CN102329030B - 化学镀镍废水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种化学镀镍废水处理方法，该方法为：(1)以强碱性阴离子交换树脂处理镀镍废水，使镍络合脱稳；(2)以强酸性阳离子交换树脂吸附镀镍废水中所含的镍离子；(3)向镀镍废水中加入强氧化剂，将废水中所含次亚磷酸根、亚磷酸根及大分子有机酸络合剂氧化形成正磷酸根和有机小分子；(4)脉冲电凝处理镀镍废水，使正磷酸根形成磷酸铁沉降，同时将残留的镍离子氧化形成氧化垢沉淀；(5)调节废水至碱性，使废水中的铁离子沉降，再依次加入除铁剂和絮凝剂，除去废水中的亚铁离子和悬浮物，上清液可直接排放。经本发明工艺处理的废水中镍离子含量远低于0.1ppm，符合国家一级标准，并且可实现镍资源的回收利用，提高废水处理经济效益。
Description
技术领域
本发明特别涉及一种用于处理印制电路板(PCB)、电镀等行业所排放的含镍废水，并实现资源回收和循环再利用的方法。
背景技术
化学镀镍是一种有效提高工件耐蚀性和耐磨性的表面处理技术，己广泛用于包括印制电路板(PCB)、五金电镀和化工工业在内的许多行业中。现有化学镀镍液的主要组成份为还原剂次亚磷酸钠以及多种有机酸络合剂如柠檬酸、乳酸、苹果酸、pH值调节剂等，尤于其稳定性较电镀镍差，通常使用5个周期(M.T.O)左右即老化，报废。故而化学镀镍废槽液和水洗水的特性为含有高磷和大量有机络合剂，镍离子被络合剂强力络合，处理达标困难，是公认难治理的废水。目前常用的处理含镍废水方法是化学沉淀法，即用石灰调节含镍废水pH值值，并加金属补集剂等中和、混凝、絮凝、沉淀。此外还有离子交换法、吸附法、电渗析法、蒸发浓缩法及反渗法等。但经这些方法处理后的废水均无法达到国家一级排放标准(镍离子浓度＜0.1ppm)，既会导致环境污染，且也造成资源的浪费。
发明内容
针对现有技术中的诸多不足，本发明的目的在于提供一种化学镀镍废水处理方法，经该方法处理后废水中镍离子浓度远低于0.1ppm，安全环保，并利于实现镍资源的回收和循环再利用。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
一种化学镀镍废水处理方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)以强碱性阴离子交换树脂对镀镍废水进行破络处理，使镍络合脱稳；
(2)以强酸性阳离子交换树脂吸附经步骤(1)处理后镀镍废水中所含的镍离子；
(3)向经步骤(2)处理后的镀镍废水中加入强氧化剂，将废水中所含次亚磷酸根、亚磷酸根及大分子有机酸络合剂分别氧化形成正磷酸根和有机小分子；
(4)以可溶性极板铁作为阴、阳极，脉冲电凝处理由步骤(3)处理后的镀镍废水，使正磷酸根形成磷酸铁沉降，去除总磷，同时将废水中残留的镍离子氧化形成氧化垢沉淀；
(5)调节经步骤(4)处理后废水的pH值≥10，使废水中的铁离子沉降，再依次加入除铁剂和絮凝剂，沉降除去废水中的亚铁离子和悬浮物，并将镍离子浓度＜0.1ppm的上清液直接排放。
优选的，步骤(1)、(3)、(4)均是在pH值为3-6的条件下进行的。
所述强碱性阴离子交换树脂包括强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂。
所述强酸性阳离子交换树脂是基体上带有磺酸基的苯乙烯一二乙烯苯共聚树脂。
所述强氧化剂包括高锰酸钾。
所述除铁剂为50g/L的硫化钠水溶液。
