CN106673269B - 含镍废水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含镍废水处理系统，包括依次连通的第一反应池、第二反应池、过滤装置、第三反应池、浓缩膜装置、沉淀池、收集池；所述过滤装置的出水口与所述第三反应池连通，所述过滤装置的污泥出口连通有第一压滤机；所述沉淀池的污泥出口连通有第二压滤机，所述沉淀池的出水口与所述收集池连通；所述第二压滤机的污泥出口连通有污泥煅烧炉，所述第二压滤机的出水口与所述浓缩膜装置连通。本发明的含镍废水处理系统处理效果好，实现零污染物排放，有效降低了污泥处理成本和负荷，以及解决了资源浪费的问题，并大大降低了企业的生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体而言，涉及一种含镍废水处理系统。
背景技术
目前，含镍废水的处理方法很多，如膜浓缩法、离子交换法，蒸发浓缩法等，电解法等。
然而现有的大多方法存在以下缺点：设备使用寿命短，运营维护成本高，回收出来的浓缩液或产品，其成份复杂且含有很多杂质，(即Cu2+、Cr6+、Cr3+等重金属离子，Cu2+、Al3+等阳离子，SO4 2-、Cl-、P2O7 2-等阴离子及大量有机物杂质)。在大多数情况下，镍回收物无法达到其生产线回收利用标准，难以在生产线直接回收利用，而且成本很高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供的一种含镍废水处理系统，更好的克服了上述现有技术存在的问题和缺陷，运行安全、稳定，操作简单、管理方便、处理效果好、投资少等优点，降低了企业的生产成本。
一种含镍废水处理系统，包括依次连通的第一反应池、第二反应池、过滤装置、第三反应池、浓缩膜装置、沉淀池、收集池；所述过滤装置的出水口与所述第三反应池连通，所述过滤装置的污泥出口连通有第一压滤机；所述沉淀池的污泥出口连通有第二压滤机，所述沉淀池的出水口与所述收集池连通；所述第二压滤机的污泥出口连通有污泥煅烧炉，所述第二压滤机的出水口与所述浓缩膜装置连通。
进一步地，还包括废水存储池，所述废水存储池通过抽水泵与所述第一反应池连通。
进一步地，还包括与所述第一反应池连通的第一加药装置和第二加药装置，所述第一加药装置用于向所述第一反应池投加酸性物质，所述第二加药装置用于向所述第一反应池投加还原剂。
进一步地，所述第一反应池设有第一pH监测装置和电位控制仪，所述第一pH监测装置与所述第一加药装置连接，所述电位控制仪与所述第二加药装置连接。
进一步地，还包括与所述第二反应池连通的第三加药装置，所述第三加药装置用于向所述第二反应池投加碱性物质。
进一步地，所述第二反应池设有第二pH监测装置，所述第二pH监测装置与所述第三加药装置连接。
进一步地，还包括与所述第三反应池连通的第四加药装置，，所述第四加药装置用于向所述第三反应池投加碱性物质。
进一步地，所述第三反应池设有第三pH监测装置，所述第三pH监测装置与所述第四加药装置连接。
进一步地，所述过滤装置的污泥出口通过第一污泥贮池与所述第一压滤机连通。
进一步地，所述沉淀池的污泥出口通过第二污泥贮池与所述第二压滤机连通。
与现有技术相比，本发明的含镍废水处理系统的有益效果是：
(1)、本发明的含镍废水处理系统先通过在第一反应池中将Cr6+还原为Cr3+后，在第二反应池中将pH值调至6～6.5之间，加入碱性物质与Mg2+、Cu2+、Al3+等其它微量阳离子反应生成氢氧化物沉淀，然后经过过滤装置过滤，除去废水中的Cu2+、Al3+等其它微量杂质，再在第三反应池中将pH值调至10～11.5之间，加入碱性物质与废水中的Ni2+，反应生成Ni(OH)2沉淀，再经浓缩沉淀后收集清水，并将沉淀池中产生的沉淀物进行压滤、高温煅烧得到纯度较高的镍或氧化镍，可回用于镀镍生产线中，实现零污染物排放，有效降低了污泥处理成本和负荷，以及解决了资源浪费的问题，并大大降低了企业的生产成本。
