一种由硫酸铜电镀废水制备去离子水的零排放在线处理工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种由硫酸铜电镀废水制备去离子水的零排放在线处理及回用工艺， 属于工业废水处理技术领域。
【背景技术】
[0002] 电镀废水处理工艺有很多，诸如：物理吸附法、离子交换法、蒸发浓缩法、化学沉淀 法、氧化还原法、生化处理法、膜分离法，等等。电镀废水成份不同，处理方法亦不相同，只要 适用，可以采用上述方法中的某一种单独进行处理，亦可采用上述方法中的几种组合进行 处理。
[0003] 常见的废水处理工艺是运用组合方法实行二段式末端集中处理电镀废水。电镀车 间按照规定的管路分别将电镀废水排入六价铬废水池、氰化物废水池、综合废水池。第一段 的处理是利用还原剂将六价铬废水池中的六价铬还原成三价铬、用氧化剂将氰化物废水池 中的氰根离子氧化成无害的二氧化碳和氮气，然后排入综合废水调节池，与其它废水汇合 成为综合废水。第二段处理综合废水，在综合废水调节池中调整PH值后，依次经过沉淀、絮 凝、压滤、回调、生化去C0D和活性炭脱色，成为达到排放标准的可排放水。
[0004] 为了节约水资源、实现电镀废水的回收利用，近些年来又在上述二段法的基础上 增加了以膜分离技术和离子交换技术为基础的中水回用装置，形成了所谓的三段法工艺。 常见的综合废水处理及中水回用工艺流程如下：
[0005] 综合废水一综合废水调节池一沉淀池一絮凝池一压滤系统一PH调节池一生化处 理系统一活性炭吸附系统一过滤池一反渗透膜处理系统一浓水排放、纯水进入离子交换处 理系统进一步纯化一纯水回收利用。
[0006] 无论是二段法工艺还是三段法工艺，主流都是采用末端集中电镀废水处理的模式 (如申请号为200910055677. 4和申请号为200910066905. 8的文献）。因为废水成份过于 复杂，废水处理量过大，很难处理彻底，处理后残留的不同成份之间仍然可能发生化学反应 等原因，这种末端集中处理模式存在以下难题：处理成本高，处理后水质很难达到排放标准 的要求，存在二次污染的风险，重金属资源回收困难，中水回用成本过于昂贵，回收水质很 难达到电镀用水水质标准，以及中水回用率最多只能达到60%~80%。
[0007] 相对于末端集中处理模式，单一废水处理模式因为废水成份比较单一、废水处理 量较小，从理论上分析应该可以很好地解决末端集中处理模式的上述难题，因此成为了近 年来电镀废水处理与回收利用领域研究的热点。单一废水处理模式的核心是根据电镀废水 的化学组成，针对性的进行废水处理回用和有用物质如铜和镍等的回收处理。
[0008] US6162361A、CN102336481A、CN203498176U、CN202754870U 以及 CN201874981A 等 是一些以膜分离技术为基础的专利技术，虽然较好的克服了末端集中处理模式的部分缺 点，但依然存在系统复杂、处理成本高、废水回收利用率不高、蒸发浓缩能耗大等缺陷。尤其 是通过膜分离装置产出的纯水，其电导率最低只能达到5 μ s/cm，如果不进行进一步的纯化 处理，这样的水质根本不能满足高品质电镀的水质要求。
[0009] CN101717136A、CN103374743A、CN201660466U 以及申请号为 200810219643. X 的专 利中公开了一些循环利用的技术，但是，上述各专利公开的技术都存在一些不足，在线处理 后的水质还不能满足电镀工艺要求，即无法实现真正意义上的循环利用。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的之一在于提供一种由硫酸铜电镀废水制备去离子水的零排放在线 处理和回用工艺，该工艺的产出水是电导率很低、纯度很高的去离子水，其水质完全可以满 足电镀工艺要求。
[0011] 本发明的目的之二在于提供一种由硫酸铜电镀废水制备去离子水的零排放在线 处理和回用工艺，该工艺的废水处理系统与硫酸铜电镀系统在线结合，形成一个水闭路循 环，从而实现电镀废水的零排放循环利用。
[0012] 本发明通过以下技术方案实现上述目的：
[0013] -种由硫酸铜电镀废水制备去离子水的零排放在线处理和回用工艺，包括：1)去 除其中的有机物；2)将步骤1)所得的废水中的重金属离子置换成H +，并回收所述重金属离 子；3)将所有非0H阴离子全部转换成0H，并和H+就地结合生成水。
[0014] 本发明的优选技术方案中，所述工艺针对硫酸铜电镀废水的化学组成，采用三步 法：步骤1)是去除其中的电镀添加剂残留物等有机物；步骤2)是将废水中的Cu 2+置换成 H+，并回收Cu2+;步骤3)是将所有非0H阴离子全部转换成0H，并和H+就地结合生成去离 子水。
[0015] 本发明的优选技术方案中，所述工艺进一步包括：4)混床处理工艺。具体而言，为 了进一步提高水质，可在上述三个步骤之后再增加一道混床处理工艺。经上述步骤净化后 产出的高纯度去离子水，直接返用于电镀系统。由此，硫酸铜电镀废水在线净化成完全可以 满足电镀用水水质要求的高质量去离子水，从而实现了电镀废水的零排放循环利用。
[0016] 所述的处理工艺的步骤1)是去除电镀废水中的有机物，具体而言是去除其中的 电镀添加剂残留物等有机物。优选地，是用活性炭单独吸附或用活性炭与离子交换树脂组 合吸附去除所述的有机物。
[0017] 对于由酸铜电镀槽带入到电镀废水中的电镀添加剂残留物，其主要成份是易被活 性炭吸附的染料或/和聚醚表面活性剂等，因此可以用活性炭进行单独吸附；另外还含有 聚二硫二丙烷磺酸钠、聚二硫二丙烷硫酸钠和取代硫脲等有机物，活性炭对这类有机物的 吸附能力比较弱，为了进一步提高产出水的水质，需要在进行活性炭吸附处理后，再采用离 子交换树脂来吸附其中的这类有机物，才能彻底去除硫酸铜电镀废水中的电镀添加剂残留 物等有机物。因此，本发明优选的用于去除硫酸铜电镀添加剂残留物的方案是：可以用活性 炭进行单独吸附，也可以用活性炭和离子交换树脂进行组合吸附。本发明更优选的方案是： 用活性炭和离子交换树脂进行组合吸附去除废水中的硫酸铜电镀添加剂残留物等有机物。
[0018] 所述的步骤1)中的离子交换树脂优选大孔碱性离子交换树脂。可以是一种大孔 强碱性离子交换树脂，也可以是一种大孔弱碱性离子交换树脂，更优选的是大孔强碱性离 子交换树脂，如：Lewati# VP 0C 1071、Amberlite*? XAD4、Purolite? A 860 等。
[0019] 所述的处理工艺的步骤2)是将步骤1)所得的废水中的重金属离子吸附置换成 H+，并回收所述重金属离子。具体而言，是将废水中的Cu2+置换成H+，并回收Cu 2+。本发明优 选的方法是采用氢型结构的离子交换树脂吸附置换回收重金属离子如Cu2+，即让流动相中 的重金属离子如Cu 2+被树脂固定相吸附，而树脂固定相中的H+被置换出来进入流动相。所 用的离子交换树脂可以是一种螯合树脂，也可以是一种其它类型的阳离子树脂，但必须是 氢型结构或者可以被转型成氢型结构的