CN209010295U - 一种低浓度强络合态含镍废水成套处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低浓度强络合态含镍废水成套处理装置，包括依次连接的含镍调节池、多介质过滤器、活性炭过滤器、过滤水箱、反渗透系统、浓水调节池、pH调节池、铁碳微电解池、芬顿池、氧化除氨氮池、还原池、加碱池、沉淀池、暂存池、螯合树脂塔和排放水池。本实用新型相比现有技术，一方面，工艺相对简单，有较高的回用率；提高了后续破络措施的针对性和反应效率；反渗透系统进水电导率低、产水率高、膜污染程度轻；废水处理过程中不加聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)等混凝剂、絮凝剂，而是利用强氧化过程自然产生的铁进行絮凝反应，进一步降低了运行费用；采用管道混合器调节pH，节约了设备、减少了占地面积，节约建设成本。

Description

一种低浓度强络合态含镍废水成套处理装置

技术领域

本实用新型涉及工业废水处理技术领域，具体涉及一种低浓度含强络合镍废水的处理和回用的装置。

背景技术

半导体生产过程中的镀镍环节会产生大量的含镍废水。与传统电镀行业废水不同，半导体行业含镍废水具有一些独有的特征：废水量大、总镍浓度低，但EDTA络合镍占比大、废水电导率低、氨氮浓度高。传统的含镍废水处理方法均不完全适用于该废水的处理与回用，如物化沉淀法、离子交换法、吸附法无法破坏EDTA-Ni螯合物的环状结构，造成沉淀出水总镍不达标；芬顿、电解等氧化破络方法则对EDTA-Ni破络不充分，存在污泥量大、后期费用高的问题；蒸发法则存在能耗高、造价高的问题。

专利文件(CN202729959U)公开了一种电镀废水深度处理回用系统，此装置主要由以下：铁碳微电解池、MBR反应池、絮凝剂装置、杀菌器装置、盘式过滤器、石英砂过滤器、碳纤维过滤器、保安过滤器、超滤装置、缓冲水池、酸碱调节装置、一级反渗透系统、二级反渗透系统和回用水池构成。但其反渗透系统浓水需要进行蒸发浓缩，进而产生投资高、电耗高、运行费用高的问题。

现有工艺的主要问题集中在强络合物的破络处理、废水的回用等方面。鉴于半导体行业含镍废水的独有特性，需要一种统筹考虑废水高标准排放与回用、污泥减量的工艺。

实用新型内容

发明目的：本发明提供一种低浓度强络合镍废水的成套处理装置，以解决现有技术存在的含低浓度强络合镍废水处理时破络不充分、出水总镍无法达到排放标准、废水回用率低等的问题。

技术方案：本实用新型公开了一种低浓度强络合态含镍废水成套处理装置，包括依次连接的含镍调节池、多介质过滤器、活性炭过滤器、过滤水箱、反渗透系统、浓水调节池、pH调节池、铁碳微电解池、芬顿池、氧化除氨氮池、还原池、加碱池、沉淀池、暂存池、螯合树脂塔和排放水池。

其中，所述含镍调节池和多介质过滤器之间设有管道混合器。

其中，所述暂存池和螯合树脂塔之间设有管道混合器。

其中，所述多介质过滤器与活性炭过滤器通过管道和浓水调节池连通。

其中，所述螯合树脂塔通过管道和浓水调节池连通。

含镍废水进入含镍废水调节池，由提升泵输送，经过管道混合器调节pH后，依次进入多介质过滤器和活性炭过滤器进行预处理，为反渗透系统提供良好的进水条件；

出水进入过滤水槽，并由提升泵反渗透系统进行浓缩，反渗透系统产水可进行回用，反渗透系统浓水进入浓水调节池。其中，含镍废水调节池设有曝气搅拌系统，收集的含镍废水在池中搅拌均质；管道过滤器设有酸碱加药管路，通过管道过滤器后端出水的pH调节酸碱加药系统加药，在管道混合器混合，调节废水pH；多介质、活性炭过滤器反洗水进入浓水调节池。反渗透系统特征在于一段反渗透系统的浓水继续进入后端反渗透系统进水口，将一段反渗透系统浓水进一步浓缩，提高回用水产水率，增加浓缩倍数。

