CN105692992A - 一种含镍废水回收处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及含镍废水回收处理系统，包括预处理单元、过滤单元、浓缩单元、回收处理单元，预处理单元包括pH调节池，过滤单元包括超滤装置、反渗透装置，浓缩单元包括MVR节能浓缩蒸发系统，回收处理单元包括冷凝水箱、冷却结晶装置，其中，反渗透装置包括一级反渗透装置、设置在一级反渗透装置和MVR节能浓缩蒸发系统之间的三级反渗透装置、与一级反渗透装置相连的二级反渗透装置，一级反渗透装置与二级反渗透装置之间设置有浓水循环管，一级反渗透装置与三级反渗透装置之间设置有淡水循环管。本发明结构简单合理、在原有工厂设备基础上加装灵活方便，具有占地面积小、投资较小、排放废水指标稳定、回收废水中的金属镍等优点，利于工业推广。

Description

一种含镍废水回收处理系统
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种含镍废水回收处理系统。
背景技术
本发明涉及含镍废液、废水主要由化学镀、电镀工序产生，废水主要含有镍和其它添加剂、螯合剂等物质，与金属离子间的结合力非常的强，导致废水中金属离子去除的难度加大。金属离子中的铜、镍、锌、铬是国家严控的一类污染物。化学镍废水中的污染物成分复杂，含有柠檬酸、酒石酸、苹果酸、EDTA、乳酸、铵盐等多种螯合剂，金属镍是以络合形态存在，常规的化学氧化沉淀工艺难以处理达标。目前处理化学镍废水的方法主要有：膜滤技术、高级氧化、药剂沉淀法等方法。
膜滤技术是一种物理分相的过滤技术，采用孔径很小(纳米级)的过滤膜，让水分子通过，其它高分子物质被截留。膜过滤技术一般分为超滤和反渗透两个部分，超滤膜主要去除废水中的悬浮物和大分子污染物，其产水用于反渗透原水。反渗透膜可以截留溶解在水中的溶质，只让水通过。膜滤技术是无选择性截留，出水水质相对稳定；高级氧化法是通过系统产生羟基自由基来对污水中不能被普通氧化剂氧化的污染物进行氧化降解的过程。羟基自由基的无选择强氧化性能，将废水中的有机物氧化，破坏螯合键，将低价磷酸根氧化成高价磷酸根，让镍以离子态形式游离出来，然后将水调节pH至10.3将镍和磷酸根沉淀分离；药剂沉淀法是根据水中不同污染物，加入特定药剂材料，使污染物与加入药剂材料结合形成沉淀物而分离的工艺方法。市场常见的药剂有重捕剂、除磷剂等。上述膜滤技术虽然出水效果较有保障，但是投资成本较高；而高级氧化技术对低浓度废水效果不佳，使用成本高；上述药剂沉淀法在实际操作过程中，絮凝沉淀难以控制，特别是总磷，难以达到排放标准。
因此，如何设计一种投资成本低、生产成本低、回收方便和确保废水达标排放的含镍废水回收处理系统成为亟待解决的问题。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种含镍废水回收处理系统，解决传统污水处理装置占地面积大、投资大、排放废水指标不稳定等问题。为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
一种含镍废水回收处理系统，包括按序连接的预处理单元、过滤单元、浓缩单元、回收处理单元，所述预处理单元包括连接废水收集池的pH调节池，所述过滤单元包括超滤装置、反渗透装置，所述浓缩单元包括MVR节能浓缩蒸发系统，所述回收处理单元包括与MVR节能浓缩蒸发系统相连的用于收集冷凝水的冷凝水箱、用于还原镍的催化还原装置和用于浓缩液结晶成盐的冷却结晶装置，其中，所述反渗透装置包括与超滤装置直接相连的用于脱盐的一级反渗透装置、设置在所述一级反渗透装置和MVR节能浓缩蒸发系统之间的三级反渗透装置、与一级反渗透装置相连的二级反渗透装置，所述一级反渗透装置与二级反渗透装置之间设置有浓水循环管，所述一级反渗透装置与三级反渗透装置之间设置有淡水循环管。
本发明进一步地，还设置一废液槽，其中的废液槽液直接进入MVR节能浓缩蒸发系统进行浓缩。
本发明进一步地，所述MVR节能浓缩蒸发系统所包括的压缩机为单螺杆压缩机。
本发明进一步地，所述超滤装置的滤膜孔径在0.1～0.01um范围之间。
本发明进一步地，在所述超滤装置和pH调节池之间设置一为超滤装置提供缓冲的循环池，在循环池和超滤装置之间还设置循环水管。
