CN111072208A - 一种化学镀镍废液的深度处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及含镍废水处理技术领域，具体涉及一种化学镀镍废液的深度处理方法。该处理方法包括：将化学镀镍废液的pH值调节为6.5～7.5，得到中和废液；使用离子交换吸附剂从中和废液中吸附镍离子，得到吸附后镀镍废液；将吸附后镀镍废液的pH值调节为4.5～5.5，得到酸化废液；将酸化废液进行蒸发浓缩处理，分别得到蒸发冷凝液以及含有结晶盐和浓缩液的混合物；将混合物进行固液分离，分别得到结晶盐和浓缩液。本发明的处理方法所得蒸发冷凝液可以达到地表水4类标准，所得结晶盐具有良好的结晶形态，具有进一步资源化利用的潜力，所得浓缩液固化后可达到填埋的要求，本发明的处理方法处理效果好，能够满足高标准的排放要求。
Description
【技术领域】
本发明涉及含镍废水处理技术领域，具体涉及一种化学镀镍废液的深度处理方法。
【背景技术】
化学镀镍是化学镀中发展最快的一种。镀液一般以硫酸镍、乙酸镍等为主盐，次亚磷酸盐、硼氢化钠、硼烷、肼等为还原剂，再添加各种助剂。在90℃的酸性溶液或接近常温的中性溶液、碱性溶液中进行作业。镀液老化或镀件清洗产生化学镀镍废液。
化学镀镍废液部分呈强酸性，大部分为弱酸性或偏中性，主要污染物为COD、氨氮、P、Ni，一般COD在20～40g/L之间，氨氮2～6g/L，P为10～23g/L，N i为2～5g/L，污染物浓度很高，盐分主要以硫酸钠的形式存在，一般钠离子浓度可达16g/L，具有高盐、高污染物浓度、成分复杂的特点。化镍废液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，有着重要的意义。
目前，化学镀镍废液的处理方法主要有电解法、离子交换法、沉淀法和氧化法。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、从而回收金属镍的过程。电解法在回收镍的同时，能实现废水中部分有机物的去除。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，此方法最主要是用离子交换树脂回收化学镀镍废液中的镍。化学沉淀法是一种处理化学镀镍废液的传统方法，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，采用化学沉淀法对磷酸根去除不彻底。芬顿氧化法可以将化学镀镍废水中的亚磷、次磷有效氧化，但是对于有机物氧化能力有限。紫外光催化氧化，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。
化学镀镍废液成分复杂，含有大量镍离子、次磷酸盐和亚磷酸盐、总磷、有机物，以及大量的缓冲剂和添加剂。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，用上述方法很难实现达标排放。随着环保要求的越来越严格，排放标准越来越高，针对此类高浓度难降解废水，亟需一种行之有效的、可满足高标准排放要求的深度处理工艺。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种化学镀镍废液的深度处理方法，以解决现有技术中的上述问题。
本发明提供一种化学镀镍废液的深度处理方法，所述处理方法包括：
将所述化学镀镍废液的pH值调节为6.5～7.5，得到中和废液；
使用离子交换吸附剂从所述中和废液中吸附镍离子，得到吸附后镀镍废液；
