CN105800841A - 一种电镀含镍废水的高效处理方法 - Google Patents

一种电镀含镍废水的高效处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电镀含镍废水的高效处理方法，包括如下步骤：(1)在酸性条件下，电镀含镍废水在微电解反应器中进行微电解反应至电镀含镍废水的pH值为4.0~5.0；(2)加入氧化剂，电镀含镍废水在微电解反应器中继续进行第二次微电解；(3)加入碱性溶液，使电镀含镍废水的pH值为9.5~11.0；(4)向电镀含镍废水中依次加入混凝剂和絮凝剂进行混凝沉淀，最终上清液即为处理后的可排放废水。本发明处理方法操作简单，效果稳定，无需投加重金属捕捉剂、硫化钠等对环境有害的药剂，避免了对环境的二次污染；节省了占地面积；反应条件要求较低，且反应过程可使废水pH上升，减少了后续调碱所需碱量，处理得到的产品可回收利用。

Description

一种电镀含镍废水的高效处理方法
技术领域
本发明涉及一种电镀废水的处理方法，尤其涉及一种电镀含镍废水的高效处理方法，属于废水处理技术领域。
背景技术
镍作为电镀行业废水中常见的重金属离子，对我国经济社会的发展起到了很大的促进作用。虽然镍是生物必需的微量元素之一，但过量的镍能阻滞植物生长发育，导致植物生长不良，对植物造成危害，甚至死亡。同时，镍可以在植物体内积累，当超出正常含量的植物进入食物链时就会影响动物乃至人类的健康。镍在水中可以与羰基化合物形成羰基镍，具有很强的毒性，是国际上公认的致癌物质。如果电镀含镍污水不加处理任意排放，将污染水体、土壤和空气，破坏生态平衡，形成镍污染严重的生态环境。
环保部门规定电镀行业向外排放的废水镍含量必须严格达到规定的排放标准，根据环保部发布的GB21900-2008《电镀污染物排放标准》表2，允许排入水体的电镀废水中总镍浓度最高为0.5mg/L。因此，找到高效合理的除镍技术在日益倡导绿色环保的今天显得尤为重要。
目前处理含镍废水的方法主要有化学处理法、离子交换法、吸附法、膜分离技术以及生物法等。其中化学处理法包括中和沉淀法、硫化物沉淀法以及铁氧体法等，化学处理法工艺流程简单、操作方便、技术成熟是最常用的方法之一，但化学处理法占地面积大且很难稳定达标；离子交换法对于回收废水中有价值的镍和提高水的循环利用率具有很好的效果，但其操作工序较为复杂，离子交换树脂也常因为其他有机污染物的影响而使得寿命减短进而影响整个系统的处理效果；吸附法是利用吸附剂的独特结构去除重金属离子的一种方法，沸石、活性炭、腐殖酸等常被作为处理电镀含镍废水的吸附剂，但是目前工业上使用的吸附剂普遍价格昂贵并且吸附剂的再生和二次污染也是需要着重考虑的问题；膜分离技术应用于电镀含镍废水具有可以有效去除废水中的镍离子，设备简单，无需添加化学试剂等优点，但膜组件价格昂贵且在使用过程中会产生膜污染和膜堵塞，运行成本较高；生物处理法具有广阔的前景，但目前对于生物吸附剂和重金属之间的反应动力学认识还不够充分，吸附容量大的生物吸附剂也有待开发，离在工业上广泛应用还有一段距离。因此，急需开发一种更加高效的综合处理电镀含镍废水的处理方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种既能高效稳定处理镍离子，又能简化处理流程，降低电镀企业废水处理成本的电镀含镍废水的高效处理方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种电镀含镍废水的高效处理方法，包括如下步骤：
(1)在酸性条件下，电镀含镍废水在微电解反应器中进行微电解反应至电镀含镍废水的pH值为4.0~5.0；所述酸性条件为含镍废水的pH值不大于5.0；
(2)加入氧化剂，电镀含镍废水在微电解反应器中继续进行第二次微电解；
(3)加入碱性溶液，使电镀含镍废水的pH值为9.5~11.0；
(4)向电镀含镍废水中依次加入混凝剂和絮凝剂进行混凝沉淀，最终上清液即为处理后的可排放废水。
作为优选地，所述步骤(1)中微电解反应器中进行微电解反应所用材料为FCM-IV系列催化自电解环保材料。
作为优选地，所述步骤(2)中氧化剂为次氯酸钠。
作为优选地，所述步骤(2)中进行二次微电解的反应时间为40min。
作为优选地，所述步骤(4)中碱性溶液为氢氧化钠溶液、氧化钙溶液或氢氧化钙溶液中的至少一种。
作为优选地，所述步骤(4)中混凝剂和絮凝剂分别为聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）。
作为优选地，所述步骤(4)中混凝沉淀的时间为不少于30min。
本发明的方法是利用FCM-IV系列催化自电解环保材料浸入水中构成了数个细小的微电池，在废水中自身产生约1230mv电解电压，发生电极反应，将络合剂或其他有机物分子中官能团断链、降解，转化为无络合能力的小分子有机物，促进镍离子的释放，同时利用次氯酸钠在酸性条件下具有较强的氧化作用，破坏含镍废水中络合状态镍的有机络合物，使镍完全以金属离子状态存在，并通过微电解中的氧化还原反应以及调节溶液的碱度，依次加入混凝剂和絮凝剂混凝沉淀，使污染物被分解分离。
本发明与现有技术相比具有的有益效果为：
（1）本发明所述处理方法操作简单，效果稳定，无需投加重金属捕捉剂、硫化钠等对环境有害的药剂，避免了对环境的二次污染。
（2）本发明所述处理方法处理电镀含镍废水过程中材料自身产生约1230mv电解电压，减少了能量输入，且处理过程无需二次沉淀，节省了处理时间和占地面积。
