專利名稱:一種羥基乙叉二膦酸預鍍銅廢水的綜合處理方法
技術領域:
本發明屬于治理廢水技術領域,具體涉及一種羥基乙叉二膦酸即HEDP預 鍍銅廢水的綜合處理方法。
背景技術:
在國家經貿委明確規定限期淘汰"含氰電鍍"的形勢下,我國研發了 HEDP 預鍍銅新工藝(專利申請號200810143146.6)。該工藝因HEDP與銅離子形成 的絡合物穩定常數高,鍍層與基體金屬(鋼鐵、鋁、鎂、鋅、鈦及其合金)結 合力強,能獲得性能優良的銅鍍層,而成為極具發展潛力的無氰預鍍銅新工藝。 但由于HEDP與銅離子形成的絡合物穩定常數高,使該工藝廢水處理十分困難, 目前還沒有可借鑒的處理方法,以致嚴重限制了這一無氰預鍍銅新工藝的推廣 應用。
HEDP預鍍銅廢水中主要污染物指標化學需氧量(COD) 400-1000 mg/l、 總磷(TP) 210-523 mg/l、 Cu2+50 126 mg/l,主要污染物為主絡合劑HEDP及 其與C形成的絡合物。由于主絡合劑HEDP及其絡合物在一般光熱條件下不 易分解,耐酸堿、抗氯氧化,在高溫、高PH條件下,也不易水解,因此,常規 的電鍍廢水處理方法很難使該工藝廢水中主要污染物指標、尤其是TP指標達到 電鍍污染物排放標準(GB 21900-2008)的要求。
發明內容
本發明的目的是提供一種羥基乙叉二膦酸即HEDP預鍍銅廢水的綜合處理 方法。本發明方法包括如下順序的步驟
(1) 取一定量的廢鐵屑、廢鋼屑混合,用堿液浸泡、除油后,用水沖洗, 然后用酸浸泡以去除其表面氧化物,備用;
(2) 用酸調節羥基乙叉二膦酸即HEDP預鍍銅廢水的PH值至1.8-2.5,再 投加步驟(1)所述經活化處理的混合鐵屑到HEDP預鍍銅廢水中,其投加量占 所處理廢水質量的7% 30%,曝氣反應0.5~2 h后,出水加聚丙烯酰胺即PAM 絮凝沉淀;
(3) 向步驟(2)所述沉淀后的上清液中投加石灰乳調節其PH值至11~12, 反應5~20min后加PAM絮凝沉淀,出水調節其PH值后達標排放或回用。
更具體地說,本發明所采用的混合鐵屑是廢鋼屑與鑄鐵屑的混合物,質量 混合比為(1~3): 10。鋼屑主要起疏松、支撐鑄鐵屑,防止溝流的作用。
步驟(1)所述堿液為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鈣的稀溶液,質量百分 濃度為3%-20%,所述酸為硫酸、鹽酸或硝酸的稀溶液,質量百分濃度為3%-20%; 步驟(2)所述酸為硫酸或鹽酸的濃溶液。
本發明所采用的鐵屑反應柱采用曝氣攪動,曝氣管位于反應柱底部,曝氣 量為0.05~0.2 m3/h。
本發明的原理是活化后的工業廢鐵屑中的鐵屑尤其是鑄鐵屑,是鐵與碳 的合金。當鑄鐵屑與電解質溶液(廢水)接觸時,碳的電位高成為陰極;鐵的 電位低成為陽極,它們之間形成無數的微小原電池。在酸性介質及有氧條件下, 原電池反應產生的新生態的[H]和F^+具有很高的化學活性,能與水中的多種物 質發生氧化還原反應,從而達到去除或降解污染物的目的。同時電極反應產生 的F^+被氧化后成為F^+,經中和后,得到具有很強的絮凝-吸附活性的Fe(OH)3, 能將廢水中懸浮固體、膠體凝聚沉淀,同時吸附大量可溶性有機污染物一起沉淀,使廢水得到進一步凈化。其中的電極反應是 陽極Fe-2e — Fe2+
陰極2H+ + 2e — 2[H] — H2 (酸性條件)。
本發明具有如下的有益效果
(1) 本發明通過鐵屑微電解、絮凝沉淀、氫氧化物沉淀等一系列步驟綜合 處理HEDP預鍍銅廢水,所用填料為工業廢鐵屑和廢鋼屑,以廢治廢,處理過 程電耗小,具有投資省、運行費用低的優勢。
(2) 加藥量少,不增加水中鹽分,具有一定的脫鹽效果,處理出水可回用 作電鍍工件的漂洗水。
