[发明专利]一种电解处理含锌电镀废水并回收锌的方法

说明书

技术领域

本发明涉及含重金属离子电镀废水的处理领域，特别是一种电解处理含锌电镀废水并回收锌的方法。

背景技术

含重金属离子的工业废水排放到环境中不能被降解、易积累，危害很大。重金属污染基本上都是通过废水排放造成的，所以废水治理技术应向循环用水和金属回收方向发展。治理含重金属离子废水的方法分为三类：第一类是使废水中重金属离子通过发生化学反应除去的方法，具体方法有中和沉淀法、硫化物沉淀法、化学还原法、电化学还原法、铁氧体共沉淀法等；第二类是使废水中的重金属离子在不改变其化学形态条件下进行吸附、浓缩和分离的方法，具体有沸石吸附、膨润土吸附、溶剂萃取法、离子交换法；第三类是借助微生物或植物的吸收、积累、富集等作用去除废水中重金属的方法，具体方法有生物絮凝法、生物吸附法、植物整治法等。

目前，含锌废水处理一般分为化学沉淀法(带沉淀物处置)、离子交换法和萃取法。

化学沉淀法。化学沉淀法中以中和沉淀法应用最广泛，但由于氢氧化锌为两性物质，在pH＜9或pH＞11时，氢氧化锌均会发生溶解，处理效果不稳定。同时用氢氧化物沉淀法处理各类工业含锌废水并不单是去除锌，当废水中同时存在铬酸盐时，在沉淀锌前必须预先还原铬酸盐。而且沉淀法中若用石灰作调节剂，含高浓度硫酸盐的废水会出现硫酸钙的共沉淀问题。且氢氧化锌沉淀颗粒细小，难以从水中去除，从而导致化学沉淀法去除率较低，同时存在二次污染的问题。

离子交换法。离子交换回收方法，可作为深度处理以获得高质量的出水或用于水的回收和利用，离子交换法的不足之处是许多阳离子交换树脂对常见的二价离子如Ca²⁺和Mg²⁺的吸附比Zn²⁺更强。将酸性废水引入钠型离子交换柱，碱性废水引入氢型离子交换柱，当出水达到控制指标时，酸性水引入氢型离子交换柱，碱性水引入钠型离子交换柱，继续运转。交换使用多次后，树脂交换性能明显下降时，需对树脂进行再生。利用循环再生法，氢离子和钠离子均要使离子交换树脂的去除锌的容量有所损失。当上述二种离子的总量为15g/L时，会使树脂除锌容量降低50％。且离子交换树脂容量小，处理成本较高。

萃取法。在萃取法中，现在比较推荐的是乳状液膜法，该方法包括制乳、液膜萃取以及破乳等三个过程。该技术要求这三个过程必须相互协调，才能达到稳定操作状态，因此设备及自动化要求程度较强，管理成本高昂，难以推广应用。

综上所述，现有的处理含锌离子电镀废水的技术存在着工艺复杂、不易控制、具二次污染、去除率低等不足之处。

发明内容

本发明的目的是针对现有的处理含锌离子电镀废水的技术所存在的工艺复杂、不易控制、二次污染、去除率低的不足之处，提供一种工艺简单、易控制、无二次污染、去除率高、所沉积的金属锌可回收利用的电解处理含锌电镀废水并回收锌的方法。

本发明所采用的技术方案是通过如下方式完成的：一种电解处理含锌电镀废水并回收锌的方法，电解处理含锌电镀废水是通过电解处理含锌电镀废水装置进行的，电解处理含锌电镀废水装置包括电解槽和电解液搅拌装置，电解槽采用玻璃电解槽，阳极采用钛基铂电极，阴极采用锌电极或石墨电极，阳极与阴极按单极并联方式交错布置，在电解槽顶部设有排气口和进料口，在进料口上设有阀门，在电解槽内设有pH计，在电解槽底部设有出料口，在出料口上设有阀门；电解液搅拌装置由pH调节槽、搅拌器、输液管一、循环泵、输液管二、输液管三组成，循环泵分别与输液管一和输液管二的一端相接，输液管一一段设在电解槽内的阳极与阴极的下方，位于阳极下方的输液管一上开有出液孔，输液管二的另一端与pH调节槽的底部出液口相接，输液管三的一端与pH调节槽的进液口相接，输液管三的另一端与电解槽的高液位处的出液口相接，在输液管三上设有节流阀。

电解处理含锌电镀废水的方法是：电解处理前，含锌的电镀废水内作为电解液放入电解槽内，在电解液中加入碱溶液以调节电镀废水的pH值，将阳极与阴极之间的间距设置为4.5～22mm；电解时，通0.9～15V直流电，阴极和阳极分别进行析锌和析氧反应，其电化学反应原理如下：

阴极的反应为：Zn²⁺+2e^-＝Zn↓

阳极的反应为：4OH^--4e^-＝2H₂O+O₂↑