[发明专利]一种强络合态重金属废水的处理装置及其排放和回用工艺

说明书

本发明公开了一种强络合态重金属废水的成套处理装置，包括通过管道依次连通的收集池、氧化塔、混凝反应池A、混凝反应池B、管式微滤浓缩池、管式微滤膜系统、阳离子交换树脂塔、阴离子交换树脂塔和反渗透膜系统；其中，阴离子交换树脂塔还和沉淀池连通，沉淀池分别和污泥浓缩池以及螯合树脂塔连通。本发明公开的强络合态重金属废水的成套处理装置，相比于传统处理方式，处理效果好，效率高，运行成本低，最终出水中铜、镍等重金属离子浓度均低于检测标准。

技术领域

本发明属于环境工程中的废水处理技术领域，具体涉及一种电子行业强络合态重金属废水处理装置。

背景技术

电子行业印制电路板、半导体生产过程中，刻蚀、电镀、黑化等工艺单元会产生含有络合态与离子态的铜、镍、铅等重金属废水。常用络合剂有柠檬酸、酒石酸、乙二胺四乙酸(EDTA)和乙二胺四甲叉磷酸钠(EDTMPS)等；其中EDTA和EDTMPS对重金属的络合能力强，毒性大，且难降解，属于常见的强络合剂。常规预处理方式，如混凝过滤、传统Fenton、电化学等，对该类强络合态重金属去除存在诸多问题：破络不充分甚至无破络预处理、耗能高、污泥量大等。而在一些生态脆弱地区，电子电镀行业排水需执行《电镀污染物排放标准》中表三标准，出水指标要求极为严格，因此采用常规预处理方式时，出水中重金属指标难以达到该标准要求。

此外，该废水进行回收再利用时常采用超滤/微滤+反渗透(RO)+树脂塔的组合方式。超滤/微滤工艺处理后，废水中仍存有较高浓度的重金属离子，此时废水直接进入RO装置，存在以下问题：产水率降低，RO膜组件易堵塞导致冲洗次数频繁，药剂消耗较多，以及最终排放浓水量增大等。

专利文件(CN106242143A)公开了一种电镀废水零排放的处理方法，主要工艺流程为：在预处理过程中，通过投加混凝剂、助凝剂、氧化剂等进行混凝反应，从而去除悬浮物质和离子态重金属。后续通过管式超滤与RO装置实现废水回用，其中RO浓水采用蒸发结晶的方式处理。该工艺预处理中未标明氧化剂的种类，而一般氧化剂如次氯酸钠、双氧水(H₂O₂)，较难有效去除络合态重金属，如EDTA-Cu等，从而导致后续的RO浓水中重金属含量较高，回收率降低，反冲洗周期缩短，反冲洗操作频繁。

专利文件(CN 103274560B)公开了一种重金属废水零排放工艺，采用电化学法进行预处理，并在经过“管式微滤膜(DF膜)+RO”双膜法后，将RO浓水加入MVR蒸发器进行蒸发处理。该工艺采用电化学方法进行破络反应，单一的电化学手段可破除柠檬酸镍、酒石酸铜等络合物，但对EDTA型络合物去除率较低；运行中需持续通入较强电流进行电解反应，耗电量较大，费用高；在电解反应中消耗阳极金属，产生的污泥量明显增加。其次，DF膜的出水中仍含有少量未经破络的络合态重金属，使得RO膜堵塞率增加，产水率降低。

专利文件(CN 104817213A)公开了电镀重金属废水处理工艺及其专用装置，该工艺在处理电镀重金属废水时，先采用预处理手段获得沉淀后出水，然后利用两级串联螯合树脂进行离子交换吸附反应，并用淋洗液将树脂再生回收金属镍，实现废水高标准排放与回收镍的目的。该工艺仅通过混凝沉淀的预处理手段及螯合树脂吸附，不能去除废水中的强络合态金属镍，导致产水率较低、处理负荷较高、最终排水量较大、不能实现废水回用。

由上述内容可知，现有工艺中存在以下问题：针对电子行业废水中EDTA、EDTMPS等强络合态重金属去除不充分，不能实现高标准排放；树脂类型单一，不能有效去除盐度；RO膜缺少有效保护措施，回收率较低；为实现较高排放指标，投入费用与耗能较大等。

发明内容

发明目的：针对现有技术不足，本发明旨在提供一种电子工业废水处理装置，以达到有效去除含强络合态重金属，提高废水回收率，节能降耗，并最终实现高标准排放与回用的目的。