公布日：2023.10.17
申請日：2023.09.11
分類號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/461(2023.01)I;C02F1/463(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;C02F1/40(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/
44(2023.01)N;C02F101/18(2006.01)N;C02F101/20(2006.01)N;C02F103/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種電鍍廢水處理工藝，屬于電鍍廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，將綜合廢水除去浮油和固體雜質(zhì)，然后通入調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)pH值，再通入電解池中電解處理，將電解處理后的綜合廢水通入斜管沉淀池中，靜置，分離沉淀和上清液，將沉淀壓濾得到濾餅和壓濾液，壓濾液回流至調(diào)節(jié)池中，將上清液經(jīng)過超濾、反滲透處理，得到出水，完成電鍍廢水處理工藝；以鈦網(wǎng)為基材，通過涂覆電極漿料和燒結(jié)過程制備出預(yù)制電極，然后鍍鈀制得陽極材料；電解過程中，氰離子和重金屬絡(luò)合物在陽極材料處被氧化破絡(luò)和降解，重金屬以單質(zhì)或氫氧化物的形式在陰極析出和沉淀，便于回收重金屬物質(zhì)和減少重金屬的排放，上清液經(jīng)過超濾、反滲透處理，出水滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求書
1.一種電鍍廢水處理工藝，其特征在于，包括如下步驟：步驟一：將綜合廢水通入除油池和過濾池中，除去浮油和固體雜質(zhì)，然后通入調(diào)節(jié)池，加入硫酸調(diào)節(jié)pH值至3；步驟二：將調(diào)節(jié)池中的綜合廢水通入電解池中，設(shè)置電解池中陰極材料和陽極材料的距離為2cm，以100A/m2的電流密度電解處理2-3h，將電解處理后的綜合廢水通入斜管沉淀池中，靜置，分離沉淀和上清液，將沉淀壓濾得到濾餅和壓濾液，壓濾液回流至調(diào)節(jié)池中，將上清液經(jīng)過超濾、反滲透處理，得到出水，完成電鍍廢水處理工藝；所述陰極材料為鈦板；所述陽極材料通過如下步驟制備：步驟1：將聚甲基丙烯酸酯和二甲基甲酰胺加入攪拌釜中攪拌3-5h，然后加入納米四氧化三鐵粉末、聚乙烯吡咯烷酮和聚丙烯腈，在1500-2000r/min的條件下攪拌10-12h，真空脫泡，得到紡絲液；使用靜電紡絲機(jī)將紡絲液通過靜電紡絲的方式制成纖維膜；將纖維膜在60-80℃的條件下干燥，然后在氧氣氛圍和280±5℃的條件下保溫10-12h，然后通入氮?dú)馐寡鯕馀趴�，在氮�(dú)夥諊拢凑?/span>5℃/min的速率升溫至900-950℃并保溫2-2.5h，自然冷卻，得到磁性碳纖維膜；步驟2：將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的鹽酸緩慢加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%的硝酸中，按照1：2的質(zhì)量比攪拌混合得到混酸液，在20-25℃的條件下，將磁性碳纖維膜浸入混酸液1-2h，然后再用去離子水洗滌至最后一次洗滌液為中性，60-80℃干燥，粉碎，得到磁性碳纖維粉末；步驟3：將氧化石墨烯、硝酸鈷、去離子水和無水乙醇加入反應(yīng)釜中，在200-500r/min條件下攪拌15-30min，然后超聲處理60-90min，得到混合液，將混合液在150-160℃的條件下保溫12-14h，真空干燥后粉碎，得到混合粉末，然后將混合粉末裝入坩堝并轉(zhuǎn)移至馬弗爐中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下按照10℃/min的速率升溫至700±5℃，保溫30-40min后自然冷卻，得到石墨烯負(fù)載碳化鈷粉末；步驟4：將異丙醇、無水乙醇、磁性碳纖維粉末、石墨烯負(fù)載碳化鈷粉末和六水硝酸鈰，攪拌混合后超聲分散30-60min，真空干燥，得到混合