CN113860565A - 含镍废水处理系统以及含镍废水处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含镍废水处理系统以及含镍废水处理工艺，该含镍废水处理系统包括：第一反应池、第二反应池、第一斜管沉淀池、第二斜管沉淀池以及排放槽；其中，第一反应池、第二反应池、第一斜管沉淀池、第二斜管沉淀池以及排放槽依序连通。本发明的一种含镍废水处理系统相较于传统的含镍废水处理系统，在调节池以及第二反应池之间增设了第一反应池以及第一斜管沉淀池，从而对含镍废水进行两级中和反应。本发明的一种含镍废水处理工艺将含镍废水经过第一次中和反应所产生的沉淀物经过压滤产出含镍泥饼，含镍泥饼能够进行回收利用，进而大大提升含镍废水中镍离子的再利用率。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，特别是涉及一种含镍废水处理系统以及含镍废水处理工艺。
背景技术
电镀含镍废水来源于电镀生产过程中的镀件清洗、镀液过滤、废镀液、渗漏及地面冲洗等，其中镀件清洗水占80%以上。在电镀镍或者化学镀镍时，零件在电镀以后会进行冲洗，冲洗所产生的废水被称为含镍废水。电镀含镍废水特点：电镀含镍废水种类繁多，污染物成分复杂，在废水处理过程中常会出现pH、重金属离子等污染物超标的现象，造成污染物超标的原因多种多样，要根据实际情况采用合适的处理方法。其中，对于电镀镍废水，如果浓度不高，可以直接投加片碱；把pH调节至碱性条件11左右，氢氧根会与镍离子结合生成氢氧化镍沉淀，把镍去除。
然而，在现有的含镍废水处理系统以及工艺中，主要是对废水中的镍离子进行去除，其缺少对废水中镍离子的回收利用。
发明内容
基于此，有必要针对现有的含镍废水处理系统及其工艺中镍离子回收利用率低的技术问题，提供一种含镍废水处理系统以及含镍废水处理工艺。
一种含镍废水处理系统，该含镍废水处理系统包括第一反应池、第二反应池、第一斜管沉淀池、第二斜管沉淀池以及排放槽；其中，第一反应池、第二反应池、第一斜管沉淀池、第二斜管沉淀池以及排放槽依序连通。
第一反应池的输出端与第一斜管沉淀池的输入端连通，第一斜管沉淀池的输出端连通第二反应池的输入端，第二反应池的输出端与第二斜管沉淀池的输入端连通，第二斜管沉淀池的输出端连通排放槽。
在其中一个实施例中，上述的含镍废水处理系统还包括调节池，调节池的输出端连通第一反应池的输入端。
在其中一个实施例中，上述的含镍废水处理系统还包括PE过滤器，PE过滤器设置于第二斜管沉淀池以及排放槽之间，PE过滤器的输入端连通第二斜管沉淀池的输出端，PE过滤器的输出端连通排放槽。
在其中一个实施例中，上述的含镍废水处理系统还包括pH调节池，pH调节池设置于PE过滤器以及排放槽之间，pH调剂池的输入端连通PE过滤器的输出端，pH调节池的输出端连通排放槽。
在其中一个实施例中，上述的含镍废水处理系统还包括中间水池，中间水池设置于第二斜管沉淀池以及PE过滤器之间，中间水池的输入端连通第二斜管沉淀池的输出端，中间水池的输出端连通PE过滤器的输入端。
一种含镍废水处理工艺，该含镍废水处理工艺应用了上述的含镍废水处理系统，其包括如下步骤：
S1、将含镍废水输送至调节池进行前处理，包括加入NaOH进行pH值调节和COD、SS、TP以及石油类含量的检测；
S2、前处理完成后的含镍废水传输至第一反应池，第一反应池加入NaOH进行第一次中和反应；
S3、第一次中和反应完成后的含镍废水传输至第一斜管沉淀池进行第一次固液分离处理；
S4、第一次固液分离处理完成后的上清液传输至第二反应池进行第二次中和反应，第二反应池中依次加入NaOH、PAC以及PAM，并充分搅拌；
S5、第一次固液分离处理完成后，第一斜管沉淀池中的镍沉淀物进行压滤产出镍泥饼，镍泥饼进行回收利用；
S6、第二次中和反应完成后的含镍废水传输至第二斜管沉淀池进行第二次固液分离处理；
S7、第二次固液分离处理完成后的上清液传输至中间水池进行暂存；
S8、中间水池依据PE过滤器的处理进度进行流量调节，并将中间水池内的含镍废水以预设流量传输至PE过滤器中进行过滤；
S9、完成过滤处理后的过滤液输送至pH调节池，pH调节池加入H2SO4进行pH值调节；
S10、过滤液完成pH值调节后通过排放槽排放。
