CN105084603A - 含镍废水符合水污染物表三排放标准的处理方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含镍废水符合水污染物表三排放标准的处理方法和系统。将含镍废水进入镍废水集水池，由水泵泵入镍反应池进行预处理：调节PH值，加入重金属捕集剂，充分混合搅拌反应后再加入助凝剂和絮凝剂，充分搅拌均匀后进行静止沉淀或进入固液分离设备；进入中间水池，加入硫酸溶液调节PH值至7-8；中间水池水用过滤机泵入重金属清扫器，处理后达到表3限值排放标准。本发明解决电镀行业现有含镍废水不能满足《水污染物特别限值》表三排放标准的难题，实现电镀含镍废水的稳定达标排放要求。

Description

含镍废水符合水污染物表三排放标准的处理方法和系统

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体地说是一种含镍废水符合水污染物表三排放标准的处理方法和系统，符合的是《水污染物特别限值》表三排放标准，可用于电镀行业含镍废水的处理。

背景技术

电镀是使用铬、锌、镍、镉、铜等在工件的表面镀一层金属保护层，增强金属或塑料制品的耐腐蚀性和美观性。电镀废水主要来源于镀件前处理废水、镀层漂洗水、镀层后处理废水以及电镀废液。

重金属离子属于致癌、致畸或致突变的剧毒物质，如果大量含有重金属离子的电镀废水处理不好，会通过食物链，在人体内富集而导致严重的健康问题，所以电镀废水是目前环保重点整治的行业之一。

当前大部分地区电镀企业或园区的电镀废水处理是：除镀铬废水单独分流处理，其他如镀镍、镀铜、镀锌废水和前处理水等一起混合到集水池一起处理，镍离子很难达到环保要求的排放标准。有些地区已经根据环保的要求，对电镀废水进行分流，采用“各行其道，各入其池，分质处置”的工艺处理，但含镍废水由于含有光亮剂等化学添加剂，只是符合了环保的《水污染物特别限值》表二排放标准的要求，没有达到表三水污染物特别排放限值的要求。

目前电镀行业含镍废水的处理主要有：

(1)与含铜废水、含锌废水、前处理水等混合后用化学沉淀法，又分为中和沉淀法和硫化物沉淀法。

(2)含镍废水单独采用化学沉淀法，又分为中和沉淀法和硫化物沉淀法。

中国专利号201210032729.8，专利名称为“综合电镀废水处理方法”，是一种基于化学工艺和生化工艺相结合的处理方法，但对于重金属镍离子还是不能符合《水污染物特别限值》表三排放标准要求。

(3)离子交换法，主要是在镀镍槽边安装离子交换系统对镍离子进行资源回收，极大地降低了含镍废水中的镍浓度，而不是以处理废水达标排放为目的。同时用离子交换法由于离子交换树脂交换容量有限，需要频繁更换交换树脂并对树脂进行洗脱再生，所以实际操作中不能达到表三水污染物特别排放限值的要求。

中国专利号为200810205037.8，201110431946.X，都是采用离子交换树脂的方法来处理电镀废水中的重金属离子并回收利用，但不是以处理废水达标排放为目的。原因是离子交换树脂交换容量有限，需要频繁更换交换树脂并对树脂进行洗脱再生，所以实际操作中不能达到《水污染物特别限值》表三排放标准的要求。

可见实现电镀废水处理达标已经有很多的方法，上述这些方法主要针对以前符合《水污染物特别限值》表二排放标准，对于符合《水污染物特别限值》表三排放标准的处理工艺，并没有一种经济而有效的方法。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种含镍废水符合水污染物表三排放标准的处理方法和系统，采用化学法中的中和沉淀、化学沉淀，利用过滤机过滤保证出水水质，利用重金属清扫器彻底去除镍离子，从而实现含镍废水处理符合表三限值排放标准。

本发明的解决方案是采用以下技术方案：

一、一种含镍废水符合《水污染物特别限值》表三排放标准的处理方法：

(1)根据环保的要求，对电镀废水进行分流，采用“各行其道，各入其池，分质处置”的工艺处理，将含镍废水(例如电镀厂或电镀园区的镀镍废水)进入镍废水集水池，由水泵泵入镍反应池进行预处理：首先检测镍废水集水池含镍废水的PH值并进行调节到9.5～10.5，然后向镍反应池中加入100～500ppm(mg/L)重金属捕集剂，充分混合搅拌反应大于10分钟后再加入100～300ppm(mg/L)助凝剂和5～15ppm(mg/L)絮凝剂，充分搅拌均匀后进行静止沉淀或进入固液分离设备；