粉末；步驟5：將N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、羧甲基纖維素和松香樹脂攪拌混合，然后加入混合粉末繼續(xù)攪拌混合，得到電極漿料，將電極漿料涂覆在鈦網(wǎng)上，在60-80℃的條件下真空干燥，然后轉(zhuǎn)移至真空燒結(jié)爐中，在180-200℃的條件下保溫20-30min，然后按照3-5℃/min的速率升溫至280-300℃，保溫2-3h，然后按照10℃/min的速率升溫至500℃并保溫1-2h，自然冷卻，得到預(yù)制電極；步驟6：將氯化銨、氯化鈉、二氯二氨鈀和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的氨水按照12：1：2：50的質(zhì)量比攪拌混合，得到電鍍液；將預(yù)制電極置入含有電鍍液的電鍍槽中，以預(yù)制電極為陰極，鈦板為陽極，在20mA/cm2的電流密度下電鍍2-3min，然后用去離子水洗滌2-3次，真空干燥，得到陽極材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電鍍廢水處理工藝，其特征在于，所述異丙醇、無水乙醇、磁性碳纖維粉末、石墨烯負(fù)載碳化鈷粉末和六水硝酸鈰的用量比為20g：20g：12-15g：3-5g：0.8-1.4g。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電鍍廢水處理工藝，其特征在于，所述混合粉末、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、羧甲基纖維素和松香樹脂的用量比為16-17g：2-2.4g：0.6-0.8g：0.2-0.3g：0.4-0.6g。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電鍍廢水處理工藝，其特征在于，所述甲基丙烯酸酯、二甲基甲酰胺、納米四氧化三鐵粉末、聚乙烯吡咯烷酮和聚丙烯腈的用量比為5-6g：100-120mL：4.5-4.6g：6-8g：6-8g。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電鍍廢水處理工藝，解決綜合廢水中污染物質(zhì)難以除去的問題。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種電鍍廢水處理工藝，包括如下步驟：
步驟一：將綜合廢水通入除油池和過濾池中，除去浮油和固體雜質(zhì)，然后通入調(diào)節(jié)池中，加入硫酸調(diào)節(jié)pH值至3；
步驟二：將調(diào)節(jié)池中的綜合廢水通入電解池中，設(shè)置電解池中陰極材料和陽極材料的距離為2cm，以100A/m2的電流密度電解處理2-3h，將電解處理后的綜合廢水通入斜管沉淀池中，靜置，分離沉淀和上清液，將沉淀壓濾得到濾餅和壓濾液，壓濾液回流至調(diào)節(jié)池中，將上清液經(jīng)過超濾、反滲透處理，得到出水，完成電鍍廢水處理工藝。
進(jìn)一步地，陰極材料為鈦板。
進(jìn)一步地，陽極材料通過如下步驟制備：
步驟1：將聚甲基丙烯酸酯和二甲基甲酰胺加入攪拌釜中攪拌3-5h，然后加入納米四氧化三鐵粉末、聚乙烯吡咯烷酮和聚丙烯腈，在1500-2000r/min的條件下攪拌10-12h，真空脫泡，得到紡絲液；使用靜電紡絲機(jī)將紡絲液通過靜電紡絲的方式制成纖維膜；將纖維膜在60-80℃的條件下干燥，然后在氧氣氛圍和280±5℃的條件下保溫10-12h，然后通入氮?dú)馐寡鯕馀趴�，在氮�(dú)夥諊拢凑?/span>5℃/min的速率升溫至900-950℃并保溫2-2.5h，自然冷卻，得到磁性碳纖維膜；
步驟2：將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的鹽酸緩慢加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%的硝酸中，按照1：2的質(zhì)量比攪拌混合得到混酸液，在20-25℃的條件下，將磁性碳纖維膜浸入混酸液1-2h，然后再用去離子水洗滌至最后一次洗滌液為中性，60-80℃干燥，粉碎，得到磁性碳纖維粉末；
