CN108609810A - 一种化学镍废水的处理方法及其处理系统 - Google Patents

一种化学镍废水的处理方法及其处理系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种化学镍废水的处理方法及其处理系统，所述处理方法依次包括如下步骤：（1）将化学镍废水通入pH调节槽中，调节其pH值使呈酸性；（2）再通入电絮凝系统，所述电絮凝系统包括第一电极和第二电极，所述第一电极为阳极，所述第二电极为阴极，所述第一电极的材料为铁，通电打断废水中的络合链或螯合链，废水中的镍以分子粒状态或参与置换反应以氢氧化物沉淀形式析出；（3）将步骤（2）得到的废水通入pH回调槽，调节其pH值使呈碱性；（4）然后通入MBR膜池中过滤；（5）再通入树脂罐中进一步吸附金属镍；本发明的处理方法操作简单，无需添加重捕剂，产生的污泥数量少，不会堵塞后段MBR膜。

Description

一种化学镍废水的处理方法及其处理系统
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种化学镍废水的处理方法及其处理系统。
背景技术
化学镀镍是以镍盐和次磷酸盐等共同作用生成的非晶镀层，是一种前沿的表面处理技术，被广泛的用于电子、石油、计算机和汽车等领域。随着化学镀时间的不断延长，溶液中的亚硫酸根离子等副产物达到一定浓度时，化学镀溶液会自发分解，金属-磷合金镀层的沉积受到影响，镀层的耐磨性等性能下降，导致废弃，形成化学镍废液。化学镍废水成分复杂，除了镍离子外，废水中还含有大量的络合剂，比如柠檬酸、酒石酸、次磷酸钠等。镍离子与络合剂等结合形成稳定的高浓度难降解工业废液，很难通过传统的化学破络及沉淀方法彻底去除。同时，化学镀镍废液中含有含量较高的次磷酸根和亚磷酸根离子，不加处理会引起水体富营养化。
常规的化学镍废水处理中，通过投加重捕剂等很难把镍离子从络合剂中夺走，因此加药量极大，处理成本也极高，因而有必要开发一种新的化学镍废水处理方法及处理系统。
发明内容
本发明提供一种化学镍废水的处理方法，其操作简单，无需添加重捕剂，产生的污泥数量少，不会堵塞后段MBR膜。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种化学镍废水的处理方法，依次包括如下步骤：
（1）将化学镍废水通入pH调节槽中，调节其pH值使呈酸性；
（2）再通入电絮凝系统，所述电絮凝系统包括第一电极和第二电极，所述第一电极为阳极，所述第二电极为阴极，所述第一电极的材料为铁，通电打断废水中的络合链或螯合链，废水中的镍以分子粒状态或参与置换反应以氢氧化物沉淀形式析出；
（3）将步骤（2）得到的废水通入pH回调槽，调节其pH值使呈碱性；
（4）然后通入MBR膜池中过滤；
（5）再通入树脂罐中进一步吸附金属镍。
进一步的，所述pH调节槽中通过加入硫酸以调节pH值，所述pH回调槽中通过加入液碱以调节pH值。
进一步的，所述步骤（2）中，废水在经过所述电絮凝系统时，所述电絮凝系统的底部同时进行曝气；所述步骤（4）中，废水在经过所述MBR膜池时，所述MBR膜池的底部同时进行曝气。
本发明还提供一种上述化学镍废水处理方法所使用的处理系统，包括依次串联的所述pH调节槽、所述电絮凝系统、所述pH回调槽、所述MBR膜池和所述树脂罐，所述电絮凝系统还包括电絮凝槽，所述第一电极和所述第二电极插设于所述电絮凝槽中，所述第一电极和所述第二电极分别与直流控制器相连，所述电絮凝槽中还设有第一曝气组件，所述MBR膜池中设有第二曝气组件，所述第一曝气组件和所述第二曝气组件均与鼓风机的出气端相连。
进一步的，所述处理系统还包括一体式加药系统，所述一体式加药系统包括与所述pH调节槽相连的第一加药罐以及与所述pH回调槽相连的第二加药罐。
进一步的，所述第一加药罐与所述pH调节槽之间的管道上设有第一蠕动泵和第一调节阀；所述第二加药罐与所述pH回调槽之间的管道上设有第二蠕动泵和第二调节阀。
进一步的，所述第一曝气组件和所述鼓风机之间设有第一电磁阀；所述第二曝气组件和所述鼓风机之间设有第二电磁阀。
进一步的，所述pH调节槽和所述pH回调槽中均设有pH计和搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌杆、设于所述搅拌杆上的搅拌叶以及用以驱使所述搅拌杆转动的驱动电机。
进一步的，所述MBR膜池中的膜采用PTFE材质。
