CN113045061A - 一种电镀酸洗废液的回收利用方法 - Google Patents

一种电镀酸洗废液的回收利用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种电镀酸洗废液的回收利用方法，属于污水处理技术领域，本发明提供的方法通过依次对电镀废酸洗废水进行氧化处理、油水分离、酸铁分离、浓缩和中和等，实现电镀酸洗废液中各组分的转化、转移和富集，实现了物质的循环利用和品位提升，解决了电镀酸洗废液中铁浓度低不好利用、低酸浓度溶液不好回收、碱中和电镀酸洗废液药剂成本高、固废量大等问题，整个过程无气、液、固三废排放，节能环保，成本低，实现了电镀酸洗废液的回收利用。

Description

一种电镀酸洗废液的回收利用方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种电镀酸洗废液的回收利用方法。
背景技术
电镀行业是关乎国计民生的行业，也是高污染、高用水量的行业。电镀废水水质成分复杂，废水中含有铬、锌、铜、镍、镉等重金属离子以及毒性很大的杂物如酸、碱、氰化物等，若不能很好处理会对周围环境造成极大的污染，从而危害到植物、动物及人类。
国内对电镀废水的治理虽然已经有50多年的历史，但相关的行业排放标准在2008年才正式出台(参见GB21900-2008《电镀污染物排放标准》)。在清洁生产、节能减排这一环保主题之下，人们越来越重视环境保护对经济与社会的作用，国家于近年来相继出台环保法律法规，并于2015年审议通过《水污染防治行动计划》。因此，电镀废水中资源回收以及越来越受到广泛关注和重视。
酸洗废水是为了清除金属表面氧化物，采用硫酸、硝酸、盐酸、氢氟酸及磷酸等酸进行酸洗法处理时而产生的废水。废水多来源于钢铁厂或电镀厂，pH值一般在1.5以下(游离酸0.5～2％)，呈强酸性。电镀酸洗废液中主要有无机强酸、铁盐和水，具有很强的酸性和腐蚀性，如不加处理直接排放，不仅会造成资源浪费，还会对环境产生严重危害。目前电镀酸洗废液中用的最多的是盐酸、硫酸，因此大部分酸洗废液的成分主要包括盐酸、硫酸、水和相应的铁盐。酸洗液废液主要包括废酸洗液，也可以是酸性除油液、酸性活化液、刻蚀液、抛光液，以及其漂洗液、浓缩液或者其它形式，因此不同的酸洗废液的组成和浓度存在很大的差异，这对其回收利用增加了困难。
目前电镀酸洗废液最常见的处理方式酸碱中和、蒸发、烧结、膜法处理。其中采用石灰、液碱直接进行中和，不仅仅消耗了大量的药剂，而且产生了大量的无法利用的中和污泥，药剂费和固废处理费用高昂；同时引入了大量的钙盐对电镀废水的回用产生了极大的危害。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种电镀酸洗废液的回收利用方法，本发明提供的方法能够提高酸洗废液的利用率，整个过程无气体、液体、固体的排放，节能环保成本低。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种电镀酸洗废液的回收利用方法，包括以下步骤：
1)将电镀酸洗废液进行氧化处理，油水分离，得到富酸铁溶液和油；
2)当所述步骤1)得到的富酸铁溶液中H+浓度为1～8mol/L时，对所述富酸铁溶液进行酸铁分离，得到回收酸和酸铁溶液，所述酸铁溶液的H+浓度小于1mol/L；当富酸铁溶液的H+浓度小于1mol/L时，所述富酸铁溶液作为酸铁溶液使用；
3)当所述步骤2)得到的回收酸的浓度为0.5～7.2mol/L时，所述回收酸作为配酸工艺的原料使用；当所回收酸的浓度小于0.5mol/L时，将所述回收酸浓缩至1～8mol/L，作为配酸工艺的原料使用；
4)所述步骤2)得到的酸铁溶液中加入氢氧化铁调节pH值至1～2，得到高浓度铁溶液；所述高浓度铁溶液作为电镀废水的处理药剂；
所述电镀酸洗废液中H+浓度为0.1～8mol/L，铁离子浓度为1000～60000mg/L，COD为2000～10000mg/L，含油量为10～1000mg/L，其它金属离子浓度为0～1000mg/L。