(2)、进一步地，本发明的含镍废水处理系统通过对第一反应池、第二反应池和第三反应池均设置pH监测装置实时监测反应池内的pH值，并根据相应的pH值控制加药装置自动加药，使该系统自动化程度高、运行安全、稳定、操作简单、管理方便且处理效果更好。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的含镍废水处理系统的结构示意图。
附图标号说明：
101 废水存储池
102 抽水泵
103 第一反应池
1031 第一pH监测装置
1032 第一加药装置
1033 第二加药装置
1034 电位控制仪
104 第二反应池
1041 第二pH监测装置
1042 第三加药装置
105 过滤装置
106 第三反应池
1061 第三pH监测装置
1062 第四加药装置
107 浓缩膜装置
108 沉淀池
109 收集池
110 第一污泥贮池
111 第一压滤机
112 第二污泥贮池
113 第二压滤机
114 煅烧炉
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对含镍废水处理系统进行更全面的描述。附图中给出了含镍废水处理系统的首选实施例。但是，含镍废水处理系统可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对含镍废水处理系统的公开内容更加透彻全面。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。
参阅图1，本发明提供了一种含镍废水处理系统，包括依次连通的第一反应池103、第二反应池104、过滤装置105、第三反应池106、浓缩膜装置107、沉淀池108、收集池109；所述过滤装置105的出水口与所述第三反应池106连通，所述过滤装置105的污泥出口连通有第一压滤机111；所述沉淀池108的污泥出口连通有第二压滤机113，所述沉淀池108的出水口与所述收集池109连通；所述第二压滤机113的污泥出口连通有污泥煅烧炉114，所述第二压滤机113的出水口与所述浓缩膜装置107连通。
优选地，本发明的含镍废水处理系统还包括废水存储池101，所述废水存储池101通过抽水泵102与所述第一反应池103连通，即废水存储池101内的废水由抽水泵102抽至第一反应池103中进行反应。
上述第一反应池103中利用添加还原剂将含镍废水中的微量Cr6+还原为Cr3+，所述还原剂可列举为亚硫酸钠、焦亚硫酸钠或亚硫酸氢钠等。作为一种示例说明，当还原剂为亚硫酸钠时，具体还原反应为：
4Cr6++3S2O5 2-+9H2O＝4Cr3++6SO4 2-+18H+，本实施例的还原剂用量略大于反应的理论用量，便于发生充分的反应。
优选地，本发明实施例中，所述第一反应池103连通有第一加药装置1032和第二加药装置1033，所述第一加药装置1032用于向所述第一反应池103投加酸性物质，所述第二加药装置1033用于向所述第一反应池103投加还原剂。
优选地，所述第一反应池103设有第一pH监测装置1031和电位控制仪1034，所述第一pH监测装置1031与所述第一加药装置1032连接，所述电位控制仪1034与所述第二加药装置1033连接。
需要说明的是，为保证第一反应池103中还原反应达到最佳效果，即彻底将废水中的Cr6+还原为Cr3+，反应池中的pH值需达到2.5～3.0。因此本发明实施例中通过设置第一pH监测装置1031用于实时监测所述第一反应池103内废水的pH值，当监测到的pH值大于3.0时，所述第一pH监测装置1031自动控制所述第一加药装置1032向第一反应池103中添加酸性物质；当监测到的pH值低于2.5时，所述第一pH监测装置1031自动控制所述第一加药装置1032向第一反应池103中停止添加酸性物质。所述酸性物质可列举为硫酸、盐酸等。
