CN207267817U - 从化学镀镍废水中回收镍的装置 - Google Patents
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Abstract
一种结构简单、占地面积和镍的回收率高的从化学镀镍废水中回收镍的装置。该装置为立式封闭上端设有排气口的处理设备，其由下至上或由上至下依次由化学镀镍废水的注入区、电解与催化还原区和处理后的废水的储水室；在电解与催化还原区中心位置设有轴向延伸的阳极柱，环绕该阳极柱设有筒形的铁丝网篮，铁丝网篮为同轴设置的内网和外网，内网与外网底端面连为一体，在内网与外网之间填充有用作阴极且形状呈三维空间网络结构的球状铁丝。设备结构简单、镍单质回收率高，其可大大降低化学镀镍废液的处理成本。其占地面积小、性能稳定。具有运行成本低，处理水量大的特点，特别适用于PCB等工业行业废水处理使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及废水处理设备，特别涉及一种从化学镀镍废水中回收镍的装置。
背景技术
电镀行业是我国工业的重要组成部分，在行业发展给国家和社会带来巨大的经济利益和社会效益的同时，其不可避免的带来环境污染和资源浪费等问题。
电镀行业和线路板行业产生的含镍废水一般分为电镀镍废水和化学镀镍废水，据不完全统计全国范围内，每年产生的含镍废水可达20万吨。
化学镀镍废液成分复杂，除了含有大量的镍离子(Ni2+:4000-6000mg/L)和磷酸盐(TP:20000-60,000mg/L)类物质外，还含有较多的缓冲剂、络合剂、稳定剂(COD:40,000-60,000mg/L，NH3-N:4000-8000mg/L)致使其处理困难且处理成本高。目前大部分企业自身并不具备可行性处理技术，为解决环保问题，镍废水委托具有资质的环保公司运走,最终去向不明确，造成了严重的环境污染和资源浪费。
目前，化学镀镍废液的处理方法主要方法有以下几种：化学沉淀法、吸附法、电渗析法、膜分离法、离子交换法等。现有方法均存在弊端，如化学沉淀法和吸附法对于镍的络合态离子无法实现沉淀吸附，处理后仍不能满足达标排放要求，且不能够有效的回收镍。电渗析法和膜分离法处理成本高昂，往往加大了企业运行成本。总体来说现有技术中的处理方法在实际应用中效果差，成本较高，且镍不能够有效的回收利用，这不仅是对环境的二次污染，也是对资源的严重浪费，因此，如何设计出简单高效的低耗能设备，并从中回收金属镍，使其废物资源化成为行业内的一大重要课题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、占地面积和镍的回收率高的从化学镀镍废水中回收镍的装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
本实用新型的从化学镀镍废水中回收镍的装置，其特征在于：该装置为立式封闭上端设有排气口的处理设备，其由下至上或由上至下依次由化学镀镍废水的注入区、电解与催化还原区和处理后的废水的储水室，其中，
在注入区设有可对废水原液进行加热的加热装置和反应药液的注入口；
在所述电解与催化还原区中心位置设有轴向延伸的阳极柱，环绕该阳极柱设有筒形的铁丝网篮，铁丝网篮为同轴设置的内网和外网，内网与外网底端面连为一体，在该底端面上设有若干个过水孔，在内网与外网之间填充有用作阴极且形状呈三维空间网络结构的球状铁丝；
在阳极柱外壁上套设有防止阳极柱与阴极短路的可耐酸碱腐蚀、耐高温且具亲水性特性的绝缘阳极套；
化学镀镍废水由注入区以向上压注溢流或向下自由流动的方式穿过电解与催化还原区的内网与外网之间至所述的储水室并由设置在该储水室的出水口排出；
所述过水孔的孔径小于单个球状铁丝的外径。
所述内网与外网之间的径向距离在150mm-170mm；所述球状铁丝的填充密度为30-70kg/m3。
在该装置的下端部设有曝气口。
所述过水孔的孔径在5mm-10mm。