（3）本发明所述处理方法反应条件要求较低，且反应过程可使废水pH上升，减少了后续调碱所需碱量。
（4）本发明所述处理方法综合处理效果好，除可确保含镍废水处理出水的总镍浓度达到0.1mg/L以下，达到国家一级排放标准外，同时对有机物及其他重金属离子也具有较为显著的去除效果，可适用于多组分的复杂工业废水处理。
（5）本发明所述处理方法处理电镀含镍废水沉淀物主要为氢氧化镍、氢氧化铁等，具有较高的回收价值。
具体实施方式
为让本领域的技术人员更加清晰直观的了解本发明，下面将对本发明作进一步的说明。
实施例1
以益阳某厂电镀废水为处理对象，原水水质：总镍为350mg/L，pH为1.5，总铜为40mg/L，COD＝1496.5mg/L。
利用本发明所述处理方法对此电镀废水进行处理：
电镀废水原水进入微电解反应器曝气微电解，反应进行至pH为4.0时，向废水中加次氯酸钠，次氯酸钠加入量为3mL/L。将废水在反应器中进行第二次微电解，时间为40min。向完成二次微电解的废水中加入质量分数为30%的氢氧化钠溶液，混合均匀，使混合液pH为10.5，加PAC和PAM混凝沉淀，静置30min，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0.05mg/L，总铜平均浓度为0.2mg/L，COD平均浓度为210.0mg/L，总镍平均去除率为99.98%，总铜去除率为99.5%，COD去除率为85.97%，总镍和总铜的出水水质均达到国家排放标准，COD的出水水质也达到很好的处理效果。
实施例2
以广州白云区某厂高浓度镀镍废水为处理对象，原水水质：总镍为400mg/L，pH为1.5，COD＝1078.0mg/L。
利用本发明所述处理方法对此电镀废水进行处理：
电镀废水原水进入微电解反应器曝气微电解，反应进行至pH为4.5时，向废水中加次氯酸钠，次氯酸钠加入量为3mL/L。将废水在反应器中进行第二次微电解，时间为40min。向完成二次微电解的废水中加入质量分数为30%的氢氧化钠溶液，混合均匀，使混合液pH为10.5，加PAC和PAM混凝沉淀，静置30min，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0.05mg/L，COD平均浓度为243.4mg/L，总镍平均去除率为99.99%，COD去除率为78.25%，总镍的出水水质达到国家排放标准，COD的出水水质也达到很好的处理效果。
实施例3
以广州白云区某厂电镀废水综合水为处理对象，原水水质：总镍为150mg/L，pH为1.5，COD＝415.3mg/L。
电镀废水原水进入微电解反应器曝气微电解，反应进行至pH为4.5时，向废水中加次氯酸钠，次氯酸钠加入量为3mL/L。将废水在反应器中进行第二次微电解，时间为40min。向完成二次微电解的废水中加入质量分数为30%的氢氧化钠溶液，混合均匀，使混合液pH为10.5，加PAC和PAM混凝沉淀，静置30min，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未检出，COD平均浓度为84.8mg/L，总镍平均去除率为100%，COD去除率为79.58%，总镍和COD的出水水质达到国家排放标准。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电镀含镍废水的高效处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)在酸性条件下，电镀含镍废水在微电解反应器中进行微电解反应至电镀含镍废水的pH值为4.0~5.0；
(2)加入氧化剂，电镀含镍废水在微电解反应器中继续进行第二次微电解；
(3)加入碱性溶液，使电镀含镍废水的pH值为9.5~11.0；
(4)向电镀含镍废水中依次加入混凝剂和絮凝剂进行混凝沉淀，最终上清液即为处理后的可排放废水。
2.根据权利要求1所述的电镀含镍废水的高效处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中微电解反应器中进行微电解反应所用材料为FCM-IV系列催化自电解环保材料。
3.根据权利要求1所述的电镀含镍废水的高效处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中氧化剂为次氯酸钠。
4.根据权利要求1所述的电镀含镍废水的高效处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中进行二次微电解的反应时间为40min。
5.根据权利要求1所述的电镀含镍废水的高效处理方法，其特征在于：所述步骤(4)中碱性溶液为氢氧化钠溶液、氧化钙溶液或氢氧化钙溶液中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的电镀含镍废水的高效处理方法，其特征在于：所述步骤(4)中混凝剂和絮凝剂分别为聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）。
7.根据权利要求1所述的电镀含镍废水的高效处理方法，其特征在于，所述步骤(4)中混凝沉淀的时间为不少于30min。
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