需要说明的是，为保证第一反应池103中还原反应达到最佳效果，即彻底将废水中的Cr6+还原为Cr3+，反应池中的电位需控制在220～270mV。因此本发明实施例中通过设置电位控制仪1034(ORP计)用于实时监测所述第一反应池103内废水的电位，当监测到的电位高于270mV时，所述电位控制仪1034(ORP计)自动控制所述第二加药装置1033向第一反应池103中添加还原剂；当监测到的pH值低于220mV时，所述电位控制仪1034(ORP计)自动控制所述第二加药装置1033向第一反应池103中停止添加还原剂。
上述第二反应池104中通过将含镍及Cr3+、Cu2+、Al3+等其它微量阳离子等废水的pH值调节到适宜范围内，利用碱性物质与Cr3+、Cu2+、Al3+等其它微量阳离子反应生成氢氧化物沉淀，以除去废水中的Cr3+、Cu2+、Al3+等其它微量杂质，所述碱性物质优选为氢氧化钠，当然碱性物质还可列举为石灰或石灰与氢氧化钠的混合物等。具体反应如下：
Cr3++3OH-＝Cr(OH)3↓；
Cu2++2OH-＝Cu(OH)2↓；
Al3++3OH-＝Al(OH)3↓。
优选地，本发明实施例中，所述第二反应池104还连通有第三加药装置1042，所述第三加药装置1042用于向所述第二反应池104投加碱性物质。
优选地，所述第二反应池104设有第二pH监测装置1041，所述第二pH监测装置1041与所述第三加药装置1042连接。
需要说明的是，为保证第二反应池104中反应达到最佳效果，即碱性物质与Cr3+、Cu2+、Al3+等其它微量阳离子完全反应，反应池中的pH值需控制在6～6.5之间。因此本发明实施例中通过设置第二pH监测装置1041用于实时监测所述第二反应池104内废水的pH值，当监测到的pH值小于6时，所述第二pH监测装置1041自动控制所述第三加药装置1042向第二反应池104中添加碱性物质；当监测到的pH值大于6.5时，所述第二pH监测装置1041自动控制所述第三加药装置1042向第二反应池104中停止添加碱性物质。
上述第三反应池106中通过将含镍废水的pH值调节到一定范围内，利用碱性物质与Ni2+反应生成Ni(OH)2沉淀，以除去废水中的Ni2+。所述碱性物质优选为氢氧化钠，当然碱性物质还可列举为石灰或石灰与氢氧化钠的混合物等。具体反应如下：
Ni2++2OH-＝Ni(OH)2↓。
优选地，本发明实施例中，所述第三反应池106还连通有第四加药装置置1062，所述第四加药装置置1062用于向所述第三反应池106投加碱性物质。
优选地，所述第三反应池106设有第三pH监测装置1061，所述第三pH监测装置1061与所述第四加药装置置1062连接。
需要说明的是，为保证第三反应池106中反应达到最佳效果，即碱性物质与Ni2+完全反应，反应池中的pH值需控制在10～11.5之间。因此本发明实施例中通过设置第三pH监测装置1061用于实时监测所述第三反应池106内废水的pH值，当监测到的pH值小于10时，所述第三pH监测装置1061自动控制所述第四加药装置置1062向第三反应池106中添加碱性物质；当监测到的pH值大于11.5时，所述第三pH监测装置1061自动控制所述第四加药装置1062向第三反应池106中停止添加碱性物质。
优选地，在本发明实施例中，所述过滤装置105的污泥出口通过第一污泥贮池110与所述第一压滤机111连通。
