CN107188326A - 一种双氧水氧化与离子交换吸附组合处理化学镀镍废水的方法 - Google Patents

Abstract

本发明针对现有化学镀镍废水处理工艺中镍离子难稳定达标排放，提供了一种双氧水氧化与离子交换吸附组合处理化学镀镍废水的方法。该方法的步骤为：(1)双氧水氧化法破除络合物：化学镀镍废水中先投加硫酸或氢氧化钠，调节pH值至2.0～3.0，再投加适量的双氧水将废水中的络合剂破坏掉，使镍离子脱离络合剂成为离子态。(2)离子交换吸附法处理镍离子：上述氧化破络后的化学镀镍废水经多介质过滤器去除废水中的杂质；除杂质后的废水进入重金属交换吸附系统进行交换吸附，去除废水中的镍离子，出水达标排放；交换吸附在离子交换纤维上的镍离子，经洗脱、沉淀、热分解进行回收。该方法能够有效保证化学镀镍废水处理后的镍离子稳定达到《电镀污染物排放标准》(GB21900‑2008)，同时回收废水中的镍，工艺简单、运行管理方便、无二次污染。

Description

一种双氧水氧化与离子交换吸附组合处理化学镀镍废水的方法

技术领域

本发明属于工业废水处理技术领域，涉及一种处理含镍废水的方法，尤其是涉及一种处理化学镀镍废水的方法。

背景技术

化学镀又称为“无电解镀”，因其具有镀层厚度均匀、针孔率等优点，在表面处理技术中占有重要地位，是近年来发展较快的表面处理技术之一。化学镀镍镀层均匀、硬度高、化学稳定性好，同时化学镀镍工艺简单、生产效率高、成本低，具有很多优越的特性，已被大规模应用到航空航天、汽车、电子、机械和精密仪器制造业等领域。

为了提高镀液的稳定性，延长使用寿命及保证镀层质量，镀液中需要加入络合剂、稳定剂、加速剂、缓冲剂和光亮剂等助剂。络合剂如：柠檬酸铵、柠檬酸、酒石酸、苹果酸等，络合剂在化学镀液中加入的量较多，这些物质容易与镍形成稳定络合物，如柠檬酸铵镍、柠檬酸镍、酒石酸镍等，给处理化学镀镍废水带来困难。处理化学镀镍废水的方法主要有：化学沉淀法(专利号：200910186769.6、201210582991.X、201410058713.3)、电解法(专利号：201310178927.X、201410473920.5)、离子交换树脂法(专利号：201110260753.2)、膜过滤法等。但以上方法都存在一定的局限性，化学沉淀法占地面积大、处理效率低、难稳定达标；电解法普遍处理效果不理想，镍回收率低，并有可能产生二次污染；离子交换树脂的选择较难，处理能力较小；膜过滤法易堵塞、运营成本较高。

我国对各类水污染物特别是重金属离子的排放要求越来越严格。总镍属于第一类污染物，排放执行《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)，即排放限值为0.1mg/L。传统的废水处理方法已无法满足环保要求，与此同时，镍又是一种较昂贵的金属资源。

因此，寻找一系列成熟可靠、低成本、低能耗、简单易行的组合工艺处理化学镀镍废水，使化学镀镍废水得到有效处理，同时将其中的有价金属变废为宝，重新得到资源化利用，减少对环境的污染和对生态的破坏，有着非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种双氧水氧化与离子交换吸附组合处理化学镀镍废水的方法，该方法解决了现有处理化学镀镍废水方法存在的处理效果差、处理费用高、镍回收率低等问题。该方法的核心是先通过双氧水氧化法将废水中的络合剂破坏掉，镍离子脱离络合剂 成为离子态；然后利用离子交换吸附法去除废水中的镍离子，达标排放；最后通过洗脱、沉淀、热分解实现镍回收。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种双氧水氧化与离子交换吸附组合处理化学镀镍废水的方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，双氧水氧化法破除络合物：

(1)先在化学镀镍废水中加入硫酸或氢氧化钠，调节废水的pH值至2.0～3.0，曝气反应10～15min；

(2)投加双氧水，控制废水的ORP值在600mV～700mV，搅拌反应3h。

第二步，离子交换吸附法处理镍离子：

(1)上述氧化破络后的化学镀镍废水经多介质过滤器去除废水中的杂质；

(2)除杂后的废水进入重金属交换吸附系统进行交换吸附，去除废水中的镍离子，出水达标排放；

(3)交换吸附在离子交换纤维上的镍离子，经洗脱、沉淀、热分解进行回收。

本发明的优点在于：该方法通过双氧水氧化法消除包裹在金属镍离子表面的络合剂，显著提高后续交换吸附处理的实际效果，使得化学镀镍废水处理后的重金属离子达到国家标准，满足了排放要求；同时将化学镀镍废水中的镍回收再利用，从而有效保护了金属镍的流失，避免了造成二次污染。综上所述，本发明提供的方法，保证了稳定达标处理化学镀镍废水，降低了处理成本，提升了经济效益，具有良好的推广前景。

