CN111675390A - 一种用于电镀废水中化学镍去除的工艺与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于去除电镀废水中化学镍的处理工艺与方法，包括以下步骤：(1)原水经过微调碱至pH 2.5～3后进入镍系磁砂罐进行去除泥沙，胶体及大分子有机物；(2)两级铁碳微电极进行破络处理，每一级反应时间为60～90min；(3)利用石灰调节pH为11～12，之后加入质量浓度为0.1％的阴离子高分子助凝剂PAM进行絮凝沉淀；(4)上清液加入重捕剂200ppm，反应5～10min；(5)加入1000ppm亚铁及质量浓度为0.1％的阴离子高分子助凝剂PAM进行絮凝沉淀，反应时间30～40min；经过以上工艺处理后的最后出水变为澄清，废水中化学镍的含量可降低至0.1ppm以下。

Description

一种用于电镀废水中化学镍去除的工艺与方法
技术领域
本发明涉及电镀废水中重金属处理技术领域，具体而言，涉及一种用于去除电镀废水中化学镍的处理工艺与方法。
背景技术
自五十年代以来，电镀技术在机械制造、轻工业、电子工业航天航空和仪表仪器等方面的应用越来越广泛，尤其是化学镀镍作为一种新型表面处理工艺，其应用已经拓展深入到化学工业、电子工业及汽车工业等部门。其产生的电镀废水含无机盐、络合物、有机物等复杂成分而成为世界上三大污染源之一。化学镀镍废水主要来自化学镀镍工序，含有重金属镍、次磷酸、亚磷酸、次亚磷酸，会形成络合镍，同时也会造成磷超标，COD很高。处理不当会同时导致镍、磷及COD超标。目前化学镀镍废水的处理工艺相对繁杂，任何单一的方法都不能达到排放标准。常采用的处理方法包括化学沉淀法、高级氧化法、离子交换法、电催化还原法等，大部分采用的是两种或几种方法的组合使用，但是普遍存在、处理效果不稳定、处理成本相对较高、工艺流程相对复杂等缺陷，无法达到《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)中的表3排放标准。因此，开发具有适应性强、运行稳定、投资成本低、操作自动化程度高的化学镍处理工艺及方法是当前化学镍废水处理领域的一大难点。
发明内容
有鉴于此，本发明提供的一种用于去除化学镍的新工艺及方法，更好的克服了上述现有技术存在的问题和缺陷，通过两级铁碳微电解完成化学镍的破络，将络合态的镍离子变成游离态，再通过加碱剂助凝剂进行一级沉淀，上清液进一步添加重金属捕捉剂，之后添加亚铁及PAM助凝剂实现二级沉淀实现镍离子完全沉降彻底，水质完全达到 GB21900-2008《电镀污染物排放标准》表3排放标准。
一种用于电镀废水中化学镍去除的工艺与方法，包括以下步骤：
(1)往化学镍废水中加入稀硫酸微调pH为2.5～3，为后续微电解提供酸性环境；
(2)进一步地，调整pH值后含镍废水通入镍系磁砂罐，主要进行去除泥沙，胶体及大分子有机物，停留时间为30min，磁砂罐尺寸为Ф1800 mmx2400 mm；
(3)进一步地，砂滤出水进入连续串联的两级铁碳微电解池进行破络，微电解池底部布置有曝气管道，充氧速率为0.5-2.0L/min，池体中填充有占池体高度的1/3-1/2的铁碳微电解材料，反应至pH为5.0-6.0，每级微电解时间为60～90min；
(4)进一步地，在步骤(3)的出水加入质量分数30％的熟石灰悬浊液，调节pH至11～12，同时添加质量分数0.1％的阴离子助凝剂PAM(分子量≥1000万)3～5ppm，混合搅拌30min后沉淀；
(5)进一步地，在步骤(4)的上清液出水中加入重捕剂哌嗪二硫代氨基甲酸钠重捕剂200ppm，反应5～10min；
(6)进一步地，在步骤(5)的出水中加入1000ppm质量分数85％的七水硫酸亚铁及3～5ppm质量浓度为0.1％的阴离子高分子助凝剂PAM进行絮凝沉淀，反应时间30～40min，实现化学镍从废水中脱除，达到排放标准。亚铁离子较为活泼，容易取代络合重金属位置，将重金属离子置换为离子态后与氢氧根或硫化物反应沉淀，另外亚铁具有很强的还原性，能将部分重金属离子还原成非溶解性物质从而沉淀下去，还有部分亚铁离子会与水溶液中的溶解氧氧化成三价铁离子，三价铁离子水解后形成多核络合物与水中重金属反应絮凝和聚沉生成氢氧化物沉淀；另外投加亚铁可以去除多余的重金属捕捉剂，防止重捕剂对生化的影响。
与现有技术相比，本发明提供的一种用于去除化学镍的新工艺及方法的有益效果是：
(1)本发明利用价格低廉的铁碳微电解进行化学镍的破络处理，利用两级沉淀法去除游离态的镍离子及少量化学态的镍离子，最终经过亚铁混凝沉淀后得到上清液，水质中总镍离子完全达到GB21900-2008《电镀污染物排放标准》表3排放标准。
(2)本发明的用于去化学镍方法简单，高效、处理成本低、操作简单且能耗低，适于实现工业化应用。所需药剂均为常规药剂，吨水达标费用相对较低，也便于现有工艺的改造。
附图说明
图1为本发明的工艺路线图。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，作详细说明如下。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合实施例的方式对本发明的技术方案做详细说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。
但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
为了便于理解本发明，下面结合实施例来进一步说明本发明的技术方案。申请人声明，本发明通过以下实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于下述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明应依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
实施例1
(1)某络合化学镍电镀废水每天处理量为150～200吨，总镍浓度为54 mg/L，首先加入质量分数20％的稀硫酸调节原水pH值为2.5，为后续微电解提供酸性环境；
(2)调整pH值后化学镍废水通入镍系磁砂罐，主要进行去除泥沙，胶体及大分子有机物，停留时间为30min，磁砂罐尺寸为Ф1800mmx2400 mm；
(3)步骤(2)的砂滤出水进入连续串联的两级铁碳微电解池进行化学镍破络，微电解池底部布置有曝气管道，充氧速率为1.0L/min，池体中填充有占池体高度的2/5的铁碳微电解材料，反应至pH为5.5，每级微电解时间为65min；
(4)步骤(3)的出水加入质量分数30％的熟石灰悬浊液，调节pH至 11.5，同时添加质量分数0.1％的阴离子助凝剂PAM(分子量≥1000万)4ppm，混合搅拌30min后沉淀，沉淀除去离子态的镍离子；
(5)在步骤(4)的上清液出水中加入重捕剂哌嗪二硫代氨基甲酸钠重捕剂200ppm(有效含量40wt％)，反应10min，进一步去除剩余的少量化学镍及离子形态镍；
(6)在步骤(5)的出水中加入1000ppm质量分数85％的七水硫酸亚铁及5ppm质量浓度为0.1％的阴离子高分子助凝剂PAM进行絮凝沉淀，反应时间35min，实现化学镍从废水中脱除，达到排放标准，最终总镍离子＜0.1mg/L。
实施例2
(1)某络合化学镍电镀废水每天处理量为30～50吨，总镍浓度为45 mg/L。首先加入质量分数20％的稀硫酸调节原水pH值为3，为后续微电解提供酸性环境；
(2)调整pH值后化学镍镍废水通入镍系磁砂罐，主要进行去除泥沙，胶体及大分子有机物，停留时间为30min，磁砂罐尺寸为Ф1200mmx1500 mm；
(3)步骤(2)的砂滤出水进入连续串联的两级铁碳微电解池进行化学镍破络，微电解池底部布置有曝气管道，充氧速率为0.8L/min，池体中填充有占池体高度的1/3的铁碳微电解材料，反应至pH为6，每级微电解时间为70min；
(4)步骤(3)的出水加入质量分数30％的熟石灰悬浊液，调节pH至 12，同时添加质量分数0.1％的阴离子助凝剂PAM(分子量≥1000万)3ppm，混合搅拌30min后沉淀，沉淀除去离子态的镍离子；
(5)在步骤(4)的上清液出水中加入重捕剂哌嗪二硫代氨基甲酸钠重捕剂150ppm(有效含量为40wt％)，反应8min，进一步去除剩余的少量化学镍及离子形态镍；
(6)在步骤(5)的出水中加入1000ppm质量分数85％的七水硫酸亚铁及3ppm质量浓度为0.1％的阴离子高分子助凝剂PAM进行絮凝沉淀，反应时间30min，实现化学镍从废水中脱除，达到排放标准，最终总镍离子＜0.1mg/L。

