我公司电镀水处理工艺
设计：张晋昆
一、电镀生产工艺
磨光→振动研磨→酸洗→电镀→检验→包装→入库
二、电镀生产工艺
１、镍－镍－铬电镀线（二条）
工艺：上挂－除油－清洗－弱腐蚀－清洗－半亮镍－活化－光亮镍（珍珠镍）－清洗－镀铬－清洗－下挂
２、镍－铜－镍－铬电镀线一条
工艺：上挂－除油－清洗－弱腐蚀－清洗－半亮镍－清洗－光亮铜－清洗－活化－清洗－光亮镍－清洗－镀铬－清洗－下挂
三、电镀废水处理工艺及设备
⑴、铬废水处理设备：采用《间歇式逆流雾化反喷淋》技术（发明专利人本人）和台湾浓缩净化技术，可回收铬液，彻底消除铬渣的产生；
⑵、镀镍废水处理设备：采用《间歇式逆流雾化反喷淋》技术和离子交换与RO回用技术进行处理，可全部回收镍离子；
⑶、电镀线上酸、碱废水处理设备：采用生化技术（MBR）与反渗透膜技术综合处理；
⑷、铜废水处理设备：采用离子交换或化学法、
⑸、振动研磨废水、线下酸、碱废水、底面废水处理设备：采用斜板沉
降固液分离技术；
⑹、纯水处理系统，补充电镀线用水；
上述处理后的电镀漂洗水再采用中水回用技术，根据水的等级分别再用于电镀线、振动研磨、酸、碱清洗以及冲厕。
四、电镀废水处理工艺
1、铬废水处理工艺
首先采用《间歇式逆流雾化反喷淋》技术应用到Ni--Ni-Cr镀铬漂洗水，减少漂洗水用水量（22小时用离子水1.5～2.0m3，）然后将高浓度漂洗水采用新型镀铬净化、浓缩回用装置。该装置主要具有两大功能，其一是将电镀过程中带出镀槽的铬镀液闭环回用，极大的提高了铬酐的利用率，并从源头上截断了含铬废水的产生；其二是净化了镀铬槽液，避免了槽液因铜、镍、锌、铁等重金属污染而导致镀液老化需废弃或更换。它的工作原理是：首先采用特殊的高强度、高容量、高选择性树脂对铬镀液进行净化处理，清除其中的铜、镍、锌、铁等多种重金属杂质，然后通过高效环保蒸发系统对其进行适当浓缩（即由稀浓度25～40克／升浓缩至120～150克／升），最后返回镀槽循环使用。整个过程采用PENC自主设计的全自动控制系统，全面实现了铬镀液的在线检测与自动监控，从而形成闭路循环系统（可回收蒸发气液水和蒸气冷凝水再回用于镀铬漂洗）。
2、镀镍废水处理工艺
⑴、处理工艺
镍漂洗废水通过管道进入集水调节池，投加一定的酸、碱溶液以调节PH到中性并进行水量调节，经提升泵进入袋式过滤器以去除水中的悬浮颗粒和胶体微粒，再进入全自动碳滤器，继续去除水中的余氯、有机物、颜色及异味。然后再导入离子交换柱内，在离子交换柱内，镍离子与弱酸性Na2+离子树脂发生离子交换反应，镍离子即被固定到离子交换树脂上，直到离子交换树脂达到饱和为止。此时排出的一部分水用于淋洗再生后的树脂，处理后的清水再经精密过滤器可截流水中的细微悬浮物（如锈、表面活性剂、破碎树脂等），进一步降低水的浊度，提高反渗透的进水水质，然后再经反渗透膜（RO）在高压下使水分子通过，而水中溶解性的无机离子（离子交换后遗漏Ni2+、铁离子等）即及其他悬浮离子则被反渗透膜表面截流，从而实现了水分子与无机离子的分离，处理后的纯水全部可用于电镀漂洗水。饱和后的树脂接着进行反洗，再生。树脂再生后的洗脱液浓集了大量的镍离子（以及其它微量离子），当再升液(NiSO4)达到80～120g/L 时，进入电解槽进行浓缩、电解后，补加到电镀镍槽内。
⑵、处理原理
A、离子交换是靠交换剂自身所带的能自由移动的离子与被处理的溶液中的离子通过离子扩散来实现的，推动离子交换的动力是离子间的浓度差和交换剂上的动能基对离子的亲合能力，这就是离子交换的基本原理：
离子交换是可逆反应，其反应式可表达为
RH＋M＋←→RM＋H＋
交换交换饱和
树脂离子树脂
在平衡状态下，树脂中及溶液中的反应物浓度符合下列关系式
（[RM][H+]）/（[RH][M+]）=K
K是平衡常数。K大于1，表示反应能顺利地向右方进行。K值越大，越有利于交换反应，而不利于逆反应。K值的大小能定量地反映在离子交换剂对某两个固定离子交换选择性的大小。
