CN104086022B - 一种含镍废水的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于废水处理技术领域，公开了一种电镀行业中含镍废水的处理方法。所述含镍废水的处理方法包括如下步骤：(1)在酸性条件下，在含镍废水中加入氧化剂进行氧化反应；(2)往经步骤(1)氧化反应后的含镍废水中加入碱，使含镍废水呈碱性，然后静置沉淀，取出上清液；(3)在步骤(2)所述上清液中依次加入沉淀剂和絮凝剂进行共沉淀，所得最终上清液即为处理后的可排放废水。本发明所述处理方法操作简单，效果稳定，所用试剂不会造成对环境的二次污染；本发明所述处理方法在二次沉淀的基础上，利用了絮凝剂与沉淀物产生的共沉淀作用，可确保含镍废水处理出水的总镍浓度可达到排放标准。

Description

一种含镍废水的处理方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种电镀行业中含镍废水的处理方法。
背景技术
含镍废水是电镀行业中常见的废水之一。随着废水排放出来的镍及其化合物具有毒性，是国际上公认的致癌物质。镍不仅可以在土壤中富集，进而影响农作物的正常生长，而且在水体也会影响渔业生产。更为严重的是，镍在水中可以与羰基化合物形成羰基镍，毒性更强，如果通过食物链进入人体，将对人体产生不良影响。因此，作为第一类污染物，环保部门规定电镀行业必须在生产车间排放口严格将含镍废水处理到规定排放标准才可外排。
随着环保部发布GB21900-2008《电镀污染物排放标准》，电镀行业中含镍废水的排放要求更加严格，其中当前执行的表2标准中要求总镍浓度不可超过0.5mg/L，并很有可能在某些地方执行更为严格的标准。这对含镍废水处理技术的开发提出了新的要求和导向。
目前处理含镍废水的方法有化学处理法、离子交换法、电解法和反渗透技术。其中，化学处理法工艺流程简单，技术成熟，操作简便，运行费用低，但废水中物质回收价值较低；离子交换法根据交换树脂类型和质量的不同，交换容量与再生洗脱率较低，因而操作工序较为复杂，且需消耗较多的药品；电解法最大的优点是可以回收金属镍，操作也较为简单，是回收废水中高浓度镍的可行方法，但能耗较高，运行成本要求较高；反渗透法处理效果较好，但投资和运行成本较高，且容易产生膜的堵塞现象，从而影响其稳定运行。在上述方法中，化学处理法是最常用的含镍废水处理方法。
在实际处理中常发现化学处理法处理效果稳定性较差，需要设置后续离子交换装置才能保证处理水总镍达到相关标准，而离子交换树脂常因为其他有机物污染物浓度较高的影响而减少其使用寿命，进而影响了整个系统的总镍处理效果。
发明内容
针对现有化学处理法的不足，本发明的目的在于提供一种处理见效快、效果稳定的含镍废水的处理方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种含镍废水的处理方法，包括如下步骤：
(1)在酸性条件下，在含镍废水中加入氧化剂进行氧化反应；
优选的，步骤(1)所述酸性条件为含镍废水的pH值为2.0～4.0；
优选的，步骤(1)所述氧化剂的加入量与所述含镍废水中总镍的质量浓度比例为0.1～1；
优选的，步骤(1)所述氧化剂为次氯酸钠；
(2)往经步骤(1)氧化反应后的含镍废水中加入碱，使含镍废水呈碱性，然后静置沉淀，取出上清液；
优选的，步骤(2)所述碱为氢氧化钠、氧化钙或氢氧化钙中的一种以上；
优选的，步骤(2)所述使含镍废水呈碱性为使含镍废水的pH值为9.0～11.0；
优选的，步骤(2)所述静置沉淀的时间不小于15min；静置沉淀时间加长，有利于提升沉淀效果，更优选的静置沉淀时间为15～120min。
(3)在步骤(2)所述上清液中依次加入沉淀剂和絮凝剂进行共沉淀，所得最终上清液即为处理后的可排放废水。
优选的，步骤(3)所述沉淀剂为磷酸、磷酸钠、磷酸二氢钠或磷酸氢二钠中的一种；
优选的，步骤(3)所述沉淀剂的投加质量浓度为10～300mg/L；
优选的，步骤(3)所述絮凝剂为聚合硫酸铁、聚合硫酸铝或聚合硫酸铝铁中的一种；
优选的，步骤(3)所述絮凝剂的投加质量浓度为50～500mg/L；
优选的，步骤(3)所述共沉淀的时间为1～2h。
本发明的原理：
在实际工业废水中，含镍废水往往是酸性的。在酸性条件下，次氯酸钠具有较高的氧化性，可破坏含镍废水中络合状态镍的有机络合物，使得镍以金属离子状态存在，并同时去除含镍废水中存在的其他有机物；随后通过提升含镍废水的pH值，使其达到金属镍离子的最佳氢氧化物沉淀范围(25℃时，Ni(OH)2的溶度积Ksp＝5.48×10-16)，利用化学沉淀原理去除大量的镍离子；随后利用磷酸根离子去除上清液中残余的镍离子(25℃时，(Ni)3(PO4)2的溶度积Ksp＝4.74×10-32)，剩余的磷酸根再与聚铁进行反应，通过共沉淀作用去除镍和磷酸根，确保废水中的总镍浓度稳定低于0.2mg/L。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