在其中一个实施例中，上述的在本实施例中，步骤S1的含镍废水的水质标准为：pH值为5~6；Ni2+含量为30~50mg/L；COD含量为200~300mg/L；SS含量为40~50mg/L；TP含量为15~25mg/L；石油类含量为10~15mg/L。
在其中一个实施例中，上述的步骤S2中，反应pH值为10~11，反应时间选定为30min。
在其中一个实施例中，上述的步骤S4中，反应pH值至10~11，PAC投加量为400mg/L，PAM投加量为60mg/L，反应时间选择为20~30min。
在其中一个实施例中，上述的步骤S9中，pH值调节至7~9，并且，含镍废水处理后的水质标准为：pH值为7~9、Ni2+含量为0.05~0.30mg/L、COD含量为4~60mg/L、SS含量为0.1~1.2mg/L、TP含量为0.051~0.62mg/L以及石油类物质含量为0.06~0.90mg/L。
综上所述，本发明揭示的一种含镍废水处理系统相较于传统的含镍废水处理系统，在调节池以及第二反应池之间增设了第一反应池以及第一斜管沉淀池，从而对含镍废水进行两级中和反应。本发明揭示的一种含镍废水处理工艺采用NaOH、PAC以及PAM对含镍废水进行中和反应以及沉降处理，该工艺依据含镍废水中镍离子浓度、COD、TP以及石油类物质浓度的减少速率选择NaOH、PAC以及PAM的最优投加量以及反应时间，从而能够有效提升含镍废水的处理效率以及处理效果，并且，含镍废水经过第一次中和反应后，其所产生的沉淀物经过压滤产出含镍泥饼，含镍泥饼能够进行回收利用，进而大大提升含镍废水中镍离子的再利用率。
附图说明
图1为一个实施例中含镍废水处理系统的结构示意图；
图2为一个实施例中含含镍废水处理工艺的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。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例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
请参阅图1，本发明揭示了一种含镍废水处理系统，该含镍废水处理系统包括第一反应池、第二反应池、第一斜管沉淀池、第二斜管沉淀池以及排放槽；其中，第一反应池、第二反应池、第一斜管沉淀池、第二斜管沉淀池以及排放槽依序连通。具体的，第一反应池的输出端与第一斜管沉淀池的输入端连通，第一斜管沉淀池的输出端连通第二反应池的输入端，第二反应池的输出端与第二斜管沉淀池的输入端连通，第二斜管沉淀池的输出端连通排放槽。在实际应用时，含镍废水经过第一反应池进行第一次中和反应后输送至第一斜管沉淀池进行沉淀，第一斜管沉淀池的上清液传输至第二反应池中进行第二次中和反应，第二次反应后的含镍废水输送至第二斜管沉淀池进行第二次沉淀，第二次沉淀得到的上清液经过过滤以及调节pH值后通过排放槽进行排放。
进一步的，本发明的含镍废水处理系统还包括调节池，调节池的输出端连通第一反应池的输入端。在实际应用时，含镍废水传输至调节池进行前处理并对pH值进行初步调节，含镍废水的pH值调节完成后传输至第一反应池进行第一次中和反应，从而有效提升第一次中和反应的反应效率。
进一步的，本发明的含镍废水处理系统还包括PE过滤器，PE过滤器设置于第二斜管沉淀池以及排放槽之间。具体的，PE过滤器的输入端连通第二斜管沉淀池的输出端，PE过滤器的输出端连通排放槽。在实际应用时，经过第二次沉淀处理的上清液进入PE过滤器进行过滤，最终得到的滤液经过pH值调节后通过排放槽进行排放。
进一步的，本发明的含镍废水处理系统还包括pH调节池，pH调节池设置于PE过滤器以及排放槽之间。具体的，pH调剂池的输入端连通PE过滤器的输出端，pH调节池的输出端连通排放槽。在实际应用时，经过PE过滤器过滤处理的滤液进入pH调节池中进行pH值的调节，当滤液的pH值调节至预设范围后通过排放槽进行排放。
进一步的，本发明的含镍废水处理系统还包括中间水池，中间水池设置于第二斜管沉淀池以及PE过滤器之间。具体的，中间水池的输入端连通第二斜管沉淀池的输出端，中间水池的输出端连通PE过滤器的输入端。在实际应用时，经过第二次沉淀处理的上清液输送至中间水池进行暂存，中间水池配合PE过滤器的处理进度调整第二次沉淀处理上清液的流量，并将该上清液以预设流量输送至PE过滤器进行过滤处理，以此能够有效避免第二斜管沉淀池与PE过滤器直接连通而导致影响第二斜管沉淀池内的固液分离度，进而有效改善含镍废水处理系统对含镍废水的处理效果。