附图说明

图1为本发明处理化学镀镍废水的流程图；

图2为本发明反应原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

一种双氧水氧化与离子交换吸附组合处理化学镀镍废水的方法，如图1所示，包括如下步骤：将车间产生的化学镀废水收集于专用的化学镀镍废水收集池，加入硫酸或氢氧化钠将废水的pH值调至2.0～3.0；所述调节pH值后的化学镀镍废水从收集池自流进氧化反应池，投加双氧水，控制废水的ORP值在600mV～700mV，机械搅拌下进行3h的氧化破络反应；所述反应池中的化学镀废水通过提升泵入多介质过滤器，滤除所述化学镀镍废 水中的杂质；将所述去除杂质后的化学镀镍废水通入重金属交换吸附系统，交换吸附处理废水中的镍离子，交换吸附后的出水中镍的浓度低于0.1mg/L，达到排放标准直接排放。交换吸附在离子交换纤维上的镍离子，经洗脱、沉淀、热分解进行回收。离子交换纤维通过洗脱恢复交换吸附性能，继续对化学镀镍废水进行交换吸附处理。

所述的多介质过滤器包含砂滤罐、袋式过滤器，其中砂滤罐内装填不同粒径的石英砂、袋式过滤器内部设不同孔径的袋式过滤网，液体通过多介质过滤器后，杂质被截留在过滤器内。

所述的重金属交换吸附系统，包括连续重金属吸附器和离子交换纤维，重金属吸附器采用多层结构，以减少液体的阻力。离子交换纤维选用含磺酸基官能团或羧酸基官能团，纤维基体采用聚丙烯纤维或聚丙烯晴纤维，经辐照接枝或化学接枝制成。

所述处理化学镀镍废水的原理为：

第一步，双氧水氧化法破除络合物，即利用所述双氧水与所述化学镀镍废水中的络合镍发生氧化反应，将络合剂破坏掉，使镍离子脱离络合剂成为离子态，反应原理如图2所示，其中[Ni²⁺--R]^x-：络合镍离子，Ni²⁺：镍离子，R：络合物

第二步，离子交换吸附法处理镍离子，即利用所述离子交换纤维与所述破络后化学镀镍废水中离子态的镍离子发生交换吸附反应，以去除废水中的镍离子，反应方程式：

2R-SO₃Na+Ni²⁺＝(RSO₃)₂Ni+2Na⁺

再生的反应方程式：

(RSO₃)₂Ni+2NaCl＝2R-SO₃Na+NiCl₂

所述镍离子回收是指交换吸附在离子交换纤维上的镍离子，经洗脱、沉淀、热分解进行回收。其工艺过程具体可参见本发明人提出的公布号为CN 104561592 A的发明专利证书。

下面结合实例对本发明做进一步的说明：

实例1：本实例的制备步骤包括：

1)8L、21.50mg/L的化学镀镍废水，投加10mL、98％硫酸调节废水的pH值至2.05；

2)投加28mL、50％双氧水，控制废水的ORP值在600mV～700mV，搅拌反应3h；

3)称取100g离子交换纤维，平均装填入2根离子交换纤维柱；

4)通过泵提升，吸附处理氧化反应后的化学镀镍废水，通过连续监测，出水中镍浓度始终低于0.1mg/L，完全达标。

实例2：本实例的制备步骤包括：

1)1125L、21.40mg/L、pH值为1.50的化学镀镍废水，投加750g氢氧化钠调节废水的pH值至2.68；

2)投加3.75L、50％双氧水，控制废水的ORP值在600mV～700mV，搅拌反应3h；

3)称取10kg离子交换纤维，平均装填入2根离子交换纤维柱；

4)通过泵提升，吸附处理氧化反应后的化学镀镍废水，通过连续监测，出水中镍浓度始终低于0.1mg/L，完全达标。

5)用适量的再生剂对吸附后的离子交换纤维进行再生，向浓缩液中投加30g草酸，生成草酸镍沉淀；

6)草酸镍沉淀经过压滤后，在450℃条件下，高温无氧条件下烘干4h；

7)制备得到纯镍粉的质量为23.60g，回收率为98.03％。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属于本发明涵盖的范围内。

Claims (1)

1.一种双氧水氧化与离子交换吸附组合处理化学镀镍废水的方法，其特征在于，如下步骤：

（一）第一步，双氧水氧化法破除络合物：

(1)先在化学镀镍废水中加入硫酸或氢氧化钠，调节废水的pH值至2.0～3.0，曝气反应10～15min；

(2)投加双氧水，控制废水的ORP值在600mV～700mV，搅拌反应3h。

（二）第二步，离子交换吸附法处理镍离子：

(1)上述氧化破络后的化学镀镍废水经多介质过滤器去除废水中的杂质；

(2)除杂后的废水进入重金属交换吸附系统进行交换吸附，去除废水中的镍离子，出水达标排放；

(3)交换吸附在离子交换纤维上的镍离子，经洗脱、沉淀、热分解进行回收。