针对Ni2+,Cu2+,Co2+,Fe3+等离子。采用弱酸氢离子交换树脂。这种树脂对氢离子选择能力特别强，对多价离子的选择能力也忧于低价离子。弱酸性阳离子交换树脂指含有羧酸基（—COOH），磷酸基（—PO3H2）等的离子交换树脂，其中以含有羧酸基的弱酸性树脂用途最广，对二价金属离子具有较好的选择性的特点，含羧酸基的阳离子交换树脂在水中的解离程度较弱，在10-5～10-7之间，所以显弱酸性，其解离如下：
R—COOH←→R—COO－+ H+
离子交换剂常用的是有机合成的离子交换树脂。当它与废水中的某些离子接触时，即发生交换作用，并能移去废水中的污染物离子，使废水净化。离子交换化学反应速度很快，它是在瞬间完成的。其设备与吸附设备相仿，用这种方法常用于处理含镍、铜等重金属废水。
B、精密过滤器主要是去除离子交换后水中的细微悬浮物，以保证进入RO 的水质，它采用高密度滤芯棒可截流水中的细微悬浮物（如表面活性剂、水溶性聚合物和腐质酸、碎树脂等），进一步降低水的浊度，提高反渗透的
进水水质，精密过滤器出水的SDI值一般可降低至5以下。精密过滤器出水进入反渗透膜。
C、反渗透膜是制作纯化水的核心部分。它利用具有选择透过能力的薄膜做分离介质，膜壁密布微孔，原液在一定压力下通过膜的一侧，溶剂及小分子溶质透过膜壁为滤出液，而较大分子溶质被膜截留，从而达到物质分离及浓缩的目的。膜分离过程为动态过滤过程，大分子溶质被膜壁阻隔，随浓缩液流出膜组件，膜不易被堵塞，可连续长期使用通过反渗透(Reverse Osmosis, RO)其分离粒径一般小于1nm，其分离粒子级别可达到离子级别。一般认为其机理为选择性吸附－毛细管流机理：由于膜表面的亲水性，优先吸附水分子而排斥盐分子，因此在膜表皮层形成两个水分子(1nm)的纯水层，施加压力，纯水层的分子不断通过毛细管流过反渗透膜。控制表皮层的孔径非常重要，影响脱盐效果和透水性，一般为纯水层厚度的一倍时，称为膜的临界孔径，可达到理想的脱盐和透水效果。
⑶、处理流程
镍系回收水储槽→原水泵→20μ前置过滤器→1μ过滤器→自动碳滤槽→自动阳离子树脂塔→自动阳离子树脂塔→自动阴离子树脂
↓再生液镍回收↓再生液镍回收
→精密滤芯过滤器→反渗透膜（RO）→镍系线上水洗槽
镍处理工艺流程
3、电镀线酸、碱废漂洗水处理工艺：
⑴、处理工艺
酸碱废水采取化学调节、好氧生化、生化池（MBR）、初级过滤、超滤（UF)、反渗透（OR）膜回收治理工艺（即膜生化反应器衍生技术，
能使其透过水的各项指标均达到电镀工艺规定用水标准，未透过水用于振动研磨、酸、碱清洗并且还可以根据需要制备出超纯水
⑵、处理原理
采用生化技术(MBR)、超滤（UF）与反渗透膜技术综合处理；
本工艺首先利用膜生化反应器衍生技术(MBR)对反应池内的含泥污水进行过滤，实行污水分离，是指膜生化反应器的出水之后增加超滤和反渗透膜，由于膜生化反应器的出水氨氮、总金属离子、SS等指标已经达到排放标准，但部分难生化降解或不可生化降解的有机污染物尚不能去除，为达到更高的排放标准，则需采用纳滤(或反渗透)进一步分离难降解较大分子
有机物，进行深度处理，确保出水COD达到排放要求。
A、生化(MBR)系统：膜生物反应器（MBR），是生物处理与膜技术相结合的一种工艺，MBR用膜分离技术代替了传统的泥水分离技术，提高了生化反应器中的污泥浓度，使生化处理效率更高，抗冲击负荷能力更强，系统占地面积也远小于传统工艺。膜生物反应器是一种特殊的超滤膜，本方案设计采用浸没式MBR，用膜对生化反应池内的含泥污水进行过滤，实行污水分离，一方面，膜截留了反应池中的微生物，使池中污泥浓度大大增加，使降解污水的生化反应进行得更迅速，另一方面，由于膜的高过滤精度，出水清澈透明，也称为浸没式CMF膜系统。MBR工艺集合了传统活性污泥法中的生物处理技术和膜的高效截留作用 ,使系统出水水质得到大幅度提高 ,防止膜污染；它利用具有选择透过能力的薄膜做分离介质，膜壁密布微孔，原液在一定压力下通过膜的一侧，溶剂及小分子溶质透过膜壁为滤出液，而较大分子溶质被膜截留，从而达到物质分离及浓缩的目的。
