[发明专利]回收电镀废水中重金属的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及电镀废水处理技术领域，特别是涉及一种回收电镀废水中重金属的方法和设备。

背景技术

电镀行业废水具有水量大、成分复杂、对环境污染严重、贵金属和重金属多等特点，目前国内对该类废水的治理，普遍采用一般物化处理法处理，同时采用不达标回流至事故池继续处理以满足环保要求后排放。但该方法存在以下缺陷：一是在物化处理过程中需要投加大量药剂，进而产生大量物化污泥，对环境造成二次污染；二是电镀废水中的大量贵金属和重金属得不到回收利用，既造成环境污染，又有浪费的缺点。针对上述问题，人们又进行了研究开发，得到将离子交换树脂与电解技术相结合的技术手段，可以更好的处理电镀废水，同时回收其中的重金属，但这些技术手段也不同程度地存在一些缺陷，因为电解法最终会产生浓差极化，具有本身选择性不高，电解出来的铜纯度低，且不易成片，多毛刺针孔，外观难看，电流效率低，无法电解低浓度溶液等缺点，进而影响整套系统的运行，由于这些技术的限制，导致电解法处理交换树脂再生液还停留在实验室阶段或小试、中试阶段，应用于实际工程处理的则很少。而且，在常规技术中，采用离子交换树脂处理和物化处理相结合的处理方式时，通常将离子交换树脂处理过程置于物化处理过程之后，既可以保证离子交换树脂的稳定性，延长其使用寿命，又能使电镀废水得到充分的净化处理，保障出水水质。

随着表面处理行业的蓬勃发展，电镀行业显得尤为重要并具有高速发展的特性，由此导致电镀行业废水的处理显得更为迫切，督促人们寻求一种既环保节约又能使电镀废水达标排放或者达到回用水进水水质要求的电镀废水处理方法。

发明内容

基于此，本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种回收电镀废水中重金属的方法，该方法可以避免浓差极化的产生，使电解法处理交换树脂再生液能够应用于实际工程中。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种回收电镀废水中重金属的方法，包括以下步骤：

（1）将电镀废水进行离子交换树脂处理，使电镀废水中的重金属离子吸附于离子交换树脂上；

（2）用再生剂洗脱吸附于离子交换树脂上的重金属离子，得到再生液；

（3）采用旋流电解技术，控制循环流量为0.4～0.8m/s，电压2～4V，电流密度50～200A/M²，10-30℃下电解再生液，使重金属于负电极上析出。

采用上述方法处理电镀废水时，首先通过离子交换原理，电镀废水中的重金属阳离子与离子交换树脂上的氢离子相互交换，氢离子进入溶液，而重金属阳离子吸附于固定相——即离子交换树脂上，随后再用酸性的再生剂洗脱，让洗脱机中的氢离子将重金属阳离子由固定相上洗脱下来，随后采用旋流电解，在溶液高速旋流的条件下，将重金属里电解出来，完成回收重金属的目的。所述的循环流量以每秒循环旋流电解器中再生液的高度为单位，该参数值一定时，循环流量的绝对值与所用旋流电解器的截面积有关，截面积小则循环流量绝对值小，截面积大则循环流量绝对值大。由于电镀废水中重金属离子相对较简单，一般主要是铜、镍、锌离子，而铜离子相对于电镀废水中其它金属离子有较大的电位差，铜离子在阴极优先析出，因此采用旋流电解技术，避免了传统电解过程中受浓差极化影响的限制，可以通过简单的旋流电解条件，即可电解出高质量的金属产品。

在其中一个实施例中，采用旋流电解时，控制循环流量为0.4～0.6m/s，电压2～3V，电流密度100～200A/M²，温度为15～25℃。

在其中一个实施例中，所述离子交换树脂为铜专项吸附树脂。如陶氏公司生产的对铜具有专项吸附能力的氢型阳离子树脂。一般树脂难以将铜离子分离，且最终再生液中铜离子浓度仅为10g/L左右，而采用该铜专项吸附树脂，能使再生液中金属离子浓度较高，达到40g/L左右，使电流效率较高，能回收到纯度超过95%的电解金属单质。并且该离子交换树脂不易于污染，寿命能达到3～5年，具有使用寿命长的特点。

在其中一个实施例中，所述再生剂为硫酸溶液。其浓度的选择为常规选择，控制在5%～10%即可。采用硫酸再生而不用盐酸再生，产生硫酸盐，阳极产生的气体为氧气，腐蚀效果小，也不会造成二次污染，避免了电解时产生有毒的氯气以及后续出现的腐蚀设备的问题产生，并且电解后产生的尾液酸度高。而且当回收金属为铜时，经再生剂处理后产生的硫酸铜为蓝色，可以通过颜色判断再生终点，合理使用再生剂进行再生，节约药剂用量。