CN201121143Y - 一种从酸性镀镍废水中回收镍的设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种从酸性镀镍废水中回收镍的设备，包括：漂洗槽，用以进行镀件漂洗并容纳镀镍废水；水泵，通过管道与漂洗槽连接，用以从漂洗槽中抽出废水；离子交换器，通过进口管道连接水泵，用以输入废水进行离子交换，且通过出口管道输出回用水至漂洗槽；其中该设备还包括：pH传感器，设于该离子交换器的进口管道中，检测废水pH值；控制器，连接该pH传感器，比较该废水pH值与一临界pH值，根据比较结果输出一控制信号；以及补水机构，根据该控制器的控制信号对所述漂洗槽补水。该设备通过将废水保持在一合适的pH值，以提高废水中的金属镍离子的离子交换效率，同时保证清洗水的质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种离子交换法的废水处理技术，尤其涉及一种从酸性镀镍废水中回收镍的设备。
背景技术
在水处理技术中，常用离子交换树脂法处理电镀废水，其简略过程是，镀镍生产过程中镀件先在回收槽浸洗，然后分别在漂洗槽进行清洗。回收槽中含有较高浓度的从镀镍槽带出的镍离子，这些镍离子随镀件带入漂洗槽，漂洗槽中废水可被抽至一镀镍废水回收设备，镍离子被其中的离子交换树脂吸附回收，再将回收金属后的废水重新回用，作为清洗水。离子交换树脂法的优点是，处理后出水水质好，并且可以实现水的回用和金属的回收，因此离子交换树脂法曾是我国电镀废水处理中应用最广泛的技术之一。
由于离子交换树脂法依赖于交换树脂交换废水中的金属镍离子，因此离子交换的效率是影响镍回收效果和交换树脂使用效率的关键因素，在实际中，pH值是影响离子交换效率的重要因素，尤其是使用弱酸阳离子交换树脂回收镍时影响更为显著。
目前，用弱酸阳离子交换树脂从镀镍废水中在线(槽边)回收镍时，在电镀工艺废水通常呈弱酸性的条件下，废水中的镍离子(Ni2+)与树脂中的钠离子(Na+)进行交换，并依据经离子交换树脂后的回用水pH值判断离子交换树脂是否饱和失效。具体而言，当镍离子与钠离子正常交换时，回用水中的pH值会维持一较高的pH值(如8.5)，当pH值下降到某一值(如5.6)时，即表明废水中的镍离子不再被有效吸收，离子交换树脂所吸附的镍已经达到饱和，可以更换。
然而由于生产工艺的需要或操作习惯等因素，经常有酸性物质进入回收槽，回收槽带出含酸性的溶液会引起漂洗槽中漂洗水的pH值下降。在废水不循环回用的情况下，有大量的流动清洗水补充到漂洗槽，酸性物质被流动的水带走，pH保持平衡。而当废水被循环回用时，补充水量明显减少，酸性物质会不断积累。回用率越高，补充水越少，积累越明显，pH下降越快。
在这种情况下，上述判断饱和的方法在废水呈较强酸性的条件下并不适用。因为氢离子(H+)的交换势高于镍离子，会优先于镍离子与钠离子进行交换，废水中较高浓度的氢离子会干扰镍离子的吸附，甚至将已经吸附到树脂上的金属镍离子交换下来，重新进入循环水中。如果还是根据经过离子交换树脂的回用水pH值来判断离子交换树脂的饱和，会出现当该pH值指示饱和后，对该离子交换树脂进行镍回收时只能得到很少镍的情况。在实践中，申请人发现当废水的pH值下降到一定值(如4.0)时，这种干扰效果会导致镍回收的目的不能达到，而且回用水中过高的镍离子浓度会影响镀件清洗效果。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种从酸性镀镍废水中回收镍的设备，通过将废水保持在一合适的pH值，以提高废水中的金属镍离子的离子交换效率，同时保证清洗水的质量。
本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种从酸性镀镍废水中回收镍的设备，包括：漂洗槽，用以进行镀件漂洗并容纳镀镍废水；水泵，通过管道与漂洗槽连接，用以从漂洗槽中抽出废水；离子交换器，通过进口管道连接水泵，用以输入废水进行离子交换，且通过出口管道输出回用水至漂洗槽；其中该设备还包括：pH传感器，设于该离子交换器的进口管道中，检测废水pH值；控制器，连接该pH传感器，比较该废水pH值与一临界pH值，根据比较结果输出一控制信号；以及补水机构，根据该控制器的控制信号对所述漂洗槽补水。
上述的从酸性镀镍废水中回收镍的设备中，该临界pH值是介于4.5-5.5之间。
上述的从酸性镀镍废水中回收镍的设备中，该控制器是每隔一设定周期地比较该废水pH值与该临界pH值。
上述的从酸性镀镍废水中回收镍的设备中，所述漂洗槽设有一溢流口，当漂洗槽内的液位超过该溢流口时水被排出。
上述的从酸性镀镍废水中回收镍的设备中，所述补水机构包括一进水管以及一设于进水管上的补水阀，其中该补水阀根据该控制器发出的控制信号选择打开或关闭。
上述的从酸性镀镍废水中回收镍的设备中，该离子交换器设有多个，其通过管道依次相连，该pH传感器设于第一个离子交换器的进口管道。
本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，为离子交换提供合适的pH值条件，避免酸性物质对镍离子吸附的干扰，保证吸附效率并提高回用水质。另外自动控制技术的应用也大大降低了操作的难度和操作人员工作负荷。由此本实用新型可以将弱酸阳离子交换法回收镀镍废水的技术应用到酸性含镍废水的在线回收。
附图说明