请参阅图2，本发明还揭示了一种含镍废水处理工艺，该含镍废水处理工艺应用了上述的含镍废水处理系统，其包括如下步骤：
S1、将含镍废水输送至调节池进行前处理，包括加入NaOH进行pH值调节和COD、SS、TP以及石油类含量的检测；
S2、前处理完成后的含镍废水传输至第一反应池，第一反应池加入NaOH进行第一次中和反应；
S3、第一次中和反应完成后的含镍废水传输至第一斜管沉淀池进行第一次固液分离处理；
S4、第一次固液分离处理完成后的上清液传输至第二反应池进行第二次中和反应，第二反应池中依次加入NaOH、PAC以及PAM，并充分搅拌；
S5、第一次固液分离处理完成后，第一斜管沉淀池中的镍沉淀物进行压滤产出镍泥饼，镍泥饼进行回收利用；
S6、第二次中和反应完成后的含镍废水传输至第二斜管沉淀池进行第二次固液分离处理；
S7、第二次固液分离处理完成后的上清液传输至中间水池进行暂存；
S8、中间水池依据PE过滤器的处理进度进行流量调节，并将中间水池内的含镍废水以预设流量传输至PE过滤器中进行过滤；
S9、完成过滤处理后的过滤液输送至pH调节池，pH调节池加入H2SO4进行pH值调节；
S10、过滤液完成pH值调节后通过排放槽排放。
进一步的，在本实施例中，步骤S1的含镍废水的水质标准为：pH值为5~6；Ni2+含量为30~50mg/L；COD含量为200~300mg/L；SS含量为40~50mg/L；TP含量为15~25mg/L；石油类含量为10~15mg/L。
进一步的，根据上述含镍废水的水质标准，其中镍离子含量为30~50mg/L，在本实施例中，采用NaOH作为主要反应试剂。本发明的含镍废水处理工艺采用化学沉淀法，其以NaOH为沉淀剂，去除镍离子的反应为：
Ni2++2OH-→Ni(OH)2↓
根据氢氧化镍沉淀—溶解平衡以及水的离子积计算公式可计算得出：步骤S2中，30~50mg/L的镍离子在pH值为10~11的环境中能够进行最大限度的反应，从而生成难溶于水的氢氧化镍，进而通过沉淀处理从废水中分离。
并且，在步骤S2中，为了确保80%以上的镍离子能够回收利用，对氢氧化镍衬垫的反应时间进行研究。反应时间在0~50min时，随着反应时间的增加，镍离子沉淀速率不断增大，当反应时间大于30min时，镍离子沉淀率增大趋缓，当反应时间为30min时，镍离子的沉淀率为89.8%，因此反应时间选定为30min。
进一步的，在本实施例中，为了使得含镍废水中内镍离子反应彻底，步骤S4第一次固液分离处理完成后的上清液通过NaOH调节pH值至10~11，并依序投入PAM以及PAC对含镍废水中的COD、TP以及石油类物质含量进行调节降低。其中，当PAC投加量为0~500mg/L时，随着PAC投加量的增大，COD、TP以及石油类物质浓度不断减小，当PAC投加量大于400mg/L时，COD、TP以及石油类物质浓度减小趋缓，并且COD、TP以及石油类物质浓度达到排放标准，因此步骤S4选择PAC投加量为400mg/L。此外，当PAM投加量为20~80mg/L时，随着PAM投加量的增大，COD、TP以及石油类物质浓度不断减小，当PAM投加量大于60mg/L时，COD、TP以及石油类物质浓度减小趋缓，并且COD、TP以及石油类物质浓度达到排放标准，因此，步骤S4选择PAM投加量为60mg/L。
并且，在步骤S4中，控制PAC投加量为400 mg/L、PAM投加量为60mg/L以及反应pH值为10，当第二次中和反应时间为10~25min时，COD、TP以及石油类物质浓度不断减小，当第二次中和反应时间为20min时，COD、TP以及石油类物质浓度减小趋缓，此时，COD、TP以及石油类物质浓度达到排放标准，因此，步骤S4的反应时间选择为20~30min。
进一步的，在步骤S9中，pH值调节至7~9，并且，含镍废水处理后的水质标准为：pH值为7~9、Ni2+含量为0.05~0.30mg/L、COD含量为4~60mg/L、SS含量为0.1~1.2mg/L、TP含量为0.051~0.62mg/L以及石油类物质含量为0.06~0.90mg/L。