浓水调节池中浓缩后含镍废水由提升泵输送至pH调节池，顺次进入铁碳微电解池、芬顿池、氧化除氨氮池、还原池、加碱池、沉淀池，沉淀池上清液进入暂存池。浓水调节池、铁碳微电解池底部设有曝气搅拌装置；pH调节池设有加药口，用于添加酸碱药剂；芬顿池设有加药口，用于添加芬顿试剂；氧化除氨氮池设有加药口，用于投加氧化剂；还原池设有还原剂投加口、加碱池设有酸、碱加药口以调节酸碱；沉淀池污泥定期排放，处理后委外。其特征在于，依次连接的微电解池、芬顿池、氧化出氨氮池、还原池、加碱沉淀池、沉淀池，依靠其实现了破络除镍的功能。

暂存池水经提升泵输送至管道混合器，调节pH后，依次进入螯合树脂塔和排放水池，即可达标排放。暂存池和排放水池设有曝气搅拌装置，管道混合器上设有酸、碱加药系统，以调节进螯合树脂前pH。其特征在于，应用用管道混合器节约设备空间和设施投入；螯合树脂的塔应用螯合树脂，更有效去除镍离子，且螯合树脂塔再生水进入浓水调节池。

有益效果：本实用新型公开的低浓度强络合态含镍废水成套处理装置，具有以下优点：

1)本发明采用前置浓缩过程，一方面，工艺相对简单，有较高的回用率；另一方面，浓缩镍离子和强络合物，提高了后续破络措施的针对性和反应效率，并有效降低了废水处理设施的规模、造价和运行成本；

2)废水进入反渗透系统前未加入氧化剂、絮凝剂，因此反渗透系统进水电导率低、产水率高、膜污染程度轻；

3)铁碳微电解、芬顿氧化、氧化除氨氮等工艺组合，充分考虑了该类废水含有EDTA络合镍、高氨氮的水质特点，可实现最终排水稳定达到表三的标准，即出水总镍含量<0.1mg/L。

4)废水处理过程中不加聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)等混凝剂、絮凝剂，而是利用强氧化过程自然产生的三价铁进行絮凝反应，进一步降低了运行费用。

5)采用管道混合器调节pH，节约了设备、减少了占地面积，节约建设成本。

附图说明

图1是低浓度强络合态含镍废水成套处理装置的框架结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的解释。

本实用新型公开了一种低浓度强络合态含镍废水成套处理装置，包括依次连接的含镍调节池1、多介质过滤器2、活性炭过滤器3、过滤水箱4、反渗透系统5、浓水调节池6、pH调节池7、铁碳微电解池8、芬顿池9、氧化除氨氮池10、还原池11、加碱池12、沉淀池13、暂存池14、螯合树脂塔15和排放水池16。

其中，所述含镍调节池1和多介质过滤器2之间设有管道混合器17。

其中，所述暂存池14和螯合树脂塔15之间设有管道混合器17。

其中，所述多介质过滤器2与活性炭过滤器3通过管道和浓水调节池6连通。

其中，所述螯合树脂塔15通过管道和浓水调节池6连通。

含镍废水进入含镍废水调节池，由提升泵输送，经过管道混合器调节pH后，依次进入多介质过滤器和活性炭过滤器进行预处理，为反渗透系统提供良好的进水条件；

出水进入过滤水槽，并由提升泵反渗透系统进行浓缩，反渗透系统产水可进行回用，反渗透系统浓水进入浓水调节池。其中，含镍废水调节池设有曝气搅拌系统，收集的含镍废水在池中搅拌均质；管道过滤器设有酸碱加药管路，通过管道过滤器后端出水的pH调节酸碱加药系统加药，在管道混合器混合，调节废水pH；多介质、活性炭过滤器反洗水进入浓水调节池。反渗透系统特征在于一段反渗透系统的浓水继续进入后端反渗透系统进水口，将一段反渗透系统浓水进一步浓缩，提高回用水产水率，增加浓缩倍数。