(2)取沉淀后的上清液或固液分离出的水进入中间水池，利用自动加药系统加入硫酸溶液，调节废水PH值至7.0-8.0；调节到7.0-8.0这样有利于后续重金属清扫器出水能够直接符合表三限值排放标准排放；

(3)中间水池水用过滤机泵入重金属清扫器，重金属清扫器所使用的清扫剂是含硫的鳌合树脂，经重金属清扫器处理后达到表3限值排放标准，即排出水检测含镍浓度符合<0.1mg/L的排放标准。

过滤机可以去除废水中沉淀时未能完全除去的细微颗粒等杂质，经过前面的处理后，进入重金属清扫器的镍浓度已经是微量水平，重金属清扫器所使用的清扫剂是含硫的鳌合树脂，所以重金属清扫器的使用周期可以在1年以上，完全满足工业生产要求。

所述步骤(1)中调节PH值至9.5～10.5具体采用以下方式：若原PH值大于10.5，则加入硫酸溶液将含镍废水PH值调节到9.5～10.5；若原PH值小于9.5，则加入氢氧化钠和氢氧化钙混合液将含镍废水PH值调节到9.5～10.5。

所述的氢氧化钠和氢氧化钙混合液以1:1溶质重量比混合。

采用所述静止沉淀，则沉淀时间为2-3小时，取上清液进入中间水池，污泥进入污泥浓缩池。

若所述重金属清扫器最后排出水检测含镍浓度>0.1mg/L，则进一步回到中间水池重复步骤(2)和(3)进行处理，并将重金属清扫器内的树脂进行再生或更换。

所述的重金属捕集剂为含硫化合物或含硫鳌合物，所述的助凝剂为聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、聚合双酸铝铁或硫酸亚铁，所述的絮凝剂为阳离子聚丙烯酰胺。

二、一种含镍废水符合《水污染物特别限值》表三排放标准的处理系统：

如图2所示，包括镍废水集水池、镍反应池、酸或碱加药系统、重金属捕集剂加药系统、助凝剂加药系统、絮凝剂加药系统、污泥浓缩池、中间水池、硫酸加药系统、过滤机、重金属清扫器和排放池；镍废水集水池用于初始收集含镍废水，镍反应池输入口分别与镍废水集水池、酸或碱加药系统、重金属捕集剂加药系统、助凝剂加药系统和絮凝剂加药系统相通，镍反应池输出口分别连接污泥浓缩池和中间水池，硫酸加药系统连通到中间水池，中间水池依次经过过滤机、重金属清扫器后进入排放池。

所述的重金属清扫器所使用的清扫剂是含硫的鳌合树脂。

所述的重金属清扫器输出口回连到中间水池。

本发明的机理是首先采用化学法中的中和沉淀、化学沉淀，再利用过滤机过滤保证出水水质，接着利用重金属清扫器彻底去除镍离子，从而实现含镍废水处理符合表三限值排放标准。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

(1)本发明采用镍反应池预处理，使用含硫敖合剂作为重金属捕集剂，沉淀后上清液出水已经可以达到环保《水污染物特别限值》表二排放标准的要求，操作简单方便。

(2)不用传统的石英沙、活性炭吸附，而是用过滤机过滤去除废水中未能完全除去的细微颗粒等杂质，省却了石英沙、活性炭的反冲洗，简单方便。

(3)重金属清扫器里面使用的是含硫敖合树脂，可彻底吸附二价镍离子，使得出水完全符合表三限值排放标准。

(4)本发明中经过重金属捕集剂处理后的废水，镍离子浓度已经很低，加上重金属清扫器里的含硫敖合树脂对镍离子具有很大的吸附容量，使得重金属清扫器可以长期使用(一年以上)，无须频繁对含硫敖合树脂进行再生或更换，使实际使用变得简单方便。

(5)本发明中经过重金属清扫器处理后的出水可以达到环保《水污染物特别限值》表三排放标准的要求，可直接排放。

总之，本发明解决了电镀行业现有含镍废水不能满足表三排放标准的难题，实现了电镀含镍废水的稳定达标排放要求，操作简便，经济可行。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

图2为本发明处理系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明方法的原理如下：

首先采用中和法、化学法预处理来降低含镍废水中的镍离子浓度，降低后续处理过程的负荷，为重金属清扫器的长期运行创造条件。根据氢氧化镍的溶度积，采用中和法，理论上沉淀的上清液PH值≥9.25，镍离子浓度就可以达到表三限值排放标准(镍离子浓度≤0.1mg/L)。但实际上因为在电镀液中添加了许多有机溶剂，这些有机溶剂对镍会形成络合等形式，严重影响了镍离子的沉淀，所以即使调节PH值≥9.25，如PH值到11都不能使镍离子浓度达到表三限值排放标准。现有工艺即使采用溶度积更小的硫化物，可改善沉淀效果，进一步降低沉淀上清液中的镍离子浓度(可达到表二限值排放标准即镍离子浓度在0.2mg/L左右)，但也不能使镍离子浓度达到表三限值排放标准。

