CN111517581B - 一种化学镍废水处理系统及处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种化学镍废水处理系统，包括依次相连的调节池、第一沉淀池、光催化反应池、第二沉淀池、厌氧池、BAF池和MBR池。第一沉淀池的前端设有第一提升泵，第一提升泵的两端分别连接第一提升管和第一导水管，第一提升管伸入调节池底部，第一导水管与第一沉淀池的上部相连通。第二沉淀池的前端设有第二提升泵，第二提升泵的进水端和出水端分别连接第二提升管和第二导水管，第二提升管的一端与光催化反应池的底部相连通，第二导水管的另一端与第二沉淀池的上部相连通。本发明还公开了一种化学镍废水处理工艺。本发明可以对含镍废水进行综合处理，有效去除的COD、总磷和氨氮等，经处理后的废水达到了回用要求，实现了清洁生产、节能减排的目的。

Description

一种化学镍废水处理系统及处理工艺

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，特别涉及一种化学镍废水处理系统及处理工艺。

背景技术

电镀废水的主要来源有前处理废水、镀层漂洗水、废电镀液及其他废水，其水质、水量与电镀生产的工艺条件、操作方式及用水方式等因素有关。由于电镀废水成分复杂、水质差异大、重金属含量高且有毒有害，成分不易控制，其中含有如铬、镉、镍、铜、锌、金、银等重金属离子和氰化物等，有些属于致癌、致畸、致突变的剧毒物质，应节能减排及循环经济理念的要求，在对其进行深度处理的同时，需要在处理达标的基础上尽可能实现微排放，甚至是零排放。

传统的电镀废水的处理方法以物理化学反应和生物降解的处理工艺为主，传统处理的工艺理论上都可以达到《污水综合排放标准》。而对于国家发布的《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)的表三标准(CODcr≤50mg/L，氨氮≤15mg/L)，传统的处理工艺的出水无法达到标准，发生这种情况会严重影响电镀企业的废水排放达标情况，严重妨碍了电镀企业的生产发展和周围水环境的破坏情况。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种能够有效去除废水中COD、总磷和氨氮并使得废水达到电镀污染物排放标准的化学镍废水处理系统及其处理工艺。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种化学镍废水处理系统，包括依次相连的调节池、第一沉淀池、光催化反应池、第二沉淀池、厌氧池、BAF池和MBR池，所述调节池的顶部设有加药管。所述第一沉淀池的前端设有第一提升泵，所述第一提升泵的进水端和出水端分别连接第一提升管和第一导水管，所述的第一提升管伸入所述调节池底部，所述的第一导水管与所述第一沉淀池的上部相连通。所述第二沉淀池的前端设有第二提升泵，所述第二提升泵的进水端和出水端分别连接第二提升管和第二导水管，所述第二提升管的一端与所述光催化反应池的底部相连通，所述第二导水管的另一端与所述第二沉淀池的上部相连通。

进一步地，所述光催化反应池的内部通过隔板分隔呈上下分布的第一反应室、第二反应室和出水腔室。所述第一反应室的侧壁上设有用于与第一沉淀池相连通的进水口，第一反应室内部设有第一光催化组件，第一反应室底部的隔板在远离进水口一侧开设有与第二反应室相连通的第一导水孔。所述第二反应室内部设有第二光催化组件，第二反应室底部的隔板在远离第一导水孔的一侧开设有与出水腔室相连通的第二导水孔，所述出水腔室的侧壁上开设有用于与第二提升管相连的出水口。

其中，所述的第一光催化组件包括沿着水流方向依次间隔布设的若干组第一处理组件。所述的第一处理组件包括光触媒材料层和UV灯管，所述UV灯管外接电源，任意相邻的两组第一处理组件之间设有挡水板。所述的挡水板上沿长度方向均匀开设有若干个导水缺口，任意相邻的两块挡水板上的导水缺口相互错开设置。

优选地，所述的光触媒材料层为固载TiO2光催化剂的不锈钢丝网层。

其中，所述的第二光催化组件包括沿着水流方向依次间隔布设的若干组第二处理组件。所述的第二处理组件包括光催化材料填充层和紫外灯管，所述紫外灯管外接电源，任意相连的两组第二处理组件之间设有隔水板。所述的隔水板沿长度方向均匀开设有若干个过水缺口，任意相邻的两块隔水板上的过水缺口相互错开设置。

优选地，所述光催化材料填充层内填充的材料为铁碳微电解材料。

进一步地，所述厌氧池的内部通过密封隔板分隔成从左至右依次设置的进水区、厌氧反应区和出水区。进水区的下部开设有用于与第二沉淀池相连通的进水口。厌氧反应区内悬挂有用于附着微生物的载体挂件，底部设有排泥口。所述的密封隔板包括设在进水区和厌氧反应区之间的第一密封隔板和设在厌氧反应区和出水区之间的第二密封隔板。所述第一密封隔板的顶部开设有用于连通进水区和厌氧反应区的缺口，所述第二密封隔板的上部开设有若干个用于连通厌氧反应区和出水区的滤水孔，出水区上部设有用于与BAF池相连通的出水口。