优选地，所述步骤1)中氧化处理的方法包括双氧水氧化法、臭氧氧化法、紫外线氧化法、高铁酸盐氧化法和次氯酸钠氧化法中的至少一种。
优选地，所述步骤1)中油水分离的方法包括陶瓷膜过滤法、沙滤法、多介质过滤法、有机膜过滤法、碳吸附法、树脂吸附法、气浮法、吸油毡法或离心分离法。
优选地，所述步骤2)中酸铁分离的方法包括扩散渗析法、有机萃取法、电渗析法、纳滤法、喷雾烧结法、离子交换法或蒸馏法。
优选地，所述步骤3)中浓缩的方法包括电渗析法、纳滤法、高压反渗透法、中压反渗透法或蒸发法。
有益技术效果：本发明提供了一种电镀酸洗废液的回收利用方法，本发明提供的方法通过依次对电镀酸洗废水进行氧化处理、油水分离、酸铁分离、浓缩和中和等，实现电镀酸洗废液中各组分的转化、转移和富集，实现了物质的循环利用和品位提升，解决了电镀酸洗废液中铁浓度低不好利用、低酸浓度溶液不好回收、碱中和电镀酸洗废液药剂成本高、固废量大等问题，整个过程无气、液、固三废排放，节能环保，成本低，实现了电镀酸洗废液的回收利用。
具体实施方式
本发明提供了一种电镀酸洗废液的回收利用方法，包括以下步骤：
1)将电镀酸洗废液进行氧化处理，油水分离，得到富酸铁溶液和油；
2)当所述步骤1)得到的富酸铁溶液中H+浓度为1～8mol/L时，对所述富酸铁溶液进行酸铁分离，得到回收酸和酸铁溶液，所述酸铁溶液的H+浓度小于1mol/L；当富酸铁溶液的H+浓度小于1mol/L时，所述富酸铁溶液作为酸铁溶液使用；
3)当所述步骤2)得到的回收酸的浓度为0.5～7.2mol/L时，所述回收酸作为配酸工艺的原料使用；当所回收酸的浓度小于0.5mol/L时，将所述回收酸浓缩至1～8mol/L，作为配酸工艺的原料使用；
4)所述步骤2)得到的酸铁溶液中加入氢氧化铁调节pH值至1～2，得到高浓度铁溶液；所述高浓度铁溶液作为电镀废水的处理药剂；
所述电镀酸洗废液中H+浓度为0.1～8mol/L，铁离子浓度为1000～60000mg/L，COD为2000～10000mg/L，含油量为10～1000mg/L，其它金属离子浓度为0～1000mg/L。
本发明将电镀酸洗废液进行氧化处理，油水分离，得到富酸铁溶液和油。
在本发明中，所述电镀酸洗废液优选为酸性除油液、酸性活化液、刻蚀液、抛光液、漂洗液或浓缩液中的至少一种；所述电镀酸洗废液中H+浓度为0.1～8mol/L，铁离子浓度为1000～60000mg/L，COD为2000～10000mg/L，含油量为10～1000mg/L，其它金属离子0～1000mg/L。
在本发明中，所述氧化处理的方法均为直接氧化法，优选包括双氧水氧化法、臭氧氧化法、紫外线氧化法、高铁酸盐氧化法和次氯酸钠氧化法中的至少一种，更优选为双氧水氧化法、臭氧氧化法或次氯酸钠氧化法。本发明对具体的氧化处理方法没有特殊限定，选用本领域技术人员熟知的氧化方法即可。
本发明通过氧化处理，使电镀酸洗液中的油沉淀、上浮或悬浮，实现两相分离。
在本发明中，所述油水分离的方法包括陶瓷膜过滤法、砂滤法、多介质过滤法、有机膜过滤法、碳吸附法、树脂吸附法、气浮法、吸油毡法或离心分离法，更优选为陶瓷膜过滤法或有机膜过滤法。本发明对油水分离的具体操作方法没有特殊限定，选用本领域技术人员熟知的操作方法即可。
得到富酸铁溶液和油后，本发明将所述油送第三方回收利用或者做燃料。
在本发明中，当富酸铁溶液中H+浓度为1～8mol/L时，对所述富酸铁溶液进行酸铁分离，得到回收酸和酸铁溶液，所述酸铁溶液的H+浓度＜1mol/L。
在本发明中，所述酸铁分离的方法优选包括扩散渗析法、有机萃取法、电渗析法、纳滤法、喷雾烧结法、离子交换法或蒸馏法，优选为扩散渗析法、纳滤法或、离子交换法。本发明对酸铁分离的方法的具体操作没有特殊限定，选用本领域技术人员熟知的操作方法即可。
在本发明中，所述酸铁溶液的H+浓度＜1mol/L，优选为0.4～0.8mol/L。
在本发明中，当富酸铁溶液的H+浓度＜1mol/L时，所述富酸铁溶液作为酸铁溶液使用。
得到回收酸和酸铁溶液后，当得到的回收酸的浓度为0.5～7.2mol/L时，所述回收酸作为配酸工艺的原料使用；当所回收酸的浓度为＜0.5mol/L时，将所述回收酸浓缩至1～8mol/L，作为配酸工艺的原料使用。
