CN107098518A - 化学镀镍废水的处理方法和处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种化学镀镍废水的处理方法，包括以下步骤:将所述化学镀镍废水中加入硫酸亚铁，搅拌溶解，然后加入双氧水，进行芬顿氧化反应，反应1～4小时，进行压滤，去除所述化学镀镍废水中的磷；经去除磷后的所述化学镀镍废水再加入所述双氧水，利用紫外光催化反应1～3小时，降解所述化学镀镍废水中的有机物；经降解有机物后的所述化学镀镍废水进入搅拌反应釜中，加入碱调节PH值为6～8，再加入硫化物进行化学沉淀反应，压滤，除去所述化学镀镍废水中的镍。有效地结合运用了上述方法的优势，能够有效地去除化学镀镍废水中各类污染物。本发明还提供一种化学镀镍废水的处理系统。
Description
技术领域
本发明涉及含镍废水的处理，具体来说是一种化学镀镍废水的联合处理方法和处理系统。
背景技术
化学镀镍技术，以其独特的优越性被广泛应用。但是当化学镀镍溶液老化，成为化学镀镍废液时，废液中存在大量的镍离子、亚磷酸钠、次磷酸钠、pH缓冲剂及稳定剂等有机物。化镍废水不经处理就任意排放，势必会对环境造成严重的污染。因此，有效和并且规范地处理化学镀镍废液，减少对环境的污染和对生态的破坏，有着非常重要的意义。
目前，该废水的处理方法主要是电解法、离子交换法和沉淀法。电解法回收金属镍是在电解体系中，采用不溶性阳极，使金属镍离子在阴极上还原沉积、从而回收镍资源的过程。电解法在回收镍的同时，还能实现对废水中有机物的去除。但是，该方法对废水中磷的转化和去除没有明显效果。离子交换法是一种利用离子交换树脂来去除废液中的亚磷酸根离子或者回收镍的方法，此方法最重要的是离子交换树脂的使用离子交换树脂回收化学镀镍废液中的镍。当然离子交换法也存在不足，因为化学镀镍废液中亚磷酸根含量很高，要频繁的更换离子交换树脂，要花很长时间对离子交换树脂进行再生，实际操作太麻烦，且处理后的化学镀镍废液中还含有大量有机物。化学沉淀法是一种传统处理化学镀镍废液的方法，一般是将各种沉淀剂加入化学镀镍废液中，这些物质可以与废液中的亚磷酸根或镍离子反应形成沉淀，从而从废液中去除。但是，采用化学沉淀法对亚磷酸根去除不彻底。化学镀镍废液所含成分复杂，里面含有大量镍离子、次磷酸盐和亚磷酸盐、总磷、有机物等。基于以上原因，化学镀镍废液处理仅仅采用单一方法很难处理彻底。
芬顿氧化法可以将化镍废水中的亚磷、次磷有效氧化，但是对于有机物氧化能力有限。紫外光催化，理论上能深度处理镀镍废水。但是，由于亚磷、次磷会优先于COD氧化，会产生大量的磷酸铁沉淀，会在一定程度上影响紫外光的透过性，从而降低了对COD的处理效果。沉淀法可以有效去除重金属，但是对于有机物和磷没有效果。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种化学镀镍废水的处理方法，包括以下步骤:
将所述化学镀镍废水中加入硫酸亚铁，搅拌溶解，然后加入双氧水，进行芬顿氧化反应，反应1～4小时，进行压滤，去除所述化学镀镍废水中的磷；
经去除磷后的所述化学镀镍废水再加入所述双氧水，利用紫外光催化反应1～3小时，降解所述化学镀镍废水中的有机物；
经降解所述有机物后的所述化学镀镍废水进入搅拌反应釜中，加入碱调节PH值为6～8，再加入硫化物进行化学沉淀反应，压滤，除去所述化学镀镍废水中的镍。
进一步地，所述芬顿氧化反应和所述紫外光催化反应的反应温度均控制在30～80℃。
进一步地，所述芬顿氧化反应的PH值为3～6，所述硫酸亚铁与所述化学镀镍废水中磷的质量比为5～15，所述芬顿氧化反应中的所述双氧水与所述化学镀镍废水的质量比为4％～12％。
进一步地，在所述紫外光催化反应中，所述化学镀镍废水的PH值控制为3～5，所述紫外光催化反应中的所述双氧水与所述化学镀镍废水的质量比为2％～6％。
进一步地，所述碱选自石灰、片碱和液碱；所述硫化物为硫化钠，所述硫化钠的加入量是所述化学镀镍废水的质量的0.5％～2％。
本发明还提供一种化学镀镍废水的处理系统，包括芬顿氧化装置、光催化氧化装置和化学沉淀装置，
所述芬顿氧化装置用于将所述化学镀镍废水进行氧化反应，除去所述化学镀镍废水中的磷；
所述光催化氧化装置用于将所述除磷后的所述化学镀镍废水进行紫外光催化氧化反应，降解所述化学镀镍废水中的有机物；
所述化学沉淀装置用于将经所述紫外催化氧化反应后的所述化学镀镍废水进行化学沉淀反应，除去所述化学镀镍废水中的镍。
进一步地，所述芬顿氧化装置包括加药混合装置和反应器，双氧水和所述化学镀镍废水在所述加药混合装置进行混合，然后一起进入所述反应器中进行反应。