(3) 廢水PH值被預先調至2左右,不易產生鐵的氧化物或氫氧化物垢等; 同時,廢水中HEDP對鐵的氧化物或氫氧化物垢等有較好的清除作用。因此, 本發明中鐵屑不易板結,能長期穩定運行。
(4) 本發明可高效的處理HEDP預鍍銅廢水,廢水COD去除率大于93%, TP、 012+去除率達到99%以上,出水完全達到GB 21900-2008電鍍污染物排放 標準。
(5) 本發明工藝簡單,操作方便,處理效果好。
具體實施例方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細的描述。
實施例1:處理廢水由湖南湘潭某機械廠HEDP鍍銅生產線槽液稀釋而成 (COD 1000 mg/1、 TP523 mg/1、 Cu2+126 mg/1)。取一定量的廢鋼屑和鑄鐵屑, 按1.5: IO重量比混合,用10e/。氫氧化鈉浸泡10min左右除油,用水清洗至PH 值為7,然后用20%的稀鹽酸浸泡20 min去除表面氧化物。使用時將混合鐵屑 用清水洗至PH值為7。取1200 ml HEDP鍍銅清洗廢水,用工業硫酸調節PH值為2.0,在混合鐵屑投加量為11.5Q/。(138g)、曝氣量0.15mVh條件下于(()50x700 mm環氧樹脂反應柱中反應1.5h,出水加PAM絮凝沉淀,取上清液投加石灰乳 調節PH值到11.5,反應5 min,加PAM絮凝沉淀,再經中和處理后的出水COD、 TP和012+去除率分別達到93°/。、 99.9%和99.8%,完全達到GB 21900-2008電 鍍污染物排放標準。
實施例2:處理廢水由湖南湘潭某機械廠HEDP鍍銅生產線槽液稀釋而成
(COD 1000 mg/1、 TP523mg/1、 Cu2+126 mg/1)。取一定量的廢鋼屑和鑄鐵屑, 按3: 10重量比混合,用15n/。氫氧化鉀浸泡8min左右除油,用水清洗至PH值 為9,然后用6n/。的稀硫酸浸泡15min去除表面氧化物。使用時將混合鐵屑用清 水洗至PH值為7。取1200ml HEDP鍍銅清洗廢水,用鹽酸調節PH值為2.5, 在混合鐵屑投加量為10% (120g)、曝氣量0.05 m3/h條件下于(p50x700 mm環氧 樹脂反應柱中反應2.0 h,出水加PAM絮凝沉淀,取上清液投加石灰乳調節pH 值到1L7,反應10min,加PAM絮凝沉淀,再經中和處理后的出水完全達到GB 21900-2008電鍍污染物排放標準。
實施例3:處理廢水由湖南湘潭某機械廠HEDP鍍銅生產線槽液稀釋而成
(COD 1000mg/l、 TP523mg/1、 Cu2+126 mg/l)。取一定量的廢鋼屑和鑄鐵屑, 按2: 10重量比混合,用20%氫氧化鈉浸泡10 min左右除油,用水清洗至PH 值為8.5,然后用10M的稀鹽酸浸泡20min去除表面氧化物。使用時將混合鐵屑 用清水洗至PH值為8。取1200 ml HEDP鍍銅清洗廢水,用工業硫酸調節PH 值為2.1 ,在混合鐵屑投加量為30% (360 g)、曝氣量0.2 m3/h條件下于(p50x700 mm環氧樹脂反應柱中反應0.5h,出水加PAM絮凝沉淀,取上清液投加石灰乳 調節PH值到11.5,反應20min,加PAM絮凝沉淀,再經 和處理后的出水完 全達到GB 21900-2008電鍍污染物排放標準。實施例4:處理廢水由湖南湘潭某機械廠HEDP鍍銅生產線槽液稀釋而成 (COD500mg/1、 TP260mg/1、 Cu2+63mg/l)。取一定量的廢鋼屑和鑄鐵屑,按1: 10重量比混合,用3%氫氧化鈣浸泡10min左右除油,用水清洗至PH值為8, 然后用8M的稀硝酸浸泡30min去除表面氧化物。使用時將混合鐵屑用清水洗至 PH值為8。取1200 mlHEDP鍍銅清洗廢水,用鹽酸調節PH值為1.8,在混合 鐵屑投加量為8.8% (106 g)、曝氣量0.1 m3/h條件下于cp50x700 mm環氧樹脂反 應柱中反應50min,出水加PAM絮凝沉淀,取上清液投加石灰乳調節PH值到 12,反應10 min,加PAM絮凝沉淀,再經中和處理后的出水完全達到GB 21900-2008電鍍污染物排放標準。