再利用过滤机进一步去除沉淀分离时未能除去的微小颗粒，防止这些微小颗粒吸附截留在清扫器中，堵塞清扫剂的水流通道，影响清扫剂的使用效果和水流速度。现有技术的工艺通常采用石英沙、活性炭来过滤吸附微小颗粒，但吸附后水流通道被堵塞，压力上升，水流速度变慢，所以要频繁地对石英沙、活性炭填料塔进行反冲洗，操作比较麻烦。本发明采用的过滤机既可作为水泵提升水的扬程，又起到过滤效果，且过滤机滤芯清洗方便，省却了石英沙、活性炭的反冲洗，操作简单易行。

最后通过重金属清扫器装填的含硫敖合树脂对镍有很强的吸附交换能力，吸附交换容量大，可彻底除去含镍废水中的微量镍离子，实际测试保证出水含镍离子浓度达到符合表三限值排放标准的要求，而且满足长期使用的需求。

本发明的实施例如下：

实施例1：

从某厂镀镍生产线来的含镍废水(没有化学镍)进入镍集水池，经检测镍浓度为285.6mg/L，PH为3.2。用泵泵入镍反应池，采用自动加药系统自动向镍反应池废水中加入氢氧化钠：氢氧化钙(重量比1：1)的混合液，将废水的PH值调节到9.5，混合均匀后加入500mg/L的重金属捕捉剂，经充分鼓泡搅拌反应10分钟后加入300mg/L的聚合氯化铝，鼓泡搅拌3分钟后加入5mg/L的阳离子聚丙烯酰胺，静止沉淀2小时，检测上清液镍离子浓度为0.186mg/L，PH值为9.2。上清液进入中间水池，污泥进入污泥浓缩池。采用自动加药系统自动向中间水池水中加入5％浓度的硫酸溶液，调节废水的PH值到7.0，用过滤机泵入重金属清扫器，控制重金属清扫器(含硫敖合树脂采用含三聚硫氰酸三钠盐的阳离子树脂，内径1米，含硫敖合树脂装填高度为0.8米)中水的流速为40米/小时以内，检测重金属清扫器出水的镍离子浓度为0.006mg/L，PH值为7.3，直接进入排放池排放。从而实现了含镍废水符合《水污染物特别限值》表三限值排放标准。该实施例至申请日在现场运行已经3个月。

实施例2：

从某厂镀镍生产线来的含镍废水(没有化学镍)进入镍集水池，经检测镍浓度为98.4mg/L，PH为12.5。用泵泵入镍反应池，采用自动加药系统自动向镍反应池废水中加入5％硫酸溶液，将废水的PH值调节到10.5，混合均匀后加入100mg/L的重金属捕捉剂，经充分鼓泡搅拌反应15分钟后加入100mg/L的聚合氯化铝铁，鼓泡搅拌3分钟后加入15mg/L的阳离子聚丙烯酰胺，静止沉淀2.5小时，检测上清液镍离子浓度为0.155mg/L，PH值为9.8。上清液进入中间水池，污泥进入污泥浓缩池。采用自动加药系统自动向中间水池水中加入5％浓度的硫酸溶液，调节废水的PH值到8.0，用过滤机泵入重金属清扫器，控制重金属清扫器(含硫敖合树脂采用含三聚硫氰酸三钠盐的阳离子树脂，内径1米，含硫敖合树脂装填高度为0.8米)中水的流速为40米/小时以内，检测重金属清扫器出水的镍离子浓度为0.016mg/L，PH值为8.2，直接进入排放池排放。从而实现了含镍废水符合《水污染物特别限值》表三限值排放标准。该实施例至申请日在工厂现场运行已经8个月。

实施例3：

从某厂镀镍生产线来的含镍废水(没有化学镍)进入镍集水池，经检测镍浓度为156.2mg/L，PH为2.8。用泵泵入镍反应池，采用自动加药系统自动向镍反应池废水中加入氢氧化钠：氢氧化钙(重量比1：1)的混合液，将废水的PH值调节到9.8，混合均匀后加入200mg/L的重金属捕捉剂，经充分鼓泡搅拌反应10分钟后加入150mg/L的硫酸亚铁，鼓泡搅拌3分钟后加入10mg/L的阳离子聚丙烯酰胺，静止沉淀2.5小时，检测上清液镍离子浓度为0.205mg/L，PH值为9.6。上清液进入中间水池，污泥进入污泥浓缩池。采用自动加药系统自动向中间水池水中加入5％浓度的硫酸溶液，调节废水的PH值到7.3，用过滤机泵入重金属清扫器，控制重金属清扫器(含硫敖合树脂采用含三聚硫氰酸三钠盐的阳离子树脂，内径1米，含硫敖合树脂装填高度为0.8米)中水的流速为40米/小时以内，检测重金属清扫器出水的镍离子浓度为0.015mg/L，PH值为7.7，直接进入排放池排放。从而实现了含镍废水符合《水污染物特别限值》表三限值排放标准。该实施例至申请日在工厂现场运行已经14个月。