膜生化反应器衍生工艺技术具有以下优点：
(1)高质量出水水质
(2)低压运行、产水率高且稳定
(3)避免了盐份富集，浓缩液可回灌集成、标准化程度高
(4)自控化程度高，全自动操作，可无人值守
B、超滤（UF）技术是一种膜分离技术，利用超滤膜不同孔径对液体进行分离的物理筛分过程。溶液在压力作用下,溶剂与部分低分子量溶质穿过膜上微孔到达膜的另一侧,而高分子溶质或其它乳化胶束团被截留,实现从溶液中分离的目的。其膜为多孔性不对称结构。过滤过程是以膜两侧压差为驱动力，以机械筛分原理为基础的一种溶液分离过程，使用压力通常为0.03～0.6MPa,筛分孔径从0.005～0.1μm，截留分子量为1000～500000道
尔顿左右。几乎能截留溶液中所有的细菌、热源、病毒、胶体微粒、蛋白质、大分子有机物，可以保护反渗透膜（RO）的使用寿命。
纳滤(Nano filtration, NF)分离作为一项新型的膜分离技术，技术原理近似机械筛分，但是纳滤膜本体带有电荷性，因此其分离机理只能说近似机械筛分，同时也有溶解扩散效应在内。超滤或反渗透相比，纳滤过程对单价离子和分子量低于200的有机物截留较差，而对二价或多价离子及分子量介于200～500之间的有机物有较高脱除率。纳滤膜的分离孔径在一般在1nm到10nm左右，一般的纳滤操作压力为5-25bar左右。
C、反渗透技术（RO）,反渗透原理是：若我们在浓溶液侧施加压力克服自然渗透压，当高于自然渗透压的操作压力施加于浓溶液侧时，水分子自然渗透的流动方向就会逆转，进水(浓溶液)中的水分子部分通过膜成为稀溶液侧的凈化水。RO主机就是以反渗透原理为基础进行水质纯化的具有极高的脱盐率,并可有效的去除水中的SiO2和TOC,并具有较大的产水量。保证了水的再利用。
4、铜废水处理工艺（与镍废水处理原理等同）
五、综合废水处理工艺
⑴将镀前酸、碱废水、振动研磨清洗水、刷光水以及车间地面水全部进入缓冲池进行酸、碱中和自然调节（经测试PH值为3～5）；⑵由耐酸泵浆废水和NaOH碱液同时抽出，先经过水泵的高速运转混合后流入PH中和池进一步混合，保证PH值调到8～9.5范围，使Cu+2、Fe+2、Fe+3以及其它离子完全形成氢氧物；⑶由流量泵打入反应池，加入絮凝剂（PAM(聚丙烯酰胺）或MAPEI）充分搅拌形成疏水性共聚物，提高固液分离效果；⑷由反应池定量流入翼片式斜板沉淀器，进行固液分离；⑸清水流人PH调节池经,使用HCI将PH值调到7.5～8PH后，再由流量泵打入连续砂滤器和碳滤，进行二次过滤净化处理，⑹处理净水自流到蓄水池，然后由泵再打入高位槽进行再次回用；⑺沉淀泥浆由污泥泵打入板框压滤机进行脱水，污泥暴晒后集中存放制砖，清水流入蓄水池再利用。
废水处理示意图４
九、零排放关键措施及工艺
我们采取电镀零排放的措施，一是、首先在电镀自动线铬、镍、铜漂洗槽内全部采用《间歇式雾化反喷淋清洗闭路循环技术》，将电镀废水由末端治理变为从源头控制，既改进电镀件的清洗方式，采用有效的清洗技术，大幅度地降低清洗用水量，尽可能把“废水”消灭在生产过程中，将电镀漂洗用水降低90%以上，以便减少水处理费用和投资；二是、对电镀废水根据水质不同性质采用不同的设备和不同的工艺进行分级处理，即浓缩蒸发技术、离子交换技术、生化技术(MBR)、超滤（UF）与反渗透膜技术综合处理、斜板沉降固液分离技术；三是、通过水处理设备将电镀重金属离子全部回收，消除二次污染；四是、采用中水回用技术根据水的等级分别再用于电镀线（反渗透膜回用技术透过水纯水）、振动研磨、酸、碱清洗（反渗透未透过水）以及冲厕（含盐量较高水），四是建立纯水补充系统，以保证电镀自动线电镀补充水和水处理设备的正常运转。
二〇一一年七月十九日