将所述吸附后镀镍废液的pH值调节为4.5～5.5，得到酸化废液；
将所述酸化废液进行蒸发浓缩处理，分别得到蒸发冷凝液以及含有结晶盐和浓缩液的混合物；
将所述混合物进行固液分离，分别得到结晶盐和浓缩液。
优选地，所述吸附后镀镍废液中镍离子浓度小于或等于50mg/L。
优选地，所述使用离子交换吸附剂从所述中和废液中吸附镍离子，得到吸附后镀镍废液，包括：
对所述中和废液进行过滤处理，得到过滤后的中和废液；
使用阳离子交换吸附树脂对所述过滤后的中和废液进行多级吸附，得到吸附后镀镍废液。
优选地，所述蒸发冷凝液与所述化学镀镍废液的体积比为(0.7～0.9):1。
优选地，所述蒸发冷凝液与所述化学镀镍废液的体积比为0.85:1。
优选地，所述将所述酸化废液进行蒸发浓缩处理，分别得到蒸发冷凝液以及含有结晶盐和浓缩液的混合物，包括：
采用MVR蒸发器将所述酸化废液进行蒸发浓缩处理，分别得到第一蒸发冷凝液和预浓缩液；
采用刮板蒸发器将所述预浓缩液进行低温蒸发浓缩处理，分别得到第二蒸发冷凝液以及含有结晶盐和浓缩液的混合物。
优选地，所述固液分离的方式为离心分离、压榨分离或真空抽滤。
优选地，所述处理方法还包括：
将所述浓缩液进行固化处理，得到浓缩液固化物。
优选地，所述将所述浓缩液进行固化处理，得到浓缩液固化物，包括：
向所述浓缩液中加入固化剂，以对所述浓缩液进行固化处理，所述固化剂与所述浓缩液的质量比为(0.3～0.6)：1。
优选地，所述固化剂包括2～3质量份的石灰和2～3质量份的飞灰。
本发明的有益效果在于：本发明的化学镀镍废液的深度处理方法，对化学镀镍废液依次进行中和处理、离子交换吸附去除镍、酸化处理、蒸发处理及固液分离，蒸发处理所得蒸发冷凝液可以达到地表水4类标准，固液分离所得结晶盐具有良好的结晶形态，具有进一步资源化利用的潜力，固液分离所得浓缩液固化后可达到填埋的要求，本发明的处理方法处理效果好，能够满足高标准的排放要求。
【附图说明】
图1为本发明实施例1提供的化学镀镍废液的深度处理方法的流程图；
图2为本发明实施例2提供的化学镀镍废液的深度处理方法的流程图；
图3为本发明实施例3提供的化学镀镍废液的深度处理方法的原理图。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
实施例1
本发明实施例1提供一种化学镀镍废液的深度处理方法，请参阅图1所示，该化学镀镍废液的深度处理方法包括如下步骤：
S101，将所述化学镀镍废液的pH值调节为6.5～7.5，得到中和废液。
在步骤S101中，对化学镀镍废液进行中和调节，通过加入无机酸或无机碱，将化学镀镍废液的pH值调节为6.5～7.5，加入的酸和碱可以采用本领域进行酸碱中和时常用的有机酸和有机碱。
S102，使用离子交换吸附剂从所述中和废液中吸附镍离子，得到吸附后镀镍废液。
在步骤S102中，离子交换吸附剂可以为阳离子交换吸附树脂，例如，将中和废液通过阳离子交换吸附树脂柱，将其中的镍离子进行吸附，以去除中和废液中的镍离子，得到吸附后镀镍废液。在用阳离子交换吸附树脂进行吸附之前，需要对中和废液进行过滤。为了增加镍离子吸附效果，还可以采用多级吸附的方式。具体地，在一个可选的实施方式中，步骤S102具体包括如下步骤：首先，对所述中和废液进行过滤处理，得到过滤后的中和废液；然后，使用阳离子交换吸附树脂对所述过滤后的中和废液进行多级吸附，得到吸附后镀镍废液。上述过滤方式可以为压滤。
在一个可选的实施方式中，控制所得吸附后镀镍废液中镍离子浓度小于或等于50mg/L。
S103，将所述吸附后镀镍废液的pH值调节为4.5～5.5，得到酸化废液。