實施例5:處理廢水由湖南湘潭某機械廠HEDP鍍銅生產線槽液稀釋而成 (COD 500 mg/1、 TP260mg/1、 Cu2+61mg/l)。取一定量的廢鋼屑和鑄鐵屑,按 1.5: 10重量比混合,用8。/。氫氧化鉀浸泡10min左右除油,用水清洗至PH值為 7,然后用3%的稀硝酸浸泡30min去除表面氧化物。使用時將混合鐵屑用清水 洗至PH值為7。取1200ml HEDP鍍銅清洗廢水,用工業硫酸調節PH值為2.0, 在混合鐵屑投加量為7% (84 g)、曝氣量0.15 m3/h條件下于(p50x700 mm環氧 樹脂反應柱中反應1 h,出水加PAM絮凝沉淀,取上清液投加石灰乳調節PH值 到11,反應15min,力卩PAM絮凝沉淀,再經中和處理后的出水完全達到GB 21900-2008電鍍污染物排放標準。
權利要求
1、一種羥基乙叉二膦酸預鍍銅廢水的綜合處理方法,其特征包括如下順序的步驟(1)取一定量的廢鐵屑、廢鋼屑混合,用堿液浸泡、除油后,用水沖洗,然后用酸浸泡以去除其表面氧化物,備用;(2)用酸調節羥基乙叉二膦酸即HEDP預鍍銅廢水的PH值至1.8~2.5,再投加步驟(1)所述經活化處理的混合鐵屑到HEDP預鍍銅廢水中,其投加量占所處理廢水質量的7%~30%,曝氣反應0.5~2h后,出水加聚丙烯酰胺即PAM絮凝沉淀;(3)向步驟(2)所述沉淀后的上清液中投加石灰乳調節其PH值至11~12,反應5~20min后加PAM絮凝沉淀,出水調節其PH值后達標排放或回用。
2、 根據權利要求1所述的羥基乙叉二膦酸預鍍銅廢水的綜合處理方法,其 特征在于所述混合鐵屑是廢鋼屑與鑄鐵屑的混合物,質量混合比為(1 3): 10。
3、 根據權利要求1或2所述的羥基乙叉二膦酸預鍍銅廢水的綜合處理方法,其特征在于權利要求l的步驟(1)所述堿液為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鈣的稀溶液,質量百分濃度為3%-20%,所述酸為硫酸、鹽酸或硝酸的稀溶液, 質量百分濃度為3%-20%;權利要求1的步驟(2)所述酸為硫酸或鹽酸的濃溶 液。
4、 根據權利要求3所述的羥基乙叉二膦酸預鍍銅廢水的綜合處理方法,其 特征在于所述曝氣反應的鐵屑反應柱采用曝氣攪動,曝氣管位于反應柱底部, 曝氣量為0.05-0.2 m3/h。
全文摘要
本發明公開了一種羥基乙叉二膦酸即HEDP預鍍銅廢水的綜合處理方法。本發明方法主要是先取一定量的廢鐵屑、廢鋼屑混合,用堿液浸泡、除油后,用水沖洗,然后用酸浸泡以去除其表面氧化物,備用;再用酸調節羥基乙叉二膦酸即HEDP預鍍銅廢水的pH值至1.8~2.5后,投加經活化處理的混合鐵屑到HEDP預鍍銅廢水中,其投加量占所處理廢水質量的7%~30%,曝氣反應0.5~2h后,出水加聚丙烯酰胺即PAM絮凝沉淀;最后向沉淀后的上清液中投加石灰乳調節其pH值至11~12,反應5~20min后加PAM絮凝沉淀,出水調節其pH值后達標排放或回用。本發明工藝簡單,操作方便,處理效果好。
文檔編號C02F9/06GK101624244SQ20091004413
公開日2010年1月13日 申請日期2009年8月13日 優先權日2009年8月13日
發明者戴友芝, 李小娜, 王海陽, 胡克偉, 高寶釵 申請人:湘潭大學