步驟3：將氧化石墨烯、硝酸鈷、去離子水和無水乙醇加入反應(yīng)釜中，在200-500r/min條件下攪拌15-30min，然后超聲處理60-90min，得到混合液，將混合液在150-160℃的條件下保溫12-14h，真空干燥后粉碎，得到混合粉末，然后將混合粉末裝入坩堝并轉(zhuǎn)移至馬弗爐中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下按照10℃/min的速率升溫至700±5℃，保溫30-40min后自然冷卻，得到石墨烯負(fù)載碳化鈷粉末；
步驟4：將異丙醇、無水乙醇、磁性碳纖維粉末、石墨烯負(fù)載碳化鈷粉末和六水硝酸鈰，攪拌混合后超聲分散30-60min，真空干燥，得到混合粉末；
步驟5：將N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、羧甲基纖維素和松香樹脂攪拌混合，然后加入混合粉末繼續(xù)攪拌混合，得到電極漿料，將電極漿料涂覆在鈦網(wǎng)上，在60-80℃的條件下真空干燥，然后轉(zhuǎn)移至真空燒結(jié)爐中，在180-200℃的條件下保溫20-30min，然后按照3-5℃/min的速率升溫至280-300℃，保溫2-3h，然后按照10℃/min的速率升溫至500℃并保溫1-2h，自然冷卻，得到預(yù)制電極；
步驟6：將氯化銨、氯化鈉、二氯二氨鈀和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的氨水按照12：1：2：50的質(zhì)量比攪拌混合，得到電鍍液；將預(yù)制電極置入含有電鍍液的電鍍槽中，以預(yù)制電極為陰極，鈦板為陽極，在20mA/cm2的電流密度下電鍍2-3min，然后用去離子水洗滌2-3次，真空干燥，得到陽極材料。
進(jìn)一步地，甲基丙烯酸酯、二甲基甲酰胺、納米四氧化三鐵粉末、聚乙烯吡咯烷酮和聚丙烯腈的用量比為5-6g：100-120mL：4.5-4.6g：6-8g：6-8g。
進(jìn)一步地，靜電紡絲時(shí)靜電紡絲機(jī)的工作參數(shù)為：電壓為15kV，紡絲液流速為1mL/h，接收距離為15cm。
進(jìn)一步地，氧化石墨烯、硝酸鈷、去離子水和無水乙醇的用量比為2-3g：150g：2L：2L。
進(jìn)一步地，異丙醇、無水乙醇、磁性碳纖維粉末、石墨烯負(fù)載碳化鈷粉末和六水硝酸鈰的質(zhì)量比為20：20：12-15：3-5：0.8-1.4。
進(jìn)一步地，混合粉末、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、羧甲基纖維素和松香樹脂的用量比為16-17：2-2.4：0.6-0.8：0.2-0.3：0.4-0.6。
本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明電鍍廢水處理工藝采用電解法處理電鍍綜合廢水，能夠有效去除電鍍綜合廢水中的氰化物和重金屬污染物。電解過程中，氰離子和重金屬絡(luò)合物在陽極材料處被氧化破絡(luò)和降解，重金屬以單質(zhì)或氫氧化物的形式在陰極析出和沉淀，便于回收重金屬物質(zhì)和減少重金屬的排放，上清液經(jīng)過超濾、反滲透處理，出水滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。
陽極材料以鈦網(wǎng)為基材，通過涂覆電極漿料和燒結(jié)過程制備出預(yù)制電極，燒結(jié)過程有助于除去電極漿料中的有機(jī)成分，形成較多微觀空隙，增加陽極材料的比表面積，陽極材料的多孔結(jié)構(gòu)有助于增加其對(duì)污染物的吸附性能；預(yù)制電極通過電鍍工藝電鍍上金屬鈀，有助于增加陽極材料的強(qiáng)度，增加其耐沖擊和耐水性性能，從而有助于延長其使用壽命。
電極漿料的主要成分為磁性碳纖維粉末和石墨烯負(fù)載碳化鈷粉末；磁性碳纖維粉末中添加有納米四氧化三鐵粉末，而石墨烯負(fù)載碳化鈷粉末中的碳化鈷也具有一定磁性，便于增加混合粉末的結(jié)合力；硝酸鈰在高溫下分解成氧化鈰，有助于增加固結(jié)后電極漿料的密度；磁性碳纖維粉末經(jīng)過混酸液活化處理，磁性碳纖維膜纖維內(nèi)部的納米四氧化三鐵會(huì)被保留，僅除去暴露的納米四氧化三鐵，增加磁性碳纖維粉末表面的納米孔徑，不僅增加了其穩(wěn)定性，還有助于增加混合粉末和松香樹脂等材料的粘結(jié)性，從而增加電極漿料的涂掛能力。石墨烯負(fù)載碳化鈷粉末有助于增加電解處理對(duì)氰離子的催化氧化效果，有效去除綜合廢水中的氰化物。
（發(fā)明人：孫文成;徐占營）