在步骤S103中，通过加入酸将步骤S102所得吸附后镀镍废液的pH值调节为弱酸性，加入的酸可以采用本领域进行酸碱中和时常用的有机酸。所得酸化废液的pH值为4.5～5.5。
S104，将所述酸化废液进行蒸发浓缩处理，分别得到蒸发冷凝液以及含有结晶盐和浓缩液的混合物。
在步骤S104中，对步骤S102所得酸化废液进行蒸发，被蒸发出去的部分形成蒸发冷凝液，剩下的部分形成含有结晶盐和浓缩液的混合物，所得蒸发冷凝液可以达到地表水4类标准。在本实施例中，蒸发方式可以是现有技术中的任何蒸发方式，例如为单效蒸发、多效蒸发或MVR蒸发中的一种，又如，为组合蒸发方式，包括单效蒸发、多效蒸发或MVR蒸发中的多种的组合。
在一个可选的实施方式中，上述蒸发为MVR蒸发和刮板节点蒸发的组合蒸发，具体地，首先，采用MVR蒸发器将所述酸化废液进行蒸发浓缩处理，分别得到第一蒸发冷凝液和预浓缩液；然后，采用刮板蒸发器将所述预浓缩液进行低温蒸发浓缩处理，分别得到第二蒸发冷凝液以及含有结晶盐和浓缩液的混合物。其中，MVR蒸发的温度为90℃至105℃，所得第一蒸发冷凝液与酸化废液的体积比为(0.1～0.5):1，刮板节点蒸发的温度为50℃至65℃。两个蒸发步骤所得的第一蒸发冷凝液和第二蒸发冷凝液合并为蒸发冷凝液。
在一个可选的实施方式中，控制蒸发所得蒸发冷凝液与化学镀镍废液(原液)的体积比为(0.7～0.9):1，进一步地，控制蒸发所得蒸发冷凝液与化学镀镍废液(原液)的体积比为0.85:1。
S105，将所述混合物进行固液分离，分别得到结晶盐和浓缩液。
在步骤S105中，固液分离的方式为离心分离、压榨分离或真空抽滤。本实施例所得结晶盐具有良好的结晶形态，具有进一步资源化利用的潜力。本实施例所得浓缩液经过固化处理后即可进行填埋。
在本实施例中，步骤S104所得蒸发冷凝液可以达到地表水4类标准，步骤S105所得结晶盐可以直接回收利用，步骤S105所得浓缩液经过固化处理可进行填埋，实现了化学镀镍废液的深度处理。
实施例2
本发明实施例2提供一种化学镀镍废液的深度处理方法，请参阅图2所示，该化学镀镍废液的深度处理方法包括如下步骤：
S201，将所述化学镀镍废液的pH值调节为6.5～7.5，得到中和废液。
S202，使用离子交换吸附剂从所述中和废液中吸附镍离子，得到吸附后镀镍废液。
S203，将所述吸附后镀镍废液的pH值调节为4.5～5.5，得到酸化废液。
S204，将所述酸化废液进行蒸发浓缩处理，分别得到蒸发冷凝液以及含有结晶盐和浓缩液的混合物。
S205，将所述混合物进行固液分离，分别得到结晶盐和浓缩液。
S206，将所述浓缩液进行固化处理，得到浓缩液固化物。
本实施例的步骤S201至步骤S205与实施例1的步骤S101至步骤S105相同，具体参见上述。
本实施例与实施例1的区别在于，在步骤S205中，向步骤S205所得浓缩液中加入固化剂，以对所述浓缩液进行固化处理，其中，所述固化剂与所述浓缩液的质量比为(0.3～0.6)：1。在一个可选的实施方式中，对固化剂进行了优化，固化剂包括2～3质量份的石灰和2～3质量份的飞灰，将固化剂和浓缩液混合后进行搅拌，搅拌后进行放置，经过放置后所得浓缩液固化物的强度及浸出毒性可达到填埋的标准。本实施例中的飞灰可以为生活垃圾焚烧产生的飞灰。
实施例3
本发明实施例3提供一种化学镀镍废液的深度处理方法，将化学镀镍废液进行处理，化学镀镍废液(原液)pH为4.0，COD 22578mg/L，氨氮2007mg/L，P 10412mg/L，Ni2152mg/L，Na 16660mg/L，SO4 2-15120 mg/L，请参阅图3所示，该处理方法包括：