本发明进一步地，在所述过滤单元和浓缩单元之间设置有收集储存过滤单元过滤后废水的浓液储存槽。
本发明进一步地，在所述冷却结晶装置和MVR节能浓缩蒸发系统之间设置有用于将冷却结晶装置的结晶母液回收至MVR节能浓缩蒸发系统的贫液收集槽。
本发明进一步地，还设置一分别连接冷凝水箱和催化还原装置的水洗提纯装置。
本发明进一步地，设置一用于控制工艺流程的PLC自动控制装置。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：本发明结构简单合理、在原有工厂设备基础上加装灵活方便，具有占地面积小、投资较小、排放废水指标稳定的优点，利于工业推广。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明含镍废水回收处理系统的结构示意图。
图中各附图标记的含义如下。
1废水收集池2pH调节池
3超滤装置4反渗透装置
5MVR节能浓缩蒸发系统6冷凝水箱
7催化还原装置8冷却结晶装置
9一级反渗透装置10三级反渗透装置
11二级反渗透装置12浓水循环管
13淡水循环管14废液槽
15循环池16循环水管
17浓液储存槽18贫液收集槽
19水洗提纯装置20回用水池
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，不用来限制本发明的范围。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明含镍废水回收处理系统，包括按序连接的预处理单元、过滤单元、浓缩单元、回收处理单元，所述预处理单元包括连接废水收集池1的pH调节池2，所述过滤单元包括超滤装置3、反渗透装置4，所述浓缩单元包括MVR节能浓缩蒸发系统5，所述回收处理单元包括与MVR节能浓缩蒸发系统5相连的用于收集冷凝水的冷凝水箱6、用于还原镍的催化还原装置7和用于浓缩液结晶成盐的冷却结晶装置8。催化还原装置7在保温条件下加入高效还原剂，能快速将水中的镍离子进行催化还原，本高效还原剂只是催化还原镍离子，不形成多相共沉，可确保还原出来镍的纯度，可实现95％以上的镍回收效率，还原出来的镍呈黑色粉状或白色薄块状。
具体地，所述反渗透装置4包括与超滤装置3直接相连的用于脱盐的一级反渗透装置9、设置在所述一级反渗透装置9和MVR节能浓缩蒸发系统5之间的三级反渗透装置10、与一级反渗透装置9相连的二级反渗透装置11，所述一级反渗透装置9与二级反渗透装置11之间设置有浓水循环管12，所述一级反渗透装置9与三级反渗透装置10之间设置有淡水循环管13。优选地，还设置一废液槽14，其中的废液槽液直接进入MVR节能浓缩蒸发系统5进行浓缩，并且，还设置一分别连接冷凝水箱6和催化还原装置7的水洗提纯装置19。
应当说明的是，本发明所述超滤装置3可采用管式超滤膜，其滤膜孔径设置在0.1～0.01um范围之间，包括采用抗污染、耐磨损的PVDF膜，通过超滤去除水中的悬浮物和部分大分子有机物，并通过提高流速让水呈湍流状态通过，利用水的冲刷力起到自净效果，超滤装置3具有产水量大、不易污堵的优点。
应当说明的是，本发明所述MVR节能浓缩蒸发系统5所包括的压缩机为单螺杆压缩机。MVR是蒸汽机械再压缩的简称，是重新利用蒸发系统自身产生的二次蒸汽的能量，从而减少对外界能源需求的一项节能技术。本发明采用单螺杆压缩机的MVR节能浓缩蒸发系统，具有温升高、低噪音、无外冷却系统等优点。通过浓缩后，高温高浓度液体经冷却后，后续磷酸盐等物质以结晶形式排出。
具体地，在所述超滤装置3和pH调节池2之间设置一为超滤装置3提供缓冲的循环池15，在循环池15和超滤装置3之间还设置循环水管16。在所述过滤单元和浓缩单元之间设置有收集储存过滤单元过滤后污水的浓液储存槽17在所述冷却结晶装置8和MVR节能浓缩蒸发系统5之间设置有用于将冷却结晶装置8的结晶母液回收至MVR节能浓缩蒸发系统5的贫液收集槽18，经镍回收后，贫液中主要含有磷酸盐和少量金属镍，由于镍含量低、盐分高已没有回用价值，因此贫液收集槽18将部分贫液经MVR节能浓缩蒸发系统5进一步浓缩后提高磷酸盐盐浓度至饱和浓度，浓缩液经冷却后结晶形成磷酸盐晶体，该部分固渣含水率约60％作为固废委外处置。