更进一步的，该方法中还包括对步骤(2)中吸附镍离子至饱和状态的强酸性阳离子交换树脂进行脱吸附再生处理，以及对再生液进行处理获得金属镍的操作。
所述化学镀镍废水为化学镀镍废槽液、化学镀镍水洗水或该两者的组合。与现有技术相比，本发明的优点至少在于：经本发明工艺处理的废水中镍离子含量远低于0.1ppm的国家一级排放标准，甚至于可以百分百去除，并且能实现镍资源的回收利用，提高废水处理经济效益。
附图说明
图1是本发明化学镀镍废水处理工艺流程图。
具体实施方式
参阅图1，本发明化学镀镍废水的处理与镍资源循环再利用的方法是将化学镀镍废槽液或化学镀镍水洗水单独处理，或两种废液混合处理，其处理方法分为五个步骤：
步骤一：用强碱性阴离子交换树脂破络处理，使镍络合脱稳。
步骤二：用强酸性阳离子交换树脂吸附镍离子，回收镍资源并降低镍离子浓度。
步骤三：加强氧化剂，氧化次亚磷酸根及亚磷酸根成为正磷酸根，并氧化分解有机酸络合剂为小分子，易于生物降解。
步骤四：脉冲电凝处理：同时去除镍及总磷，对镍去除率＞99％，甚至于可以百分百去除。
步骤五、电凝后产生铁离子，加除铁剂、絮凝剂、固液分离，滤液达到国家一级排放标准。
前述强碱性阴离子交换树脂优选强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂，如美国AmberliteIRA-400、日本Diaion SA-10A、德国LewatitM500。
前述强酸性阳离子交换树脂优选苯乙烯一二乙烯苯共聚树脂，其基体上带有磺酸基(-SO3H)，如美国Amberrlite IR-120、Dowex-50，西德Lewatit-100，日本DiaonSK-1等。
前述强氧化剂优选高锰酸钾，其用量和氧化时间可根据废水中所含组分种类及含量而调整。
前述脉冲电凝，是以溶解性极板铁为阴、阳极，同时去除镍及总磷。
前述除铁剂优选50g/L的硫化钠水溶液，同样的，其用量可根据废水中亚铁离子的含量而调整。
前述电絮凝技术在电镀废水处理及回用中，可以克服化学法处理难以解决的问题，能有效去除电镀废水中重金属离子。前述脉冲电凝方法及设备可参考本案发明人在先提出的实用新型专利(CN 201648070U)，其原理如下：
电极主要反应如下
阳极氧化：Fe-2e→Fe2+
2H2O-4e→O2+4H+
阴极还原：2H++2e→H2↑
溶液总反应Fe2++2H2O→Fe(OH)2+2H+
又及，本领域技术人员根据本发明工艺中，还可更进一步想到进行对吸附镍离子至饱和状态的强酸性阳离子交换树脂进行脱吸附再生处理，以及对再生液进行处理获得金属镍的操作，如此，可实现镍资源的回收利用。
以下结合以较佳实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例1在本发明之前，南亚铜箔(昆山)有限公司采用物化、絮凝、沉淀处理法对镀铜箔含镍系废水进行了处理，日处理量25m3，处理后水质如下表1所示，未达标。
表1传统方法处理含镍废水后水质数据
| 项目(PPM) | pH值 | 电导率μs/cm2 | Ni | COD |
| 限值 | 7～9 | ＞6000 | ≤10 | ≤1000 |
其后，该厂采用本发明工艺对前述含镍废水进行了中试实验，该工艺包括五个步骤：
(1)化学镀镍废槽液或化学镀镍水洗水单独处理，或两种废液混合，在pH值3～6条件下进入强碱性阴离子交换树脂破络处理，使镍络合脱稳，镍离子容易被下一步骤的阳离子吸附；
(2)步骤1所排出的废水直接进入强酸性阳离子交换树脂吸附镍离子，回收镍资源外并降低废水中镍离子浓度；
