控制在3.5～5.5kPa，蒸发温度控制在30～50℃，通过真空低温蒸发装置形成的冷凝水进入回用水箱；
5)采用光电催化装置同步去除废水中的有机物和回收贵重金属金：选用二氧化钛作为光催化电极，阴极电位为Ec＝-0.9V～-1.5V，阳极电位为2～10V，操作pH在4～10范围内，选用紫外光为光源，电流密度为0.5～1.5mA/cm2，紫外光波长为220nm～350nm，功率为100W，光电催化反应时间为0.5～1.5h。
2.根据权利要求1所述的一种含金电镀废水的资源化回收利用方法，其特征在于，所述的保安过滤器还包括反冲洗***。
3.根据权利要求1所述的一种含金电镀废水的资源化回收利用方法，其特征在于，所述的低温真空蒸发装置，包括真空***和冷凝***，其操作温度为35～45℃，能耗低，在真空条件下蒸发，蒸发效率高。
4.根据权利要求1所述的一种含金电镀废水的资源化回收利用方法，其特征在于，所述二氧化钛阳极为掺有金属材料的二氧化钛固体膜，阴极材料为负载有活性炭颗粒的碳纤维，碳纤维同时具有巨大的比表面积同时具有极高的孔隙率。
5.根据权利要求1所述的一种含金电镀废水的资源化回收利用方法，其特征在于，所述掺有金属材料的二氧化钛固体膜中的金属为Cs和La，Cs、La和二氧化钛三者所占的质量百分比为：Cs：40～50％，La：40～45％，余量为二氧化钛。
6.根据权利要求1所述的一种含金电镀废水的资源化回收利用方法，其特征在于，所述负载有活性炭颗粒的碳纤维中，活性碳颗粒占阴极材料的质量百分比为0.1～5％。
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