在本发明中，所述浓缩的方法优选包括电渗析法、纳滤法、高压反渗透法、中压反渗透法或蒸发法，更优选为纳滤法、高压反渗透法或中压反渗透法。本发明对浓缩的方法的具体操作没有特殊限定，选用本领域技术人员熟知的操作方法即可。
本发明将所述酸铁溶液中加入氢氧化铁调节pH值至1～2，得到高浓度铁溶液；所述高浓度铁溶液作为电镀废水的絮凝剂。
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
江苏电镀厂某镀锌工序之前需要用浓盐酸清洗电镀基体表面的油污和铁锈，每天所得电镀酸洗废液约5吨，呈黄色，所得电镀酸洗废液中酸度高，腐蚀性大、成分复杂，毒性大、含有油，很难处理，废盐酸槽液污染大、处理困难、回收成本高、对设备要求高。所述电镀酸洗废液中盐酸浓度6.4mol/L，含铁量约20000mg/L，COD为8000mg/L，锌1000mg/L，其它金属离子少量，含油量约200mg/L。
采用本发明中的方法对上述电镀酸洗废液进行回收，步骤如下：
1)每升上述电镀酸洗废液中加入质量浓度为30％双氧水2g进行氧化处理，使电镀酸洗废液中的油沉淀，真空过滤，得到富酸铁溶液和油，富酸铁溶液中盐酸浓度为6.4mol/L，含铁量为20000mg/L，油含量小于20mg/L，COD为6000mg/L；油送第三方回收或做燃料。
2)采用阴离子膜扩散渗析器对步骤1)得到的富酸铁溶液进行酸铁分离，得到回收酸和酸铁溶液。所得回收酸中盐酸浓度为5.4mol/L，含铁量为2.5g/L，COD为2300mg/L，油含量为0.5mg/L。所得酸铁溶液中盐酸浓度为0.4mol/L，含铁量为15.6g/L，COD为3300mg/L，油含量为15.6mg/L。
3)步骤2)中得到的回收酸返回配酸工艺重新使用。所得回收酸返回配置槽，配成8mol/L的盐酸，加入表面活性剂，继续作为电镀过程中的酸洗液使用。
4)步骤2)中得到的酸铁溶液，采用氢氧化铁对酸铁溶液进行中，调节pH值至2，中和后的高浓度铁溶液配制成含铁0.5～5％的溶液直接作为水处理的絮凝药剂返回电镀废水处理工艺。
实施例2
江苏电镀厂某镀锌工序之前需要用浓盐酸清洗电镀基体表面的油污和铁锈。电镀酸洗废液约4吨/天，呈黄色，所得电镀酸洗废液中盐酸浓度5.5mol/L，铁含量约48g/L，油含量500mg/L，COD为7500mg/L。采用本发明中的方法对上述酸洗废液进行回收，步骤如下：
1)每升上述电镀酸洗废液中加入质量浓度为10％次氯酸钠10g进行氧化处理，使电镀酸洗废液中的油上浮，加入0.1％活性炭粉，采用陶瓷膜过滤实现油和水的分离，得到富酸铁溶液和吸附油活性炭。
富酸铁溶液中，盐酸含量为5.5mol/L，铁含量为48000mg/L，油含量为7mg/L，COD为5500mg/L。吸附油的活性炭送第三方回收利用或者燃烧处理。
2)利用扩散渗析法对富酸铁溶液进行酸铁分离，得到回收酸和酸铁溶液。
回收酸中盐酸含量为4.8mol/L，铁含量为3.6g/L，油含量为0.1mg/L，COD为1900mg/L。
酸铁溶液中盐酸0.9mol/L，铁含量为39g/L，油含量为5mg/L，COD为3500mg/L。
3)步骤2)中得到的回收酸返回配酸工艺重新使用。所得回收酸返回配置槽，配成8mol/L的盐酸，加入表面活性剂，继续作为电镀过程中的酸洗液使用。
4)步骤2)中得到的酸铁溶液，采用氢氧化铁对酸铁溶液进行中，调节pH值至2，中和后的高浓度铁溶液配制成含铁0.5～5％的溶液直接作为水处理絮凝剂药剂返回电镀废水处理工艺。
实施例3
江苏电镀厂某镀锌工段，电镀酸洗废水约30吨/天，盐酸浓度0.6mol/L，铁含量约2000mg/L，油含量20mg/L，COD为3000mg/L。采用本发明中的方法对上述酸洗废液进行回收，步骤如下：
1)每升上述电镀酸洗废液中加入质量浓度为30％双氧水0.3g进行氧化处理，使电镀酸洗废液中的油上浮，采用隔板除油器实现油和水的分离，得到富酸铁溶液和油。
富酸铁溶液中，盐酸含量为0.45mol/L，铁含量为1800mg/L，油含量为3mg/L，COD为2600mg/L。油送第三方回收利用或者燃烧处理。富酸铁溶液可作为酸铁溶液使用。