进一步地，还包括压滤装置，所述压滤装置用于过滤所述化学镀镍废水经所述芬顿氧化装置进行氧化反应后产生的沉淀。
进一步地，所述化学沉淀装置为一搅拌反应釜，所述搅拌反应釜包括搅拌装置、PH测量装置和液位控制装置，所述搅拌装置用于搅拌所述化学镀镍废水，所述PH测量装置用于测量所述化学镀镍废水的PH值，所述液位控制装置用于测量所述化学镀镍废水在所述搅拌反应釜中的液位。
进一步地，还包括温度控制系统，所述温度控制系统为冷却盘管，所述冷却盘管设置于所述芬顿氧化装置和所述光催化氧化装置中，当所述芬顿氧化装置和所述光催化氧化装置中反应温度过高，所述冷却盘管可用于降温。
本发明通过结合芬顿氧化、光催化氧化和化学沉淀的方法，利用前段芬顿氧化，去除绝大部分总磷以及大部分容易降解的有机物，前段去除大部分磷酸铁沉淀后，高效利用后段紫外光催化，除去难降解的有机物，最后，通过沉淀法，去除剩余的重金属。有效地结合运用了上述方法的优势，能够有效地去除化学镀镍废水中各类污染物。
附图说明
为让本发明的上述目的、特征和优点更能明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中:
图1是本发明实施例中化学镀镍废水的处理系统的示意图。
主要元件符号说明
| 化学镀镍废水的处理系统 | 100 |
| 芬顿氧化装置 | 1 |
| 加药混合装置 | 11 |
| 反应器 | 12 |
| 压滤装置 | 2 |
| 光催化氧化装置 | 3 |
| 搅拌反应釜 | 4 |
| 搅拌装置 | 41 |
| PH测量装置 | 42 |
| 液位控制装置 | 43 |
具体实施方式
在描述本发明之前，需要说明的是本发明不限于以下所描述的具体实施方式。本领域技术人员可以理解到在不脱离本发明权利要求精神的情况下，可对以下所述的具体实施方式进行变更及修改。
结合图1，本发明实施例提供一种化学镀镍废水的处理方法，按照硫酸亚铁与所述化学镀镍废水中磷的质量比为5～15,将所述化学镀镍废水中加入所述硫酸亚铁，搅拌溶解，进入芬顿氧化装置1，然后按照双氧水与所述化学镀镍废水的质量比为4％～12％，加入所述双氧水，反应1～4小时，进行压滤，去除所述化学镀镍废水中的磷；调节经所述压滤后的所述化学镀镍废水的PH值为3～5，按照双氧水与所述化学镀镍废水的质量比为2％～6％，再次加入所述双氧水，利用紫外光催化反应1～3小时，降解所述化学镀镍废水中的有机物；经降解所述有机物后的所述化学镀镍废水进入搅拌反应釜4中，加入碱调节PH值为6～8，再加入硫化物进行搅拌反应，压滤，除去所述化学镀镍废水中的镍。
在本实施例中，所述芬顿氧化装置1的反应和所述紫外光催化反应的反应温度均控制在30～80℃。在所述芬顿氧化装置1的反应中，由于氧化过程中PH会自动下降，所以所述化学镀镍废水的PH值在3～6的范围波动。在所述搅拌反应釜4中，加入的所述碱选自石灰、片碱和液碱，加入的所述硫化物为硫化钠，所述硫化钠的加入量是所述化学镀镍废水的质量的0.5％～2％。在本发明实施例中，所述双氧水的浓度为27.5％，所述硫化钠的浓度为5％。
本发明首先将所述化学镀镍废水中的亚磷、次磷酸盐氧化为磷酸盐，以磷酸铁形式去除，芬顿氧化后，分离产生的磷酸铁沉淀，将所述化学镀镍废水中的磷去除，避免了后续光催化氧化中生成磷酸铁沉淀，影响透光性。上清液进入光催化氧化，进一步降解水中的有机物，破除有机物和镍的络合。然后，在搅拌反应釜4中，通过化学沉淀法投加碱和硫化物，除去水中的镍。
如图1，本发明还提供了一种化学镀镍废水的处理系统100，包括芬顿氧化装置1、光催化氧化装置3和化学沉淀装置，所述芬顿氧化装置1用于将所述化学镀镍废水进行氧化反应，除去所述化学镀镍废水中的磷；所述光催化氧化装置3用于将所述除磷后的所述化学镀镍废水进行紫外光催化氧化反应，降解所述化学镀镍废水中的有机物；所述化学沉淀装置用于将经所述紫外催化氧化反应后的所述化学镀镍废水进行化学沉淀反应，除去所述化学镀镍废水中的镍。
在本实施例中，所述芬顿氧化装置1包括加药混合装置11和反应器12，双氧水和所述化学镀镍废水在所述加药混合装置进行混合，然后一起进入所述反应器中进行反应。
所述处理系统100还包括压滤装置2，所述压滤装置2用于过滤所述化学镀镍废水经所述芬顿氧化装置1进行氧化反应后产生的沉淀。
所述处理系统100还包括温度控制系统，所述温度控制系统为冷却盘管，所述冷却盘管设置于所述芬顿氧化装置1和所述光催化氧化装置3中，当所述芬顿氧化装置1和所述光催化氧化装置3中反应温度过高，所述冷却盘管可用于降温。
在本实施例中，所述化学沉淀装置为一搅拌反应釜4，所述搅拌反应釜4包括搅拌装置41、PH测量装置42和液位控制装置43，所述搅拌装置41用于搅拌所述化学镀镍废水，所述PH测量装置42用于测量所述化学镀镍废水的PH值，所述液位控制装置43用于测量所述化学镀镍废水在所述搅拌反应釜中的液位。