步骤1，用液碱调节pH值为7.0；
步骤2，进行过滤；
步骤3，经四级阳离子交换柱吸附后Ni离子浓度降低至30mg/L；
步骤4，进行蒸发；
其中，作为节点蒸发的特例，本例选择MVR蒸发加低温刮板蒸发的组合蒸发的方式，蒸发节点即蒸发冷凝液/化镍原液的比例选择0.85，1吨的化镍原液经蒸发后，产生0.85吨的蒸发冷凝液及0.15吨的混合物，混合物包含结晶盐与浓缩液。所得蒸发冷凝液中COD为1820mg/L，氨氮浓度为95mg/L，总磷为5mg/L，Ni离子浓度为0.23mg/L，主要污染物指标得到了较大的去除，经生化深度处理，出水达到地表水4类标准。
步骤5，0.15吨的混合物经固液分离，得到0.1吨的结晶盐和0.05吨的浓缩液。
步骤6，在1吨的浓缩液中投加0.3吨的石灰和0.2吨的飞灰，搅拌，放置，经168小时放置后强度及浸出毒性可达到填埋的标准。
本实施例的处理方法经工业化试生产，累计处理300吨化学镀镍废液，工艺运行平稳可靠，主要技术指标均可达到要求。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种化学镀镍废液的深度处理方法，其特征在于，所述处理方法包括：
将所述化学镀镍废液的pH值调节为6.5～7.5，得到中和废液；
使用离子交换吸附剂从所述中和废液中吸附镍离子，得到吸附后镀镍废液；
将所述吸附后镀镍废液的pH值调节为4.5～5.5，得到酸化废液；
将所述酸化废液进行蒸发浓缩处理，分别得到蒸发冷凝液以及含有结晶盐和浓缩液的混合物；
将所述混合物进行固液分离，分别得到结晶盐和浓缩液。
2.根据权利要求1所述的化学镀镍废液的深度处理方法，其特征在于，所述吸附后镀镍废液中镍离子浓度小于或等于50mg/L。
3.根据权利要求1或2所述的化学镀镍废液的深度处理方法，其特征在于，所述使用离子交换吸附剂从所述中和废液中吸附镍离子，得到吸附后镀镍废液，包括：
对所述中和废液进行过滤处理，得到过滤后的中和废液；
使用阳离子交换吸附树脂对所述过滤后的中和废液进行多级吸附，得到吸附后镀镍废液。
4.根据权利要求1所述的化学镀镍废液的深度处理方法，其特征在于，所述蒸发冷凝液与所述化学镀镍废液的体积比为(0.7～0.9):1。
5.根据权利要求4所述的化学镀镍废液的深度处理方法，其特征在于，所述蒸发冷凝液与所述化学镀镍废液的体积比为0.85:1。
6.根据权利要求1或4所述的化学镀镍废液的深度处理方法，其特征在于，所述将所述酸化废液进行蒸发浓缩处理，分别得到蒸发冷凝液以及含有结晶盐和浓缩液的混合物，包括：
采用MVR蒸发器将所述酸化废液进行蒸发浓缩处理，分别得到第一蒸发冷凝液和预浓缩液；
采用刮板蒸发器将所述预浓缩液进行低温蒸发浓缩处理，分别得到第二蒸发冷凝液以及含有结晶盐和浓缩液的混合物。
7.根据权利要求1所述的化学镀镍废液的深度处理方法，其特征在于，所述固液分离的方式为离心分离、压榨分离或真空抽滤。
8.根据权利要求1所述的化学镀镍废液的深度处理方法，其特征在于，所述处理方法还包括：
将所述浓缩液进行固化处理，得到浓缩液固化物。
9.根据权利要求8所述的化学镀镍废液的深度处理方法，其特征在于，所述将所述浓缩液进行固化处理，得到浓缩液固化物，包括：
向所述浓缩液中加入固化剂，以对所述浓缩液进行固化处理，所述固化剂与所述浓缩液的质量比为(0.3～0.6)：1。
10.根据权利要求9所述的化学镀镍废液的深度处理方法，其特征在于，所述固化剂包括2～3质量份的石灰和2～3质量份的飞灰。
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