进一步地，所述BAF池内部由下至上依次设有曝气盘组、多孔承托板和活性炭填充层。所述的曝气盘组与外置的气体发生器相连通，所述BAF池的侧壁在所述多孔承托板的下方开设有用于与厌氧池相连通的进水口。BAF池的侧壁在活性炭填充层的上方开设有用于与MBR池相连通的出水口。

进一步地，所述MBR池的侧壁上部设有用于与BAF池相连通的进水口，MBR池的内部设有浸没式超滤膜组件。所述的超滤膜组件包括导水管和中空纤维帘，所述导水管与抽水泵相连。所述的中空纤维帘由若干中空纤维膜通过编织线规则编织而成，所述中空纤维膜的一端与所述导水管相连通，另一端为封闭端。

本发明还公开了一种化学镍废水处理工艺，采用上述化学镍废水处理系统，包括如下步骤：

S1、化学镍废水排入调节池内，通过加药管中往调节池内加入Ca+氧化剂进行充分混合。

S2、通过第一提升泵将调节池内的水泵入第一沉淀池中进行沉淀。

S3、第一沉淀池的上清液进入光催化反应池内进行光催化氧化处理，出水经第二提升泵泵入第二沉淀池内进行二次沉淀。

S4、第二沉淀池的上清液排入厌氧池内进行厌氧处理，处理后的废水进入BAF池内进行吸附过滤。

S5、经BAF池处理后的废水进入MBR池内进行膜分离，产生的清水回用于系统或排入清水池中。

本发明具有如下有益效果：

1、将物理沉淀、光催化处理、厌氧处理、生物降解和膜处理等多种处理方式进行有效结合，可以有效降低化学镍废水中的COD、氨氮总量和总磷量。经过处理后的废水镍离子含量＜0.1mg/L，氨氮含量＜5mg/L，总磷含量＜0.5mg/L，可达到国家发布的《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)的表三标准(CODcr≤50mg/L，氨氮≤15mg/L)，提高了废水处理效率和社会经济效益，实现清洁生产、节能减排的目的，减少对环境的污染。

2、在光催化反应池的第一反应室内设置多层挡水板且相邻挡水板上的导水缺口相互错开设置，以及在第二反应室内设置多层隔水板且相邻隔水板上的过水缺口相互错开设置，使得废水在第一反应室/第二反应室内能够充分地和光触媒材料/铁碳微电解材料进行接触，使得废水在反应室内的停留时间变长，处理更彻底。

3、占地面积小，能独立处理电镀废水，也能与其他处理工艺结合使用，运行成本低，全程只添加了很少量的化学试剂，对环境污染小，控制简单，人工成本和劳动成本低。

附图说明

图1为本发明的处理系统图。

图2为光催化反应池的内部结构示意图。

图3为图2沿A-A方向的剖面示意图。

图4为图2沿B-B方向的剖面示意图。

图5为厌氧池的结构示意图。

图6为BAF池的结构示意图。

图7为MBR池的结构示意图。

主要组件符号说明：1、调节池；101、化学镍废水排放管；102、加药管；2、第一沉淀池；21、第一提升泵；211、第一提升管；212、第一导水管；3、光催化反应池；30、隔板；301、第一反应室；302、第二反应室；303、出水腔室；304、进水口；305、第一导水孔；306、第二导水孔；307、出水口；31、第一处理组件；311、光触媒材料层；312、UV灯管；32、挡水板；320、导水缺口；33、第二处理组件；331、光催化材料填充层；332、紫外灯管；34、隔水板；340、过水缺口；4、第二沉淀池；41、第二提升泵；411、第二提升管；412、第二导水管；5、厌氧池；501、进水区；502、厌氧反应区；503、出水区；504、进水口；505、载体挂件；506、排泥口；507、出水口；51、第一密封隔板；510、缺口；52、第二密封隔板；520、滤水孔；6、BAF池；601、进水口；602、出水口；61、曝气盘组；62、多孔承托板；63、活性炭填充层；7、MBR池；70、进水口；71、导水管；72、中空纤维帘；721、中空纤维膜；722、编织线；8、气体发生器；9、抽水泵。