(3)在pH值3～6条件下向废水中加入高锰酸钾氧化处理1h，使次亚磷酸根及亚磷酸根氧化成为正磷酸根，同时也氧化分解有机络合剂，使长链分子断链成小分子，易于生物降解；
(4)在pH值3～6条件下，脉冲电凝电解步骤三排出的废水，阴、阳极为可溶性极板铁，铁溶解与正磷酸根形成磷酸铁沉，去除总磷，镍离子同时被氧化，形成氧化垢沉淀。
(5)混凝沉淀：脉冲电凝处理后，废水进入中和池，加氢氧化钠调节pH值≥10，铁离子产生混凝沉淀，尚有微量二价铁离子不沉淀，加100ppm除铁剂(硫化钠)，产生硫化铁沉淀去除铁离子，随后再加PAM絮凝沉淀，上清液中镍离子浓度＜＜0.1ppm，达国家一级排放标准。经本发明方法进行治理，该厂排水镍为0，镍离子去除率100％。
表2应用本发明工艺处理该厂含镍废水中的相关数据
实施例2
欣兴同泰科技(昆山)有限公司亦采用本发明工艺对报废化学镀镍槽液及水洗水进行了处理，其工艺过程与实施例1基本相同。
处理前废水水质、水量如下：
废水量250吨/月(含槽液、水洗水)
水质概况：
报废槽液 镍离子浓度 2429ppm
水洗水 镍离子浓度 16ppm
1份废槽液与40份水洗水混合分析
Ni：80ppm PH值：1.86
中试实验处理量0.2m3/h。
在此工艺过程中，以ICP对各工序中废水中镍离子含量进行了监测，其数据如下表3所示。
表3含镍废水处理工艺中各工序废水镍含量数据
Claims (8)
1.一种化学镀镍废水处理方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)以强碱性阴离子交换树脂对镀镍废水进行破络处理，使镍络合脱稳；
(2)以强酸性阳离子交换树脂吸附经步骤(1)处理后镀镍废水中所含的镍离子；
(3)向经步骤(2)处理后的镀镍废水中加入强氧化剂，将废水中所含次亚磷酸根、亚磷酸根及大分子有机酸络合剂分别氧化形成正磷酸根和有机小分子；
(4)以可溶性极板铁作为阴、阳极，脉冲电凝处理由步骤(3)处理后的镀镍废水，使正磷酸根形成磷酸铁沉降，去除总磷，同时将废水中残留的镍离子氧化形成氧化垢沉淀；
(5)调节经步骤(4)处理后废水的pH值≥10，使废水中的铁离子沉降，再依次加入除铁剂和絮凝剂，沉降除去废水中的亚铁离子和悬浮物，并将镍离子浓度＜0.1ppm的上清液直接排放。
2.根据权利要求1所述的化学镀镍废水处理方法，其特征在于，该方法中步骤(1)、(3)、(4)均是在pH值为3-6的条件下进行的。
3.根据权利要求1所述的化学镀镍废水处理方法，其特征在于，所述强碱性阴离子交换树脂包括强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂。
4.根据权利要求1所述的化学镀镍废水处理方法，其特征在于，所述强酸性阳离子交换树脂是基体上带有磺酸基的苯乙烯一二乙烯苯共聚树脂。
5.根据权利要求1所述的化学镀镍废水处理方法，其特征在于，所述强氧化剂包括高锰酸钾。
6.根据权利要求1所述的化学镀镍废水处理方法，其特征在于，所述除铁剂为50g/L的硫化钠水溶液。
7.根据权利要求1所述的化学镀镍废水处理方法，其特征在于，该方法中还包括对步骤(2)中吸附镍离子至饱和状态的强酸性阳离子交换树脂进行脱吸附再生处理，以及对再生液进行处理获得金属镍的操作。
8.根据权利要求1所述的化学镀镍废水处理方法，其特征在于，所述化学镀镍废水为化学镀镍废槽液、化学镀镍水洗水或该两者的组合。
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