应当说明的是，本发明设置一用于控制工艺流程的PLC自动控制装置(图上未示出)。PLC自动控制装置控制如pH调节池2中的酸碱加药泵，或是控制催化还原装置7中还原剂加药泵等。
本发明工作过程如下：电镀化学镀含镍清洗废水在废水收集池1经一定的停留时间调质均匀后，通过提升泵将废水送到pH调节池2，通过加入药剂使废水pH值控制在4～5，如果废水中含有氧化物还可在此设置还原池，加入还原剂将废水中的氧化物质进行还原(无氧化物质可不添加)。废水首先流入砂滤器(图上未示出)，将废水中的大颗粒物、泥沙等去除，然后废水流入气浮系统(图上未示出)，将废水中可能存在的少量石油类去除后进入到循环池15，同时气浮系统定时进行排泥，再经超滤装置3进行固液分离，超滤装置3产生的浓液可经循环水管16回流到循环池15进行再次过滤，过滤液通过提升泵进入到一级反渗透装置9进行脱盐处理，一级反渗透产水经过中和后通过提升泵进入到二级反渗透装置11进行进一步脱盐处理，二级反渗透产水进入回用水池20回用，二级反渗透浓水进入到一级反渗透缓冲池(图上未示出)，一级反渗透浓水经浓水循环管12部分回流，通过提升泵进入到三级反渗透装置10，进入浓液池储存17，由MVR节能浓缩蒸发系统5进行蒸发处理。浓水经MVR节能浓缩蒸发系统5缩后，将镍浓度提高到20g/L，该部分浓缩液经催化还原装置7加入催化还原剂将镍还原成镍粉，经水洗提纯装置19水洗提纯后得到产品金属镍，反应后贫液主要含有磷酸盐等盐分，该部分贫液排入贫液收集槽待18处理。
因此，本发明结构简单合理、在原有工厂设备基础上加装灵活方便，具有占地面积小、投资较小、排放废水指标稳定的优点，利于工业推广。本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种含镍废水回收处理系统，包括按序连接的预处理单元、过滤单元、浓缩单元、回收处理单元，其特征在于：所述预处理单元包括连接废水收集池(1)的pH调节池(2)，所述过滤单元包括超滤装置(3)、反渗透装置(4)，所述浓缩单元包括MVR节能浓缩蒸发系统(5)，所述回收处理单元包括与MVR节能浓缩蒸发系统(5)相连的用于收集冷凝水的冷凝水箱(6)、用于还原镍的催化还原装置(7)和用于浓缩液结晶成盐的冷却结晶装置(8)，
其中，所述反渗透装置(4)包括与超滤装置(3)直接相连的用于脱盐的一级反渗透装置(9)、设置在所述一级反渗透装置(9)和MVR节能浓缩蒸发系统(5)之间的三级反渗透装置(10)、与一级反渗透装置(9)相连的二级反渗透装置(11)，所述一级反渗透装置(9)与二级反渗透装置(11)之间设置有浓水循环管(12)，所述一级反渗透装置(9)与三级反渗透装置(10)之间设置有淡水循环管(13)。
2.根据权利要求1所述的一种含镍废水回收处理系统，其特征在于：还设置一废液槽(14)，其中的废液槽液直接进入MVR节能浓缩蒸发系统(5)进行浓缩。
3.根据权利要求1所述的一种含镍废水回收处理系统，其特征在于：所述MVR节能浓缩蒸发系统(5)所包括的压缩机为单螺杆压缩机。
4.根据权利要求1所述的一种含镍废水回收处理系统，其特征在于：所述超滤装置(3)的滤膜孔径在0.1～0.01um范围之间。
5.根据权利要求1所述的一种含镍废水回收处理系统，其特征在于：在所述超滤装置(3)和pH调节池(2)之间设置一为超滤装置(3)提供缓冲的循环池(15)，在循环池(15)和超滤装置(3)之间还设置循环水管(16)。
6.根据权利要求1所述的一种含镍废水回收处理系统，其特征在于：在所述过滤单元和浓缩单元之间设置有收集储存过滤单元过滤后污水的浓液储存槽(17)。
7.根据权利要求1所述的一种含镍废水回收处理系统，其特征在于：在所述冷却结晶装置(8)和MVR节能浓缩蒸发系统(5)之间设置有用于将冷却结晶装置(8)的结晶母液回收至MVR节能浓缩蒸发系统(5)的贫液收集槽(18)。
8.根据权利要求1所述的一种含镍废水回收处理系统，其特征在于：还设置一分别连接冷凝水箱(6)和催化还原装置(7)的水洗提纯装置(19)。
9.根据权利要求1所述的一种含镍废水回收处理系统，其特征在于：设置一用于控制工艺流程的PLC自动控制装置。
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