综上所述，本发明揭示的一种含镍废水处理系统相较于传统的含镍废水处理系统，在调节池以及第二反应池之间增设了第一反应池以及第一斜管沉淀池，从而对含镍废水进行两级中和反应。本发明揭示的一种含镍废水处理工艺采用NaOH、PAC以及PAM对含镍废水进行中和反应以及沉降处理，该工艺依据含镍废水中镍离子浓度、COD、TP以及石油类物质浓度的减少速率选择NaOH、PAC以及PAM的最优投加量以及反应时间，从而能够有效提升含镍废水的处理效率以及处理效果，并且，含镍废水经过第一次中和反应后，其所产生的沉淀物经过压滤产出含镍泥饼，含镍泥饼能够进行回收利用，进而大大提升含镍废水中镍离子的再利用率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种含镍废水处理系统，其特征在于，包括：第一反应池、第二反应池、第一斜管沉淀池、第二斜管沉淀池以及排放槽；所述第一反应池、所述第二反应池、所述第一斜管沉淀池、所述第二斜管沉淀池以及所述排放槽依序连通；
所述第一反应池的输出端与所述第一斜管沉淀池的输入端连通，所述第一斜管沉淀池的输出端连通所述第二反应池的输入端，所述第二反应池的输出端与所述第二斜管沉淀池的输入端连通，所述第二斜管沉淀池的输出端连通所述排放槽。
2.根据权利要求1所述的含镍废水处理系统，其特征在于，还包括调节池，所述调节池的输出端连通所述第一反应池的输入端。
3.根据权利要求2所述的含镍废水处理系统，其特征在于，还包括PE过滤器，所述PE过滤器设置于所述第二斜管沉淀池以及所述排放槽之间，所述PE过滤器的输入端连通所述第二斜管沉淀池的输出端，所述PE过滤器的输出端连通所述排放槽。
4.根据权利要求3所述的含镍废水处理系统，其特征在于，还包括pH调节池，所述pH调节池设置于所述PE过滤器以及所述排放槽之间，所述pH调剂池的输入端连通所述PE过滤器的输出端，所述pH调节池的输出端连通所述排放槽。
5.根据权利要求4所述的含镍废水处理系统，其特征在于，还包括中间水池，所述中间水池设置于所述第二斜管沉淀池以及所述PE过滤器之间，所述中间水池的输入端连通所述第二斜管沉淀池的输出端，所述中间水池的输出端连通所述PE过滤器的输入端。
6.一种含镍废水处理工艺，其特征在于，采用权利要求1至5任一项所述的含镍废水处理系统，其包括如下步骤：
S1、将含镍废水输送至所述调节池进行前处理，包括加入NaOH进行pH值调节和COD、SS、TP以及石油类含量的检测；
S2、前处理完成后的含镍废水传输至所述第一反应池，所述第一反应池加入NaOH进行第一次中和反应；
S3、所述第一次中和反应完成后的含镍废水传输至所述第一斜管沉淀池进行所述第一次固液分离处理；
S4、所述第一次固液分离处理完成后的上清液传输至所述第二反应池进行第二次中和反应，所述第二反应池中依次加入NaOH、PAC以及PAM，并充分搅拌；
S5、所述第一次固液分离处理完成后，所述第一斜管沉淀池中的镍沉淀物进行压滤产出镍泥饼，所述镍泥饼进行回收利用；
S6、所述第二次中和反应完成后的含镍废水传输至所述第二斜管沉淀池进行第二次固液分离处理；
S7、所述第二次固液分离处理完成后的上清液传输至所述中间水池进行暂存；
S8、所述中间水池依据所述PE过滤器的处理进度进行流量调节，并将所述中间水池内的含镍废水以预设流量传输至所述PE过滤器中进行过滤；
S9、完成所述过滤处理后的过滤液输送至所述pH调节池，所述pH调节池加入H2SO4进行pH值调节；
S10、所述过滤液完成所述pH值调节后通过所述排放槽排放。
7.根据权利要求6所述的含镍废水处理工艺，其特征在于，所述步骤S1的含镍废水的水质标准为：pH值为5~6；Ni2+含量为30~50mg/L；COD含量为200~300mg/L；SS含量为40~50mg/L；TP含量为15~25mg/L；石油类含量为10~15mg/L。
8.根据权利要求6所述的含镍废水处理工艺，其特征在于，所述步骤S2中，反应pH值为10~11，反应时间选定为30min。
9.根据权利要求6所述的含镍废水处理工艺，其特征在于，所述步骤S4中，反应pH值至10~11，PAC投加量为400mg/L，PAM投加量为60mg/L，反应时间选择为20~30min。
10.根据权利要求6所述的含镍废水处理工艺，其特征在于，所述步骤S9中，pH值调节至7~9，并且，含镍废水处理后的水质标准为：pH值为7~9、Ni2+含量为0.05~0.30mg/L、COD含量为4~60mg/L、SS含量为0.1~1.2mg/L、TP含量为0.051~0.62mg/L以及石油类物质含量为0.06~0.90mg/L。
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