进一步的，所述树脂罐包括罐本体，所述罐本体中填充有树脂，所述罐本体的两侧分别设有进水口和出水口，所述罐本体内位于所述进水口和所述出水口之间设有导流板，所述树脂罐的顶部设有填料口，所述树脂罐的底部设有放料口。
采用以上技术方案后，本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明的处理方法简单，无需添加重捕剂，并且由于未添加混凝剂和絮凝剂，不仅产生的污泥数量少，而且不会堵塞后段MBR膜；MBR膜采用PTFE材质，不仅耐腐蚀而且过滤精度高，出水水质好；本发明的树脂罐中设有导流板，可增加水与树脂的接触面积，提高吸附效率，通过设置填料口和放料口，不仅易于放料，并且可有效提高树脂凝结后树脂的更换。
附图说明
附图1为本发明的化学镍废水处理系统的结构示意图；
附图2为本发明中树脂罐的结构示意图。
其中，1、pH调节槽；2、电絮凝系统；201、电絮凝槽；202、第一电极；203、第二电极；204、直流控制器；3、pH回调槽；4、MBR膜池；401、MBR膜；5、树脂罐；501、罐本体；502、树脂；503、进水口；504、出水口；505、导流板；506、顶盖；507、底盖；6、第一曝气组件；7、第二曝气组件；8、鼓风机；9、第一电磁阀；10、第二电磁阀；11、一体式加药系统；1101、第一加药罐；1102、第二加药罐；12、第一蠕动泵；13、第一调节阀；14、第二蠕动泵；15、第二调节阀；16、pH计；17、搅拌装置；18、提升泵。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
一种化学镍废水的处理方法，依次包括如下步骤：
（1）将化学镍废水通入pH调节槽1中，通过添加硫酸调节其pH值使呈酸性，通过pH调节槽1中的pH计16进行在线监测，可准确控制硫酸的投加量。
（2）pH调节槽1中的废水自流进入电絮凝系统2，电絮凝系统2包括第一电极202和第二电极203，第一电极202为阳极，第二电极203为阴极，第一电极202的材料为铁。当废水通过电絮凝系统2时，基本反应过程如下：
阳极反应：Fe＋2e→Fe2+；
阴极反应：2H2O＋2e→H2↑＋2OH-；
水解反应：Fe2+＋2OH-→Fe(OH)2↓；
经过电絮凝系统2时，废水中的有机物或无机物进行氧化还原反应，进而凝聚、浮除，将污染物从水体中分离，可有效去除废水中的COD、重金属、SS、油、磷酸盐等各种有害污染物。废水中的镍以分子粒状态或参与得到电子或失去电子的置换反应（主要与水中Fe的离子）以氢氧化物沉淀形式与Fe氢氧化物共沉析出。
（3）电絮凝系统2中的出水自流进入后段pH回调槽3，通过添加液碱调节pH值在11左右，液碱优选液态NaOH。
（4）废水自流进入MBR膜池4，通过MBR膜过滤形成固液分离，MBR膜池的底部同时进行曝气。
（5）自MBR膜中流出水进入树脂罐5，树脂罐5中的树脂502进一步吸附降低重金属镍的含量，保障出水镍含量稳定达标。
一种上述化学镍废水处理方法所使用的处理系统，如图1和图2所示，包括依次串联的pH调节槽1、电絮凝系统2、pH回调槽3、MBR膜池4和树脂罐5，电絮凝系统2包括电絮凝槽201以及设于电絮凝槽201中的第一电极202和第二电极203，第一电极202为阳极，第二电极203为阴极，第一电极202的材料为铁，铁电极不仅易得而且价格低廉。第一电极202和第二电极203分别与直流控制器204相连。电絮凝槽201中设有第一曝气组件6，MBR膜池4中设有第二曝气组件7，第一曝气组件6和第二曝气组件7均与鼓风机8的出气端相连。
第一曝气组件6和鼓风机8之间设有第一电磁阀9。第二曝气组件7和鼓风机8之间设有第二电磁阀10。第一电磁阀9和第二电磁阀10用以控制其自身所在支路的风量大小。
处理系统还包括一体式加药系统11，一体式加药系统11包括与pH调节槽1相连用以添加硫酸的第一加药罐1101以及与pH回调槽3相连用以添加液碱的第二加药罐1102。
第一加药罐1101与pH调节槽1之间的管道上设有第一蠕动泵12和第一调节阀13；第二加药罐1102与pH回调槽3之间的管道上设有第二蠕动泵14和第二调节阀15。第一蠕动泵12和第二蠕动泵14可用于精确控制所添加的药剂量。
为实时监测pH调节槽1和pH回调槽3中的pH值，pH调节槽1和pH回调槽3中均设有pH计16。
PH调节槽1和pH回调槽3中还设有搅拌装置17，搅拌装置17可使水质均匀。本实施例中，搅拌装置17包括搅拌杆、设于搅拌杆上的搅拌叶以及用以驱使搅拌杆转动的驱动电机，当电机转动时，搅拌杆转动，搅拌叶对废水进行搅拌。