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。

实施例一

如图1-7所示，一种化学镍废水处理系统，包括依次相连的调节池1、第一沉淀池2、光催化反应池3、第二沉淀池4、厌氧池5、BAF池6和MBR池7，调节池1的前端连接电镀含镍废水排放管101，顶部设有加药管102。第一沉淀池2的前端设有第一提升泵21，第一提升泵21的进水端和出水端分别连接第一提升管211和第一导水管212，第一提升管211伸入调节池1底部，第一导水管212与第一沉淀池2的上部相连通。第二沉淀池4的前端设有第二提升泵41，第二提升泵41的进水端和出水端分别连接第二提升管411和第二导水管412，第二提升管411的一端与光催化反应池3的底部相连通，第二导水管412的另一端与第二沉淀池4的上部相连通。

如图2-4所示，光催化反应池3的内部通过隔板30分隔呈上下分布的第一反应室301、第二反应室302和出水腔室303。第一反应室301的侧壁上设有用于与第一沉淀池2相连通的进水口304，第一反应室301内部设有第一光催化组件，第一反应室301底部的隔板30在远离进水口304一侧开设有与第二反应室302相连通的若干个第一导水孔305。第一光催化组件包括沿着水流方向依次间隔布设的若干组第一处理组件31。第一处理组件31包括光触媒材料层311和UV灯管312，UV灯管312外接电源，光触媒材料层311为固载TiO2光催化剂的不锈钢丝网层。任意相邻的两组第一处理组件31之间设有挡水板32，挡水板32上沿长度方向均匀开设有若干个导水缺口320，任意相邻的两块挡水板32上的导水缺口320相互错开设置。

第二反应室302内部设有第二光催化组件，第二反应室302底部的隔板30在远离第一导水孔305的一侧开设有与出水腔室303相连通的第二导水孔306，出水腔室303的侧壁上开设有用于与第二提升管411相连的出水口307。第二光催化组件包括沿着水流方向依次间隔布设的若干组第二处理组件33。第二处理组件33包括光催化材料填充层331和紫外灯管332，紫外灯管332外接电源，光催化材料填充层331内填充的材料为铁碳微电解材料，任意相连的两组第二处理组件33之间设有隔水板34。隔水板34沿长度方向均匀开设有若干个过水缺口340，任意相邻的两块隔水板34上的过水缺口340相互错开设置。

如图5所示，厌氧池5的内部通过密封隔板分隔成从左至右依次设置的进水区501、厌氧反应区502和出水区503。进水区501的下部开设有用于与第二沉淀池4相连通的进水口504。厌氧反应区502内悬挂有用于附着微生物的载体挂件505，底部设有排泥口506。密封隔板包括设在进水区501和厌氧反应区502之间的第一密封隔板51和设在厌氧反应区502和出水区503之间的第二密封隔板52。第一密封隔板51的顶部开设有用于连通进水区501和厌氧反应区502的缺口510，第二密封隔板52的上部开设有若干个用于连通厌氧反应区502和出水区503的滤水孔520，出水区503上部设有用于与BAF池相连通的出水口507。

如图6所示，BAF池6内部由下至上依次设有曝气盘组61、多孔承托板62和活性炭填充层63。曝气盘组61与外置的气体发生器8相连通，BAF池6的侧壁在多孔承托板61的下方开设有用于与厌氧池5相连通的进水口601。BAF池6的侧壁在活性炭填充层63的上方开设有用于与MBR池7相连通的出水口602。

如图7所示，MBR池7的侧壁上部设有用于与BAF池6相连通的进水口70，MBR池的内部设有浸没式超滤膜组件。超滤膜组件包括导水管71和中空纤维帘72，导水管71与抽水泵9相连。中空纤维帘72由若干中空纤维膜721通过编织线722规则编织而成，中空纤维膜721的一端与导水管71相连通，另一端为封闭端。

本发明的工艺过程为：

1、化学镍废水由化学镍废水排放管101排入调节池1内，从加药管102中加入Ca+氧化剂与废水进行充分混合。

2、第一提升泵21通过第一提升管211将调节池1内的水泵入第一沉淀池2中进行沉淀。

3、第一沉淀池2的上清液由光催化反应池3的进水口304进入第一反应室301内，废水经若干组第一处理组件31处理后由若干个第一导水孔305进入第二反应室302中，经若干组第二处理组件32处理后由若干个第二导水孔306进入出水腔室303中。

4、出水腔室303中的水经第二提升泵41提升后进入第二沉淀池4中进行沉淀。

5、第二沉淀池4的上清液由厌氧池5的进水口504进入进水区501内并溢流至厌氧反应区502中进行厌氧处理，处理后的上清液通过若干滤水孔520进入出水区503并最终由出水口507排出。

6、经厌氧池5处理后的废水由BAF池6下部进入，经活性炭填充层63吸附后由上部的出水口602排出。

7、经BAF池6吸附处理后的废水进入MBR池7内，在抽水泵9的抽水压差效果下，清水进入若干中空纤维膜721内部并经导水管71和抽水泵9排入清水池内或回用于系统中。