所述注入区位于电解与催化还原区的下方，所述储水室在电解与催化还原区的上方，注入区中的进水口和储水室中的出水口水平相背设置。
所述注入区位于电解与催化还原区的上方，所述储水室在电解与催化还原区的下方，所述注入区中的进水口水平设置，储水室中的出水口垂直向下设置。
所述阳极柱为钛基材，铱钽涂层。
本实用新型的技术方案提出一种化学镍废液处理设备，依次包括按序连接的废水原液的注入区、将废水原液中的镍沉积在阴极上的电解与催化还原区和将达标废水收集并排出的储水室。其设备结构简单、镍单质回收率高，其可大大降低化学镀镍废液的处理成本。经本实用新型装置处理后的水质能够达到国家规定的各种排放标准。本实用新型占地面积小、性能稳定。具有运行成本低，处理水量大的特点，特别适用于PCB等工业行业废水处理使用。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的外形示意图。
图2是图1中A－A向局剖示意图。
图3为本实用新型的实施例2的外形示意图。
图4为图3中B－B向局剖示意图。
附图标记如下：
注入区1、进水口11、加热装置12、温度表13、pH探头14、电解与催化还原区2、阳极柱21、阳极套22、阴极23、铁丝网篮24、储水室3、出水口31、曝气口4。
具体实施方式
如图1－4所示，本实用新型的从化学镀镍废水中回收镍的装置为立式处理设备，该装置的壳体由SUS316材质所制。在装置的上端设有将其内的废气排出的排气口，在壳腔内大致分为三个区，分别为将化学镀镍废水(以下简称废水原液)注入其中的注入区1、对废水原液进行电解催化反应以使镍沉积在阴极 23上的电解与催化还原区2和承接将镀镍废水中的镍回收后的废水(以下简称达标废水)的储水室3，其中，电解与催化还原区2位于装置内的中部，注入区 1与储水室3分设于电解与催化还原区2的上下，注入区1与储水室3的位置可以互换。
1、注入区1
在注入区1设有加热装置12，该加热装置12可为水加热方式，也可为电加热方式，其目的是对流入该注入区1的废水原液进行加热，加热装置12使废水能够保持在适宜的温度，便于催化还原剂(即反应药液)的充分反应，提高废水处理效率，从而使进入电解与催化还原区2中的废水原液的温度达到最佳催化温度。
在该注入区1还设有废水原液的进水口11和/或催化还原剂的注入口，催化还原剂与废水原液可以分别注入该注入区1后混合，也可以采用在注入区1 之外混合好后一并注入该注入区1。
在注入区1设有流量计、温度表13和pH探头14，温度表13帮助实时监控其内温度情况，pH探头14帮助实时监控其内pH情况。
2、电解与催化还原区2
在所述电解与催化还原区2中心位置阳极柱21，阳极柱21由钛基所制，表面铱钽涂层，阳极柱21由该电解与催化还原区2一直向上延伸至注入区1或储水室3。
在壳腔内设有铁丝网篮24，铁丝网篮24由同轴双层且呈圆筒形的内网与外网构成，内网与外网均环绕该阳极柱21设置，内网与外网之间的径向距离在 150mm-170mm，内网与外网的底端相连构成该铁丝网篮24的底端面，在该底端面上设有若干个可使废水原液或达标废水穿过的过水孔。
在内网与外网之间填充有呈三维空间网络结构且用作阴极23的，本实用新型优选该电极为球状铁丝，该球状铁丝具有比表面积大，能够实现镍的快速沉积，同时该球状铁丝围合的空间内含有微量的镍，能够起到催化还原的作用。
所述过水孔的孔径小于单个球状铁丝电极的外径，过水孔的孔径选在 5mm-10mm。球状铁丝的填充密度为30-70kg/m3。
为了防止阳极柱21与阴极23短路，在阳极柱21外壁上套设有可耐酸碱腐蚀、耐高温且具亲水性特性的绝缘阳极套22。
为了使废水原液在电解与催化还原区2中催化还原反应更充分，在该壳体的下端设有通有压缩空气的曝气口4。
3、储水定
在储水室3设有达标废水的出水口31。
上述注入区1、电解与催化还原区2与储水室3之间采用密封胶圈密封，法兰连接并螺丝固定。
实施例1
如图1、2所示，该实施例中的储水室3设置在电解与催化还原区2之上，注入区1设在电解与催化还原区2之下。