本发明所述处理方法操作简单，效果稳定，所用试剂不会造成对环境的二次污染；本发明所述处理方法在二次沉淀的基础上，利用了絮凝剂与沉淀物产生的共沉淀作用，可确保含镍废水处理出水的总镍浓度可达到排放标准。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
以某化学电镀厂的一级反渗透的浓水为处理对象，原水水质总镍为230mg/L，pH为2.74，CODCr＝25.6mg/L，TP＝0.20mg/L。
利用本发明所述处理方法对一级反渗透的浓水进行处理：
在一级反渗透的浓水中加入氧化剂次氯酸钠，次氯酸钠投加量为100mg/L，于120r/min下搅拌10min；然后投加30％(质量分数)氢氧化钠溶液调节浓水的pH至9.5，静置沉淀15min后，取出上清液；往上清液中按质量浓度为50mg/L投加磷酸氢二钠溶液，于200r/min下搅拌反应15min，随后将混合液调节pH至10.0，按质量浓度为100mg/L投加聚合硫酸铁溶液，于60r/min下搅拌反应5min后，静置沉淀1h，所得最终上清液即为可达标排放废水。
取最终上清液水样测定总镍。重复试验三次，最终上清液水样中总镍平均浓度为0.18mg/L，TP＝0.48mg/L，CODCr＝24.8mg/L，总镍平均去除率为99.92％。
实施例2
以某电镀厂的化学电镀废水为处理对象，原水水质总镍浓度为190mg/L，pH为3.72，CODCr＝100mg/L，TP＝15.0mg/L。
利用本发明所述处理方法对化学电镀废水进行处理：
在化学电镀废水中加入氧化剂次氯酸钠，次氯酸钠投加量为80mg/L，于120r/min下搅拌15min；然后投加30％(质量分数)氢氧化钠溶液调节化学电镀废水的pH至10.0，静置沉淀15min后，取出上清液；往上清液中按质量浓度为150mg/L投加磷酸二氢钠溶液，于200r/min下搅拌反应15min，随后将混合液调节pH至10.5，按质量浓度为250mg/L投加聚合硫酸铁溶液，于60r/min下搅拌反应10min后，静置沉淀1.5h，所得最终上清液即为可达标排放废水。
取最终上清液水样测定总镍。重复试验三次，最终上清液水样中总镍平均浓度为0.16mg/L，TP＝0.45mg/L，CODCr＝48.6mg/L，总镍平均去除率为99.91％。
实施例3
以某电镀厂的化学电镀废水为处理对象，原水水质总镍浓度为320mg/L，pH为2.05，CODCr＝125mg/L，TP＝18.0mg/L。
利用本发明所述处理方法对化学电镀废水进行处理：
在化学电镀废水中加入氧化剂次氯酸钠，次氯酸钠投加量为300mg/L，于120r/min下搅拌15min；然后投加30％(质量分数)氢氧化钠溶液调节化学电镀废水的pH至9.6，静置沉淀25min后，取出上清液；往上清液中按质量浓度为400mg/L投加磷酸氢二钠溶液，于200r/min下搅拌反应15min，随后将混合液调节pH至10.5，按质量浓度为450mg/L投加聚合硫酸铁溶液，于60r/min下搅拌反应10min后，静置沉淀1.5h，所得最终上清液即为可达标排放废水。
取最终上清液水样测定总镍。重复试验三次，最终上清液水样中总镍平均浓度为0.19mg/L，TP＝0.50mg/L，CODCr＝56.4mg/L，总镍平均去除率为99.95％。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种含镍废水的处理方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)在酸性条件下，在含镍废水中加入氧化剂进行氧化反应；
(2)往经步骤(1)氧化反应后的含镍废水中加入碱，使含镍废水呈碱性，然后静置沉淀，取出上清液；
(3)在步骤(2)所述上清液中依次加入沉淀剂和絮凝剂进行共沉淀，所得最终上清液即为处理后的可排放废水；
步骤(2)所述使含镍废水呈碱性为使含镍废水的pH值为9.0～11.0；
步骤(3)所述沉淀剂为磷酸、磷酸钠、磷酸二氢钠或磷酸氢二钠中的一种；步骤(3)所述沉淀剂的投加质量浓度为10～300mg/L；
步骤(3)所述絮凝剂为聚合硫酸铁、聚合硫酸铝或聚合硫酸铝铁中的一种；步骤(3)所述絮凝剂的投加质量浓度为50～500mg/L。
2.根据权利要求1所述的含镍废水的处理方法，其特征在于：步骤(1)所述酸性条件为含镍废水的pH值为2.0～4.0。
3.根据权利要求1所述的含镍废水的处理方法，其特征在于：步骤(1)所述氧化剂的加入量与所述含镍废水中总镍的质量浓度比例为0.1～1。
4.根据权利要求1所述的含镍废水的处理方法，其特征在于：步骤(1)所述氧化剂为次氯酸钠。
5.根据权利要求1所述的含镍废水的处理方法，其特征在于：步骤(2)所述碱为氢氧化钠、氧化钙或氢氧化钙中的一种以上。
6.根据权利要求1所述的含镍废水的处理方法，其特征在于：步骤(2)所述静置沉淀的时间不小于15min。
7.根据权利要求1所述的含镍废水的处理方法，其特征在于：步骤(3)所述共沉淀的时间为1～2h。
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