为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明，其中：
图1是本实用新型的从酸性镀镍废水中回收镍的设备一个实施例的结构图。
具体实施方式
请参阅图1所示，本实用新型的从酸性镀镍废水中回收镍的设备的一个实施例，包括第一、水泵23、多个离子交换器24a～24c、以及pH传感器25、26、控制器27和补水机构28。其中第一漂洗槽21、第二漂洗槽22邻近用以进行镀镍的镀镍槽11和回收槽12，经过镀镍后镀件分别在第一漂洗槽21和第二漂洗槽22进行清洗。回收槽12中含有较高浓度的从镀镍槽11带出的镍离子，这些镍离子随镀件带入第一漂洗槽21。第一漂洗槽21通过管道连接水泵23。离子交换器24a～24c通过进口管道连接水泵23。含镍的废水被水泵23从第一漂洗槽21抽出，先后经过第一交换器24a、第二交换器24b和第三交换器24c，废水中的镍离子被吸附于交换器中的阳离子交换树脂，净化的水通过离子交换器的出口管路输送到第二漂洗槽22回用。
需要指出的是，漂洗槽可以是如图1所示的两个串联的逆流漂洗槽21、22，但也可以是多个串联的逆流漂洗槽，也可以是单个独立的漂洗槽，在此并不限定。此外，离子交换器的数量仅为示意的目的，在实践中，两个以上的离子交换器是比较合适的，既能降低更换的频度，又能保证吸收效率。
由于生产工艺需要或操作习惯等原因，往往在回收槽12中加入酸性物质，工件带出酸性溶液，导致第一漂洗槽21中的漂洗水的pH值下降，如果有适量的新鲜漂洗水补充，酸性物质会随漂洗水流出，不会积累。而如果新鲜水的补充量不足或完全不补充，漂洗槽中的酸性物质会不断积累，最终影响镍离子吸附，甚至出现将已吸附的镍离子从树脂上交换下来的情况。
下面参照图1说明本实用新型的设备的监控过程。
在第一离子交换器24a的进口管道处安装pH传感器25，以该pH传感器25检测进水的pH值，检测的pH值信号被传输到控制器27中，并可在pH仪表27a显示，其中控制器27比较该检测pH值与一临界pH值，判断检测pH值是否大于临界pH值。控制器27例如可以每隔一设定周期地取检测的pH值与该临界pH值进行比较，以便及时监控废水pH值。该设定周期例如是1ms。
根据该比较结果，控制器27发出控制信号控制补水机构28是否对第二漂洗槽22补充水。如图1所示，补水机构28包括一进水管28a以及设于其上的补水阀28b。当检测pH值低于该临界pH值时，控制器27发出控制信号开启补水阀28b，新鲜水被补充到第二漂洗槽22，并流入第一漂洗槽21(如图中箭头所示)，起到稀释酸性物质并提高pH值的作用。此外，第一漂洗槽21上设有溢流口21a，当补充新鲜水时漂洗槽的液位上升，超出溢流口21a的水流出漂洗槽21，酸性物质随之排出。随着补充水不断进入，循环漂洗水中的酸性物质逐渐减少，pH值升高。当控制器27至少经过一设定周期后再次比较废水的pH值与临界pH值，获悉检测的pH值恢复到临界pH值以上时，控制器27发出控制信号使补水阀门28b关闭，停止补水。如此周而复始，进入各离子交换器的废水的pH值始终保持在适合离子交换吸附的临界值附近，从而保证金属镍离子有效吸附回收和漂洗水的质量。
上述临界pH值介于4.5～5.5之间，主要用以提供一适于进行离子交换的pH值，并且考虑补充水的用量等因素。在本实施例中，该临界值较佳地取5.0。
此外，第一离子交换器24a的出口管道上还设有一pH值传感器26，用以检测pH值，该pH值输入至控制器27，由控制器27根据pH值决定是否达到饱和，并发出提示更换的信号。
因此，本实用新型可以将弱酸阳离子交换法回收镀镍废水的技术应用到酸性含镍废水的在线回收，通过一系列测量和控制步骤，为离子交换提供合适的pH值条件，避免酸性物质对镍离子吸附的干扰，保证吸附效率并提高回用水质。另外自动控制技术的应用也大大降低了操作的难度和操作人员工作负荷。
虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (6)
1、一种从酸性镀镍废水中回收镍的设备，包括：漂洗槽，用以进行镀件漂洗并容纳镀镍废水；水泵，通过管道与漂洗槽连接，用以从漂洗槽中抽出废水；离子交换器，通过进口管道连接水泵，用以输入废水进行离子交换，且通过出口管道输出回用水至漂洗槽；其特征在于，该设备还包括：
pH传感器，设于该离子交换器的进口管道中，检测废水pH值；
控制器，连接该pH传感器，比较该废水pH值与一临界pH值，根据比较结果输出一控制信号；
补水机构，根据该控制器的控制信号对所述漂洗槽补水。
2、如权利要求1所述的从酸性镀镍废水中回收镍的设备，其特征在于，该临界pH值是介于4.5-5.5之间。
3、如权利要求1所述的从酸性镀镍废水中回收镍的设备，其特征在于，该控制器是每隔一设定周期比较该废水pH值与该临界pH值。
4、如权利要求1所述的从酸性镀镍废水中回收镍的设备，其特征在于，所述漂洗槽设有一溢流口，当漂洗槽内的液位超过该溢流口时水被排出。
5、如权利要求1所述的从酸性镀镍废水中回收镍的设备，其特征在于，所述补水机构包括一进水管以及一设于进水管上的补水阀，其中该补水阀根据该控制器发出的控制信号选择打开或关闭。
6、如权利要求1所述的从酸性镀镍废水中回收镍的设备，其特征在于，该离子交换器设有多个，其通过管道依次相连，该pH传感器设于第一个离子交换器的进口管道。
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