使用时，将废水原液由进水口11进入该注入区1，再将催化还原剂由注入口加入，催化还原剂与废水原液在由曝气口4进入的压缩空气的搅动下混合，通过加热装置12对混合液进行加热，并投加适量碱，使废水保持在催化剂反应的最适温度(达到80-90℃)和pH(pH值为8-9)，通过温度表13和pH计对废水原液的温度和pH值进行实时监控，该进水方式为水气混合进样，其有利于催化还原剂与废水原液充分混合。
催化还原剂的加入量为10-15ml/L。
之后，充分混合后的废水原液向上溢流至电解与催化还原区2，在电解反应下，其中的镍快速电沉积在球状铁丝的阴极23上，经过处理后，能使99.9％的镍单质沉积在阴极23上，从而实现废水的快速除镍和镍回收。
随着新的废水原液的不断注入，溢流进入电解与催化还原区2的废水原液将其中的镍离子还原并沉积在阴极23上，而达标废水继续向上漫流进入储水室 3并由储水室3的出水口31流出，从而完成化学镀镍废液的处理。
注入区1中的进水口11和储水室3中的出水口31水平相背设置。
实施例2
如图3、4所示，该实施例中的储水室3设置在电解与催化还原区2之下，注入区1设在电解与催化还原区2之上。
使用时，先向注入区1内注满清水，之后对清水加热至设定温度，再将废水原液与催化原还剂在注入区1之外混合好后由进水口11注入该注入区1内，并投加适量碱，使废水保持在催化剂反应的最适温度和pH，通过温度表13和 pH计对废水原液的温度和pH值进行实时监控，该进水方式由上向下连续式进入，其有利于催化还原剂与废水原液充分混合。
本实施例与实施例1相比，除上述区别和废水原液的流动方向不同外，其它反应过程相同。
Claims (7)
1.一种从化学镀镍废水中回收镍的装置，其特征在于：该装置为立式封闭上端设有排气口的处理设备，其由下至上或由上至下依次由化学镀镍废水的注入区(1)、电解与催化还原区(2)和处理后的废水的储水室(3)，其中，
在注入区(1)设有可对废水原液进行加热的加热装置(12)和反应药液的注入口；
在所述电解与催化还原区(2)中心位置设有轴向延伸的阳极柱(21)，环绕该阳极柱(21)设有筒形的铁丝网篮(24)，铁丝网篮(24)为同轴设置的内网和外网，内网与外网底端面连为一体，在该底端面上设有若干个过水孔，在内网与外网之间填充有用作阴极(23)且形状呈三维空间网络结构的球状铁丝；
在阳极柱(21)外壁上套设有防止阳极柱(21)与阴极(23)短路的可耐酸碱腐蚀、耐高温且具亲水性特性的绝缘阳极套(22)；
化学镀镍废水由注入区(1)以向上压注溢流或向下自由流动的方式穿过电解与催化还原区(2)的内网与外网之间至所述的储水室(3)并由设置在该储水室(3)的出水口(31)排出；
所述过水孔的孔径小于单个球状铁丝的外径。
2.根据权利要求1所述的从化学镀镍废水中回收镍的装置，其特征在于：所述内网与外网之间的径向距离在150mm-170mm；所述球状铁丝的填充密度为30-70kg/m3。
3.根据权利要求2所述的从化学镀镍废水中回收镍的装置，其特征在于：在该装置的下端部设有曝气口(4)。
4.根据权利要求3所述的从化学镀镍废水中回收镍的装置，其特征在于：所述过水孔的孔径在5mm-10mm。
5.根据权利要求4所述的从化学镀镍废水中回收镍的装置，其特征在于：所述注入区(1)位于电解与催化还原区(2)的下方，所述储水室(3)在电解与催化还原区(2)的上方，注入区(1)中的进水口(11)和储水室(3)中的出水口(31)水平相背设置。
6.根据权利要求4所述的从化学镀镍废水中回收镍的装置，其特征在于：所述注入区(1)位于电解与催化还原区(2)的上方，所述储水室(3)在电解与催化还原区(2)的下方，所述注入区(1)中的进水口(11)水平设置，储水室(3)中的出水口(31)垂直向下设置。
7.根据权利要求1－6中任一项所述的从化学镀镍废水中回收镍的装置，其特征在于：所述阳极柱(21)为钛基材，铱钽涂层。
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