Claims (6)

1.一种用于去除电镀废水中化学镍的处理工艺与方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）往化学镍废水中加入酸微调pH为2.5~3；
（2）调整pH值后含镍废水通入镍系磁砂罐进行去除泥沙，胶体及大分子有机物，停留时间为30 min，磁砂罐尺寸为Ф1800 mmx2400 mm；
（3）砂滤出水进入连续串联的两级铁碳微电解池进行破络，微电解池底部布置有曝气管道，池体中填充有占池体高度的1/3-1/2的铁碳微电解材料；每级微电解时间为60~90min；
（4）在步骤（3）的出水加碱调节pH至11~12，同时加入助凝剂PAM混合搅拌30 min后沉淀；
（5）在步骤（4）的出水中加入哌嗪二硫代氨基甲酸钠重捕剂反应5~10 min钟；
（6）在步骤（5）的出水中加入1000 ppm亚铁及质量浓度为0.1%的阴离子高分子助凝剂PAM进行絮凝沉淀，反应时间30~40 min，实现化学镍从废水中脱除，达到排放标准。
2.根据权利要求1所述的用于去除电镀废水中络合态的化学镍处理工艺与方法，其特征在于，所述步骤（1）所述的酸为质量分数20%的稀硫酸。
3.根据权利要求1所述的用于去除电镀废水中络合态的化学镍处理工艺与方法，其特征在于，所述步骤（3）所述铁碳微电解在充氧不通电的条件下进行微电解反应，进水pH值维持在2.5~3.0之间，充氧速率为0.5-2.0 L/min，反应至pH为5.0-6.0。
4.根据权利要求1所述的用于去除电镀废水中络合态的化学镍处理工艺与方法，其特征在于，所述步骤（4）所述碱液为质量分数30%氢氧化钙溶液；助凝剂PAM为为阴离子聚丙烯酰胺，分子量≥1000万。
5.根据权利要求1所述的用于去除电镀废水中络合态的化学镍处理工艺与方法，其特征在于，所述步骤（5）所述重捕剂为哌嗪二硫代氨基甲酸钠，质量分数为40%，加药量为200ppm。
6.根据权利要求1所述的用于去除电镀废水中络合态的化学镍处理工艺与方法，其特征在于，所述步骤（6）所述亚铁为质量分数85%七水硫酸亚铁。
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