本发明可实现将化学镀镍废水化学需氧量(COD)从10000mg/L以上降低到300mg/L以下，总磷从5000mg/L以上降低到0.5mg/L,镍降低到1mg/L以下。
实施例1
某化学镀镍废水，化学需氧量(COD)为12000mg/L、磷含量为6000mg/L。首先，原水中按硫酸亚铁和磷质量比10：1加入硫酸亚铁固体，搅拌溶解后进入芬顿氧化装置，在芬顿氧化装置中，加入12％的双氧水，控制反应温度在45度，反应时间3小时，出水进行压滤，排掉磷酸铁沉淀。清液调节PH为3，加入1％的硫酸，加入3％的双氧水，控制反应温度50度，反应时间2小时。出水在搅拌反应釜中加入石灰，调节PH为7，然后加入1％的硫化钠，压滤出水。经检测，出水COD为310mg/L，磷为0.4mg/L，镍为0.6mg/L。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与润饰，故本发明之保护范围当视后附之申请专利范围所界。
Claims (10)
1.一种化学镀镍废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤:
将所述化学镀镍废水中加入硫酸亚铁，搅拌溶解，然后加入双氧水，进行芬顿氧化反应，反应1～4小时，进行压滤，去除所述化学镀镍废水中的磷；
经去除磷后的所述化学镀镍废水再加入所述双氧水，利用紫外光催化反应1～3小时，降解所述化学镀镍废水中的有机物；
经降解所述有机物后的所述化学镀镍废水进入搅拌反应釜中，加入碱调节PH值为6～8，再加入硫化物进行化学沉淀反应，压滤，除去所述化学镀镍废水中的镍。
2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述芬顿氧化反应和所述紫外光催化反应的反应温度均控制在30～80℃。
3.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述芬顿氧化反应的PH值为3～6，所述硫酸亚铁与所述化学镀镍废水中磷的质量比为5～15，所述芬顿氧化反应中的所述双氧水与所述化学镀镍废水的质量比为4％～12％。
4.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述紫外光催化反应中，所述化学镀镍废水的PH值控制为3～5，所述紫外光催化反应中的所述双氧水与所述化学镀镍废水的质量比为2％～6％。
5.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述碱选自石灰、片碱和液碱；所述硫化物为硫化钠，所述硫化钠的加入量是所述化学镀镍废水的质量的0.5％～2％。
6.一种化学镀镍废水的处理系统，其特征在于，包括芬顿氧化装置、光催化氧化装置和化学沉淀装置，
所述芬顿氧化装置用于将所述化学镀镍废水进行氧化反应，除去所述化学镀镍废水中的磷；
所述光催化氧化装置用于将所述除磷后的所述化学镀镍废水进行紫外光催化氧化反应，降解所述化学镀镍废水中的有机物；
所述化学沉淀装置用于将经降解有机物后的所述化学镀镍废水进行化学沉淀反应，除去所述化学镀镍废水中的镍。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述芬顿氧化装置包括加药混合装置和反应器，双氧水和所述化学镀镍废水在所述加药混合装置进行混合，然后一起进入所述反应器中进行反应。
8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括压滤装置，所述压滤装置用于过滤所述化学镀镍废水经所述芬顿氧化装置进行氧化反应后产生的沉淀。
9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述化学沉淀装置为搅拌反应釜，所述搅拌反应釜包括搅拌装置、PH测量装置和液位控制装置，所述搅拌装置用于搅拌所述化学镀镍废水，所述PH测量装置用于测量所述化学镀镍废水的PH值，所述液位控制装置用于测量所述化学镀镍废水在所述搅拌反应釜中的液位。
10.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括温度控制系统，所述温度控制系统为冷却盘管，所述冷却盘管设置于所述芬顿氧化装置和所述光催化氧化装置中，当所述芬顿氧化装置和所述光催化氧化装置中反应温度过高，所述冷却盘管可用于降温。
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