2)步骤1)中得到的酸铁溶液，采用氢氧化铁对酸铁溶液进行中和，调节pH值至2，中和后的高浓度铁溶液配制成含铁0.5～5％的溶液直接作为水处理絮凝剂药剂返回电镀废水处理工艺。
实施例4
江苏电镀厂某镀锌工序之前需要用浓盐酸清洗电镀基体表面的油污和铁锈。电镀酸洗废液约40吨/天，呈黄色，所得电镀酸洗废液中盐酸浓度1.1mol/L，铁含量约4000g/L，油含量50mg/L，COD为5000mg/L。采用本发明中的方法对上述酸洗废液进行回收，步骤如下：
1)每升上述电镀酸洗废液中加入30％双氧水0.4g进行氧化处理，使电镀酸洗废液中的油下沉，采用离心分离法实现油和水的分离，得到富酸铁溶液和油。
富酸铁溶液中，盐酸含量为1.0mol/L，铁含量为3900mg/L，油含量为5mg/L，COD为4500mg/L。油送第三方回收利用或者燃烧处理。
3)利用扩散渗析法对富酸铁溶液进行酸铁分离，得到回收酸和酸铁溶液。
回收酸中盐酸含量为0.4mol/L，铁含量为500mg/L，油含量为0.1mg/L，COD为800mg/L。
酸铁溶液中盐酸0.4mol/L，铁含量为3200mg/L，油含量为4.3mg/L，COD为3500mg/L。
3)步骤2)中得到的回收酸采用电渗析法浓缩至3mol/L返回配酸工艺重新使用。所得浓缩后回收酸返回配置槽，配成8mol/L的盐酸，加入表面活性剂，继续作为电镀过程中的酸洗液使用。
4)步骤2)中得到的酸铁溶液，采用氢氧化铁对酸铁溶液进行中，调节pH值至2，中和后的高浓度铁溶液配制成含铁0.5～5％的溶液直接作为水处理絮凝剂药剂返回电镀废水处理工艺。
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来说，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 (5)

1.一种电镀酸洗废液的回收利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将电镀酸洗废液进行氧化处理，油水分离，得到富酸铁溶液和油；
2)当所述步骤1)得到的富酸铁溶液中H+浓度为1～8mol/L时，对所述富酸铁溶液进行酸铁分离，得到回收酸和酸铁溶液，所述酸铁溶液的H+浓度小于1mol/L；当富酸铁溶液的H+浓度小于1mol/L时，所述富酸铁溶液作为酸铁溶液使用；
3)当所述步骤2)得到的回收酸的H+浓度为0.5～7.2mol/L时，所述回收酸作为配酸工艺的原料使用；当所回收酸的浓度小于0.5mol/L时，将所述回收酸H+浓缩至1～8mol/L，作为配酸工艺的原料使用；
4)所述步骤2)得到的酸铁溶液中加入氢氧化铁调节pH值至1～2，得到高浓度铁溶液；所述高浓度铁溶液作为电镀废水的处理药剂；
所述电镀酸洗废液中H+浓度为0.1～8mol/L，铁离子浓度为1000～60000mg/L，COD为2000～10000mg/L，含油量为10～1000mg/L，其它金属离子浓度为0～1000mg/L。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中氧化处理的方法包括双氧水氧化法、臭氧氧化法、紫外线氧化法、高铁酸盐氧化法和次氯酸钠氧化法中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中油水分离的方法包括陶瓷膜过滤法、砂滤法、多介质过滤法、有机膜过滤法、碳吸附法、树脂吸附法、气浮法、吸油毡法或离心分离法。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中酸铁分离的方法包括扩散渗析法、有机萃取法、电渗析法、纳滤法、喷雾烧结法、离子交换法或蒸馏法。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中浓缩的方法包括电渗析法、纳滤法、高压反渗透法、中压反渗透法或蒸发法。
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