经测试，经过处理后的废水中的镍离子含量＜0.1mg/L，氨氮含量＜5mg/L，总磷含量＜0.5mg/L，完全低于国家发布的《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)的表三标准(CODcr≤50mg/L，氨氮≤15mg/L)。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种化学镍废水处理系统，其特征在于：包括依次相连的调节池、第一沉淀池、光催化反应池、第二沉淀池、厌氧池、BAF池和MBR池，所述调节池的顶部设有加药管，所述第一沉淀池的前端设有第一提升泵，所述第一提升泵的进水端和出水端分别连接第一提升管和第一导水管，所述的第一提升管伸入所述调节池底部，所述的第一导水管与所述第一沉淀池的上部相连通，所述第二沉淀池的前端设有第二提升泵，所述第二提升泵的进水端和出水端分别连接第二提升管和第二导水管，所述第二提升管的一端与所述光催化反应池的底部相连通，所述第二导水管的另一端与所述第二沉淀池的上部相连通；所述光催化反应池的内部通过隔板分隔呈上下分布的第一反应室、第二反应室和出水腔室，所述第一反应室的侧壁上设有用于与第一沉淀池相连通的进水口，第一反应室内部设有第一光催化组件，第一反应室底部的隔板在远离进水口一侧开设有与第二反应室相连通的第一导水孔，所述第二反应室内部设有第二光催化组件，第二反应室底部的隔板在远离第一导水孔的一侧开设有与出水腔室相连通的第二导水孔，所述出水腔室的侧壁上开设有用于与第二提升管相连的出水口；所述的第一光催化组件包括沿着水流方向依次间隔布设的若干组第一处理组件，所述的第一处理组件包括光触媒材料层和UV灯管，所述UV灯管外接电源，任意相邻的两组第一处理组件之间设有挡水板，所述的挡水板上沿长度方向均匀开设有若干个导水缺口，任意相邻的两块挡水板上的导水缺口相互错开设置；所述的光触媒材料层为固载TiO₂光催化剂的不锈钢丝网层；所述的第二光催化组件包括沿着水流方向依次间隔布设的若干组第二处理组件，所述的第二处理组件包括光催化材料填充层和紫外灯管，所述紫外灯管外接电源，任意相连的两组第二处理组件之间设有隔水板，所述的隔水板沿长度方向均匀开设有若干个过水缺口，任意相邻的两块隔水板上的过水缺口相互错开设置；所述光催化材料填充层内填充的材料为铁碳微电解材料。

2.如权利要求1所述的一种化学镍废水处理系统，其特征在于：所述厌氧池的内部通过密封隔板分隔成从左至右依次设置的进水区、厌氧反应区和出水区，进水区的下部开设有用于与第二沉淀池相连通的进水口，厌氧反应区内悬挂有用于附着微生物的载体挂件，底部设有排泥口，所述的密封隔板包括设在进水区和厌氧反应区之间的第一密封隔板和设在厌氧反应区和出水区之间的第二密封隔板，所述第一密封隔板的顶部开设有用于连通进水区和厌氧反应区的缺口，所述第二密封隔板的上部开设有若干个用于连通厌氧反应区和出水区的滤水孔，出水区上部设有用于与BAF池相连通的出水口。

3.如权利要求1所述的一种化学镍废水处理系统，其特征在于：所述BAF池内部由下至上依次设有曝气盘组、多孔承托板和活性炭填充层，所述的曝气盘组与外置的气体发生器相连通，所述BAF池的侧壁在所述多孔承托板的下方开设有用于与厌氧池相连通的进水口，BAF池的侧壁在活性炭填充层的上方开设有用于与MBR池相连通的出水口。

4.如权利要求1所述的一种化学镍废水处理系统，其特征在于：所述MBR池的侧壁上部设有用于与BAF池相连通的进水口，MBR池的内部设有浸没式超滤膜组件，所述的超滤膜组件包括导水管和中空纤维帘，所述导水管与抽水泵相连，所述的中空纤维帘由若干中空纤维膜通过编织线规则编织而成，所述中空纤维膜的一端与所述导水管相连通，另一端为封闭端。

5.一种化学镍废水处理工艺，采用权利要求1-4中任一项所述的化学镍废水处理系统，其特征在于，包括如下步骤：

S1、化学镍废水排入调节池内，通过加药管中往调节池内加入Ca²⁺氧化剂进行充分混合；

S2、通过第一提升泵将调节池内的水泵入第一沉淀池中进行沉淀；

S3、第一沉淀池的上清液进入光催化反应池内进行光催化氧化处理，出水经第二提升泵泵入第二沉淀池内进行二次沉淀；

S4、第二沉淀池的上清液排入厌氧池内进行厌氧处理，处理后的废水进入BAF池内进行吸附过滤；

S5、经BAF池处理后的废水进入MBR池内进行膜分离，产生的清水回用于系统或排入清水池中。

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