由上述实施例可看出，采用镍反应池预处理，使用含硫敖合剂作为重金属捕集剂，重金属清扫器使用含硫敖合树脂可彻底吸附二价镍离子，使得出水完全符合表三限值排放标准；过滤机过滤去除废水中未能完全除去的细微颗粒等杂质，省却了石英沙、活性炭吸附反冲洗，简单方便；工艺过程能使得重金属清扫器可以长期使用(一年以上)，无须频繁对含硫敖合树脂进行再生或更换，提高了系统的使用寿命。由此可见，本发明解决了电镀行业现有含镍废水不能满足表三限值排放标准的难题，实现了电镀含镍废水的稳定达标排放要求。

Claims (9)

1.一种含镍废水符合水污染物表三排放标准的处理方法，其特征是采用以下工艺步骤：

(1)将含镍废水进入镍废水集水池，由水泵泵入镍反应池进行预处理：首先检测镍废水集水池含镍废水的PH值并进行调节到9.5～10.5，然后向镍反应池中加入100～500ppm重金属捕集剂，充分混合搅拌反应大于10分钟后再加入100～300ppm助凝剂和5～15ppm絮凝剂，充分搅拌均匀后进行静止沉淀或进入固液分离设备；

(2)取沉淀后的上清液或固液分离出的水进入中间水池，利用自动加药系统加入硫酸溶液，调节废水PH值至7.0-8.0；

(3)中间水池水用过滤机泵入重金属清扫器，重金属清扫器所使用的清扫剂是含硫的鳌合树脂，经重金属清扫器处理后达到《水污染物特别限值》表三排放标准。

2.根据权利要求1所述的一种含镍废水符合水污染物表三排放标准的处理方法，其特征是：所述步骤(1)中调节PH值至9.5～10.5，具体采用以下方式：若原PH值大于10.5，则加入硫酸溶液将含镍废水PH值调节到9.5～10.5；若原PH值小于9.5，则加入氢氧化钠和氢氧化钙混合液将含镍废水PH值调节到9.5～10.5。

3.根据权利要求2所述的一种含镍废水符合水污染物表三排放标准的处理方法，其特征是：所述的氢氧化钠和氢氧化钙混合液以1:1溶质重量比混合。

4.根据权利要求1所述的一种含镍废水符合水污染物表三排放标准的处理方法，其特征是：采用所述静止沉淀，则沉淀时间为2-3小时，取上清液进入中间水池，污泥进入污泥浓缩池。

5.根据权利要求1所述的一种含镍废水符合水污染物表三排放标准的处理方法，其特征是：若所述重金属清扫器最后排出水检测含镍浓度>0.1mg/L，则进一步回到中间水池重复步骤(2)和(3)进行处理，并将重金属清扫器内的树脂进行再生或更换。

6.根据权利要求1所述的一种含镍废水符合水污染物表三排放标准的处理方法，其特征是：所述的重金属捕集剂为含硫化合物或含硫鳌合物，所述的助凝剂为聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、聚合双酸铝铁或硫酸亚铁，所述的絮凝剂为阳离子聚丙烯酰胺。

7.一种含镍废水符合水污染物表三排放标准的处理系统，其特征是：包括镍废水集水池、镍反应池、酸或碱加药系统、重金属捕集剂加药系统、助凝剂加药系统、絮凝剂加药系统、污泥浓缩池、中间水池、硫酸加药系统、过滤机、重金属清扫器和排放池；镍废水集水池用于初始收集含镍废水，镍反应池输入口分别与镍废水集水池、酸或碱加药系统、重金属捕集剂加药系统、助凝剂加药系统和絮凝剂加药系统相通，镍反应池输出口分别连接污泥浓缩池和中间水池，硫酸加药系统连通到中间水池，中间水池依次经过过滤机、重金属清扫器后进入排放池。

8.根据权利要求7所述的一种含镍废水符合水污染物表三排放标准的处理系统，其特征是：所述的重金属清扫器所使用的清扫剂是含硫的鳌合树脂。

9.根据权利要求7所述的一种含镍废水符合水污染物表三排放标准的处理系统，其特征是：所述的重金属清扫器输出口回连到中间水池。