上述第一污泥贮池110用于储存过滤装置105的污泥出口排出的污泥，并在积累到一定量后输送给第一压滤机111进行压滤，避免过滤装置105间歇性地提供污泥给第一压滤机111，影响压滤机的使用寿命。所述过滤装置105可列举为砂滤、多介质过滤或纤维过滤设备等。
优选地，在本发明实施例中，所述沉淀池108的污泥出口通过第二污泥贮池112与所述第二压滤机113连通。
所述第二污泥贮池112用于储存沉淀池108的污泥出口排出的污泥，并在积累到一定量后输送给第二压滤机113进行压滤，避免沉淀池108间歇性地提供污泥给第二压滤机113，影响压滤机的使用寿命。
所述浓缩膜装置107可列举为高压反渗透卷式膜或高压反渗透盘式膜或振动膜或正渗透膜。所述浓缩膜装置107还可列举为纳滤膜、超滤膜、微滤膜或一般的过滤芯等。在浓缩膜装置107中，通过膜分离，使氢氧化物沉淀颗粒进一步浓缩聚集增粗增大。
如图1所示，上述含镍废水处理系统的工艺流程是：
将废水存储池101内的含镍废水通过抽水泵102抽入第一反应池103内，通过投加酸性物质如硫酸使第一反应池103内的pH值调节至2.5～3.0时，添加还原剂将废水中的Cr6+还原为Cr3+，然后将废水输送到第二反应池104中。在第二反应池104中通过加入碱性物质控制pH值调在6～6.5之间，同时碱性物质与废水中的Cu2+、Al3+等其它微量阳离子反应生成氢氧化物沉淀，再经过过滤装置105过滤进行固液分离，沉淀物通过过滤装置105的污泥出口排到第一污泥贮池110内，待第一污泥贮池110中的污泥量达到一定量，经污泥泵(图中未示出)抽到第一压滤机111，压滤后作固废处理；过滤液则通过过滤装置105的出水口直接排入第三反应池106中。在第三反应池106中通过加入碱性物质控制pH值调在10.5～11之间，同时碱性物质与废水中的Ni2+反应生成Ni(OH)2沉淀，再经浓缩膜装置107，使Ni(OH)2沉淀沉淀颗粒浓缩聚集增粗增大；然后进入沉淀池108中进行固液分离，得到的上清液通过沉淀池108出水口排到收集池109中；沉淀物通过沉淀池108的污泥出口排到第二污泥贮池112内，待第二污泥贮池112中的污泥量达到一定量，经污泥泵(图中未示出)抽到第二压滤机113进行压滤，压滤后的滤过液回收到浓缩膜装置107中继续二次处理，得到的固体物Ni(OH)2泥饼自动输送到煅烧炉114中直接高温煅烧或者放置后间歇进行煅烧处理，得到纯度较高的氧化镍。还可进一步地在煅烧炉114中通入氢气和氮气将氧化镍继续还原成镍，最后将镍或氧化镍回收用于镀镍生产线中。
综上所述，本发明的含镍废水处理系统的有益效果是：
(1)、本发明的含镍废水处理系统先通过第一反应池、第二反应池及过滤装置，除去废水中的Gr3+、Cu2+、Al3+等其它微量杂质，然后再通过第三反应池反应及浓缩沉淀后收集清水，并将沉淀池中产生的沉淀物进行压滤、高温煅烧得到纯度较高的镍或氧化镍，可回用于镀镍生产线中，实现零污染物排放，有效降低了污泥处理成本和负荷，以及解决了资源浪费的问题，并大大降低了企业的生产成本。
(2)、进一步地，本发明的含镍废水处理系统通过对第一反应池、第二反应池和第三反应池均设置pH监测装置实时监测反应池内的pH值，并根据相应的pH值控制加药装置自动加药，使该系统自动化程度高、运行安全、稳定、操作简单、管理方便且处理效果更好。
尽管以上较多使用了表示结构的术语，例如“第一反应池”、“浓缩膜装置”、“第一加药装置”等，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种含镍废水处理系统，其特征在于：包括依次连通的第一反应池、第二反应池、过滤装置、第三反应池、浓缩膜装置、沉淀池、收集池；所述过滤装置的出水口与所述第三反应池连通，所述过滤装置的污泥出口连通有第一压滤机；所述沉淀池的污泥出口连通有第二压滤机，所述沉淀池的出水口与所述收集池连通；所述第二压滤机的污泥出口连通有污泥煅烧炉，所述第二压滤机的出水口与所述浓缩膜装置连通；
