[发明专利]一种电镀废水中重金属快速沉淀和COD高效去除的高级氧化工艺

说明书

本发明公开了一种电镀废水中重金属快速沉淀和COD高效去除的高级氧化工艺，将适量的过碳酸钠加入含重金属的电镀废水中，并搅拌溶解；再向混合液中通入臭氧，通过臭氧‑过碳酸钠高级氧化法生成氧化性活性物种羟基自由基和和碳酸根自由基实现了废水中金属络合物的快速破络，生成的游离金属离子与碳酸根反应生成难溶的碳酸盐沉淀物，实现废水中金属离子的快速去除；同时废水中的有机配体在高活性的自由基氧化作用下快速矿化分解；用微孔滤膜装置对反应液进行固液分离。与传统的高级氧化耦合碱沉淀方法相比，本发明可实现电镀废水中的重金属络合物高效破络和重金属离子同步去除，具有经济高效、操作简便、pH适用范围宽、易实现工程化应用等优点。

技术领域

本发明属于重金属工业废水处理技术领域，具体涉及一种含重金属的电镀废水的处理方法。

背景技术

电镀是在金属铸件表面附着一层金属膜的工艺，从而起到防止金属铸件氧化，提高其耐磨性、导电性及增进美观等作用。电镀行业是现代工业体系中重要组成部分，截至2018年，我国规模以上的电镀企业在2万家左右，产品加工面积连续三年达到10亿平方米以上，产值逾千亿。但是我国电镀行业整体水平不高，生产技术相对落后，绝大多数企业的物耗和水耗都远远高于国际平均水平。目前，电镀行业已成为我国最大的污染源之一。根据我国环保部发布的2015年环境统计年报，全国工业废水总排放量221.6亿吨，其中电镀废水年平均排放量高达近40亿吨，占工业废水排放总量的1/6。尽管在相关部门的督查下，大部分电镀企业都投入了大笔资金治理电镀废水，但环保投入和治理技术还没有跟上排放标准的发展，目前仍有约50%的电镀废水未处理达标而违规排放。众多河流、湖泊作为电镀污染纳污水体已经不堪重负。因此，解决电镀行业水污染问题迫在眉睫。

电镀废水含有各种重金属离子，如铜、镍、铬、镉、铅、锌、银等。这些重金属多为持久性污染物，有些属于“三致”（致癌、致畸形、致突变）的剧毒物质。此外，电镀废水中包含表面活性剂、助溶剂、光亮剂、络合剂、添加剂和缓冲溶液等难降解有机污染物，其化学需氧量（COD）都非常高，可生化性差（B/C 0.05），并且易与重金属发生螯合反应，形成稳定的络合物。目前，对电镀废水的处理方法大致可分为以下三类：（1）重补剂法：加入络合能力更强的重金属捕获剂，常温下可与废水中各种金属离子迅速反应形成难溶、稳定的螯合沉淀物。但是该方法无法去除废水中的有机物，大量加入重金属捕获剂势必造成二次污染。（2）离子树脂法：利用离子树脂直接吸附去除络合态的重金属。但是该方法去除成本高昂，处理金属络合物的容量有限，对实际废水应用难效果欠佳，难以推广应用。（3）高级氧化耦合碱沉淀法：先利用高级氧化技术（如Fenton法）将金属络合物部分破络降解释放出金属离子，然后加入石灰或氢氧化钠调节废水的酸碱度到碱性，游离的重金属离子与OH^-反应生成金属氢氧化物沉淀。该方法对废水中的重金属和有机物均具有有效去除效果。因此，高级氧化耦合碱沉淀法是目前处理电镀废水最主要的工艺。

但是高级氧化耦合碱沉淀法处理电镀废水还有以下不足：第一，高级氧化耦合碱沉淀法处理工艺流程偏长、运行管理难度大、投资大、药剂（双氧水）消耗大、运行成本偏高；第二，高级氧化耦合碱沉淀法在处理电镀废水的过程中一般还需要用石灰或氢氧化钠调整废水的pH值，从而会产生大量的泥渣，不利于后续处理；第三，高级氧化法的破络速率偏慢，通常需要耗费数周时间才能实现电镀废水中的金属络合物完全分解释放出金属离子；第四，经高级氧化耦合碱沉淀法处理后，电镀废水的出水水质不太稳定，出水的重金属离子铜和镍的浓度有时会超出排放标准的限值，还需要增设膜分离技术，增加了废水的处理成本。因此，目前还急需发明一种pH适用性强、操作简单、处理效果稳定以及运行成本低的电镀废水处理工艺。