[发明专利]一种镀锌废水处理回收装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种用于镀锌废水处理回收的装置及方法。

背景技术

镀锌包括电镀锌及热镀锌，是应用范围广、使用量大的钢铁材料耐腐蚀表面保护技术。如全世界每年金属锌的总产量约40％用于钢材热镀锌。我国每年钢铁制件(不含板材和丝材)热镀锌的产量大约在7000万吨左右。在镀锌之前需要对金属材料表面进行预处理，如热镀锌工艺常包括脱脂、酸洗、浸助镀液及热镀锌等工序。因此热镀锌过程会产生脱脂废水、酸洗废水及废助镀液等不同水质的高浓度废水。显然，镀锌又是高污染、高能耗的金属材料表面处理工艺。所以，减少镀锌废水排放并回收有用的资源一直是工程界研究的焦点。

在镀锌过程中，往往会产生一种特殊水质的废水，其中Zn²⁺含量3000mg/L，氨氮300-2000mg/L，亚铁离子在1000mg/L以上，氯离子含量高等特点。由于其中含有高浓度的氨氮及锌离子，是导致镀锌企业排放水质超标的2个常见指标，也是导致接管集中式污水处理厂出水氨氮超标的主要影响因素。因此缘故，迫使企业常常将此类镀锌废水作为危废进行处置，不仅处置费用高，且造成了锌资源的浪费；同时也会在后续处理中产生大量的含锌污泥。

为解决热镀锌行业的环境污染问题，发明专利(CN103482817A)公布了一种热镀锌废水零排放处理系统，该法主要针对碱性脱脂废水、酸洗废水的综合处理与回用，未涉及含高锌高氨氮废水/液的处理。发明专利(CN103951105A)公布了一种酸洗废水处理及污泥资源化利用的方法，也未涉及含高锌高氨氮废水/液的处理。发明专利(CN103755080A)公布了一种采用电解法处理热镀锌酸洗废液的方法。该方法将电解产生的氯气及氢氧化钠溶液分别回用于助镀槽液生产及废酸液的中和处理中，实现了镀锌废酸液的资源化并减少了热镀锌工艺的废水排放量。发明专利(94112437.1)公布了镀锌废水处理及沉淀物回收方法，该方法利用加入的多种化学试剂，并结合调节废水pH，实现对镀锌废水的处理和氧化锌的回收。发明专利(200810060227.X)公开了一种氯化锌废水锌盐的回收方法。该方法利用加入硫化钠，并控制pH在8-9范围，将Zn²⁺转化为ZnS沉淀加以回收。发明专利(200810117788.9)公开了一种冷轧电镀锌废水的处理方法。其是通过向废水中加入工业消石灰进行中和，并控制pH在8.5-9范围，过滤沉淀物后，实现了废水的达标排放。杨甫发表在材料保护(2014，47(增刊)：122-126)一文中报道了J.Carrillo-Abad等采用单室电解槽处理热镀锌酸洗废水时，当电解超过一定时间后，Zn会出现再溶解现象，使用阴离子交换膜(AEM)可使电解生成的Cl2不能到达正极，阻止Zn的再溶解。然而，由于Cl²的存在，Fe²⁺会和Zn²⁺共沉积在负极上，造成锌的纯度显著下降。为阻止铁的共沉积，将AEM换成阳离子交换膜(CEM)，酸洗废水在正极部分，这种NAFION-117膜(CEM)允许Zn²⁺优先通过到达负极，在正极Fe²⁺被氧化成Fe³⁺而不能通过。但因Fe³⁺等的存在，会对膜造成不可逆性污染，缩短了膜的使用寿命，增加了废水的综合处理成本。

综上所述，在现有技术中，针对镀锌过程产生的含高锌高氨氮废水的处理，均存在不同的缺点，如何克服，是当前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有对镀锌过程产生的含高锌高氨氮废水处理所存在的问题。本发明的镀锌废水处理回收装置及方法，不锈钢板作为负极，电极组内的NiO改性的钛电极为正极，并通过控制不同时段的工作电压，实现了对镀锌废水中锌离子、亚铁离子的分别回收及对氨氮的净化，具有处理过程清洁、易控制、电能消耗低的特点，经济价值高，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种镀锌废水处理回收装置，其特征在于：包括电化学反应池、直流电源系统、工作电极模块、空气系统、氢氧化铁沉淀物过滤系统，

所述电化学反应池的上表面安装有若干组电极接线柱，所述电化学反应池的外壁上方设置进水端口，所述电化学反应池的外壁下方设置出水端口，所述电化学反应池的外壁下方还设置放空管端口，所述电化学反应池的底部设置有泥斗，所述泥斗的底部设置有排泥管；

所述直流电源系统的正、负极接线柱通过电源导线分别与电极接线柱相连接；