所述含镍废水处理系统还包括与所述第一反应池连通的第一加药装置和第二加药装置，所述第一加药装置用于向所述第一反应池投加酸性物质，所述第二加药装置用于向所述第一反应池投加还原剂，将所述含镍废水中的微量Cr6+还原为Cr3+，所述第一反应池中的pH值达到2.5～3.0；
所述含镍废水处理系统还包括与所述第二反应池连通的第三加药装置，所述第三加药装置用于向所述第二反应池投加碱性物质，使所述第二反应池pH值控制在6～6.5，利用碱性物质与Cr3+、Cu2+、Al3+反应生成氢氧化物沉淀；
所述含镍废水处理系统还包括与所述第三反应池连通的第四加药装置，所述第四加药装置用于向所述第三反应池投加碱性物质，使所述第三反应池pH值控制在10～11.5，利用碱性物质与Ni2+反应生成Ni(OH)2沉淀；
所述沉淀池的污泥出口通过第二污泥贮池与所述第二压滤机连通，所述Ni(OH)2沉淀经所述浓缩膜装置浓缩聚集后，进入所述沉淀池进行固液分离，沉淀物通过所述沉淀池的污泥出口排到所述第二污泥贮池内，经所述第二压滤机进行压滤，压滤后的滤过液回收到所述浓缩膜装置中继续二次处理，得到的固体物Ni(OH)2泥饼自动输送到所述煅烧炉中进行煅烧处理，得到氧化镍或镍；
所述含镍废水处理系统通过对所述第一反应池、所述第二反应池和所述第三反应池均设置pH监测装置实时监测反应池内的pH值，并根据相应的pH值控制加药装置自动加药。
2.根据权利要求1所述的含镍废水处理系统，其特征在于：还包括废水存储池，所述废水存储池通过抽水泵与所述第一反应池连通。
3.根据权利要求1所述的含镍废水处理系统，其特征在于：所述第一反应池设有第一pH监测装置和电位控制仪，所述第一pH监测装置与所述第一加药装置连接，所述电位控制仪与所述第二加药装置连接。
4.根据权利要求1所述的含镍废水处理系统，其特征在于：所述第二反应池设有第二pH监测装置，所述第二pH监测装置与所述第三加药装置连接。
5.根据权利要求1所述的含镍废水处理系统，其特征在于：所述第三反应池设有第三pH监测装置，所述第三pH监测装置与所述第四加药装置连接。
6.根据权利要求1所述的含镍废水处理系统，其特征在于：所述过滤装置的污泥出口通过第一污泥贮池与所述第一压滤机连通。
7.根据权利要求1所述的含镍废水处理系统，其特征在于：所述第一反应池中利用添加还原剂将含镍废水中的微量Cr6+还原为Cr3+，还原反应为：4Cr6++3S2O5 2-+9H2O＝4Cr3++6SO4 2-+18H+。
8.根据权利要求1所述的含镍废水处理系统，其特征在于：当监测到的pH值大于3.0时，第一pH监测装置自动控制第一加药装置向所述第一反应池中添加酸性物质；当监测到的pH值低于2.5时，所述第一pH监测装置自动控制所述第一加药装置向所述第一反应池中停止添加酸性物质。
9.根据权利要求1所述的含镍废水处理系统，其特征在于：第二pH监测装置用于实时监测所述第二反应池内废水的pH值，当监测到的pH值小于6时，所述第二pH监测装置自动控制所述第三加药装置向所述第二反应池中添加碱性物质；当监测到的pH值大于6.5时，所述第二pH监测装置自动控制所述第三加药装置向所述第二反应池中停止添加碱性物质。
10.根据权利要求1所述的含镍废水处理系统，其特征在于：第三pH监测装置用于实时监测所述第三反应池内废水的pH值，当监测到的pH值小于10时，所述第三pH监测装置自动控制所述第四加药装置向所述第三反应池中添加碱性物质；当监测到的pH值大于11.5时，所述第三pH监测装置自动控制所述第四加药装置向所述第三反应池中停止添加碱性物质。
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