本实施例中，MBR膜池4中的MBR膜401采用PTFE材质。PTFE材质不仅耐腐蚀而且过滤精度高，出水水质好。
本实施例中，MBR膜池4和树脂罐5之间设有提升泵18，树脂罐5包括罐本体501，罐本体501中填充有树脂502，罐本体501的两侧分别设有进水口503和出水口504，罐本体501内位于进水口503和出水口504之间设有导流板505，导流板505呈纵向设置的S型，从而可增加水与树脂502的接触面积，提高吸附效率。树脂罐5的顶部设有填料口，树脂罐5的底部设有放料口。填料口上设有顶盖506，顶盖506可从填料口上拆卸，当顶盖506盖设于填料口上时，顶盖506可与罐本体501密闭相连。放料口上设有底盖507，底盖507也可从放料口上拆卸，当底盖507盖设于放料口上时，底盖507可与罐本体501密闭相连。通过设置填料口，可便于放料。当长时间使用后，位于底部的树脂502容易凝结，通过设置放料口，可便于从底部取料。
本发明的处理方法简单，无需添加重捕剂，并且由于未添加混凝剂和絮凝剂，不仅产生的污泥数量少，而且不会堵塞后段MBR膜。本发明的树脂罐中设有导流板，可增加水与树脂的接触面积，提高吸附效率，通过设置填料口和放料口，不仅易于放料，并且可有效提高树脂凝结后树脂的更换。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种化学镍废水的处理方法，其特征在于，依次包括如下步骤：
（1）将化学镍废水通入pH调节槽中，调节其pH值使呈酸性；
（2）再通入电絮凝系统，所述电絮凝系统包括第一电极和第二电极，所述第一电极为阳极，所述第二电极为阴极，所述第一电极的材料为铁，通电打断废水中的络合链或螯合链，废水中的镍以分子粒状态或参与置换反应以氢氧化物沉淀形式析出；
（3）将步骤（2）得到的废水通入pH回调槽，调节其pH值使呈碱性；
（4）然后通入MBR膜池中过滤；
（5）再通入树脂罐中进一步吸附金属镍。
2.根据权利要求1所述的一种化学镍废水的处理方法，其特征在于：所述pH调节槽中通过加入硫酸以调节pH值，所述pH回调槽中通过加入液碱以调节pH值。
3.根据权利要求1所述的一种化学镍废水的处理方法，其特征在于：所述步骤（2）中，废水在经过所述电絮凝系统时，所述电絮凝系统的底部同时进行曝气；所述步骤（4）中，废水在经过所述MBR膜池时，所述MBR膜池的底部同时进行曝气。
4.一种权利要求1至3任一项所述的化学镍废水处理方法所使用的处理系统，其特征在于：包括依次串联的所述pH调节槽、所述电絮凝系统、所述pH回调槽、所述MBR膜池和所述树脂罐，所述电絮凝系统还包括电絮凝槽，所述第一电极和所述第二电极插设于所述电絮凝槽中，所述第一电极和所述第二电极分别与直流控制器相连，所述电絮凝槽中还设有第一曝气组件，所述MBR膜池中设有第二曝气组件，所述第一曝气组件和所述第二曝气组件均与鼓风机的出气端相连。
5.根据权利要求4所述的一种处理系统，其特征在于：所述处理系统还包括一体式加药系统，所述一体式加药系统包括与所述pH调节槽相连的第一加药罐以及与所述pH回调槽相连的第二加药罐。
6.根据权利要求5所述的一种处理系统，其特征在于：所述第一加药罐与所述pH调节槽之间的管道上设有第一蠕动泵和第一调节阀；所述第二加药罐与所述pH回调槽之间的管道上设有第二蠕动泵和第二调节阀。
7.根据权利要求4所述的一种处理系统，其特征在于：所述第一曝气组件和所述鼓风机之间设有第一电磁阀；所述第二曝气组件和所述鼓风机之间设有第二电磁阀。
8.根据权利要求4所述的一种处理系统，其特征在于：所述pH调节槽和所述pH回调槽中均设有pH计和搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌杆、设于所述搅拌杆上的搅拌叶以及用以驱使所述搅拌杆转动的驱动电机。
9.根据权利要求4所述的一种处理系统，其特征在于：所述MBR膜池中的膜采用PTFE材质。
10.根据权利要求4所述的一种处理系统，其特征在于：所述树脂罐包括罐本体，所述罐本体中填充有树脂，所述罐本体的两侧分别设有进水口和出水口，所述罐本体内位于所述进水口和所述出水口之间设有导流板，所述树脂罐的顶部设有填料口，所述树脂罐的底部设有放料口。
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