浓水调节池中浓缩后含镍废水由提升泵输送至pH调节池，顺次进入铁碳微电解池、芬顿池、氧化除氨氮池、还原池、加碱池、沉淀池，沉淀池上清液进入暂存池。浓水调节池、铁碳微电解池底部设有曝气搅拌装置；pH调节池设有加药口，用于添加酸碱药剂；芬顿池设有加药口，用于添加芬顿试剂；氧化除氨氮池设有加药口，用于投加氧化剂；还原池设有还原剂投加口、加碱池设有酸、碱加药口以调节酸碱；沉淀池污泥定期排放，处理后委外。其特征在于，依次连接的微电解池、芬顿池、氧化出氨氮池、还原池、加碱沉淀池、沉淀池，依靠其实现了破络除镍的功能。

暂存池水经提升泵输送至管道混合器，调节pH后，依次进入螯合树脂塔和排放水池，即可达标排放。暂存池和排放水池设有曝气搅拌装置，管道混合器上设有酸、碱加药系统，以调节进螯合树脂前pH。其特征在于，应用用管道混合器节约设备空间和设施投入；螯合树脂的塔应用螯合树脂，更有效去除镍离子，且螯合树脂塔再生水进入浓水调节池。

实施例

针对水质为：COD的含量50～100mg/L，总镍的含量3～8mg/L，EDTA的含量2～4mg/L，氨氮的含量50～150mg/L，电导率小于500μs/cm的电镀废水，

其实施方案如下：

步骤1上述低浓度强络合镍废水由收集管路收集，进入含镍废水调节池中，并经提升泵输送至后端设备，在管道混合器18中调节废水pH为7，再依次经过多介质过滤器2、活性炭过滤器3进行预处理，以去除水中的悬浮物、胶体、部分溶解性有机物及余氯等。然后由提升泵送入RO系统5浓缩处理，回收率为75％，RO产水进入RO浓水调节池6，RO产水直接回用。

步骤2：浓水调节池6废水由提升泵17输送至pH调节池7，加酸调节pH为3，进入铁碳微电解池8，曝气反应，并通过自流进入芬顿池9，加入2.5L/h的H₂O₂(30wt.％)和33L/h的FeSO₄(10wt.％)进行芬顿氧化反应。通过铁碳微电解与芬顿氧化结合，对络合镍进行破络处理。废水经芬顿反应后自流入氧化除氨氮池10，加入140L/h的NaClO(10wt.％)进行氧化反应，进一步对络合镍进行破络处理，并去除氨氮，其后进入还原池11，还原池中加入NaHSO₃(10wt.％)进行还原反应，还原过量的氧化物，并在其后的pH调节池12，调节pH为10.5，生成镍的氢氧化物，其不溶于水，随后进入沉淀池13，使固液分离，上清液进入暂存池14暂存。

提升泵17将暂存池14中废水经管道过滤器2输送至螯合树脂塔15，在管道过滤器2中调节pH为3.5。废水经螯合树脂塔，经过螯合树脂吸附离子态镍后进入排水池16，达标外排。

沉淀池污泥浓缩后送入压滤机，泥饼委外处理。

经过上述处理之后，低浓度强络合镍废水的产水回收率为75％，总镍含量不超过0.1mg/L，产泥量0.15t/d(60％含水率)，废水综合处理成本在22元/吨以下。

本实用新型提供了一种低浓度强络合态含镍废水成套处理装置的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围，本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (5)

1.一种低浓度强络合态含镍废水成套处理装置，其特征是，包括依次连接的含镍调节池(1)、多介质过滤器(2)、活性炭过滤器(3)、过滤水箱(4)、反渗透系统(5)、浓水调节池(6)、pH调节池(7)、铁碳微电解池(8)、芬顿池(9)、氧化除氨氮池(10)、还原池(11)、加碱池(12)、沉淀池(13)、暂存池(14)、螯合树脂塔(15)和排放水池(16)。

2.根据权利要求1所述的低浓度强络合态含镍废水成套处理装置，其特征是，所述含镍调节池(1)和多介质过滤器(2)之间设有管道混合器(17)。

3.根据权利要求1所述的低浓度强络合态含镍废水成套处理装置，其特征是，所述暂存池(14)和螯合树脂塔(15)之间设有管道混合器(17)。

4.根据权利要求1所述的低浓度强络合态含镍废水成套处理装置，其特征是，所述多介质过滤器(2)与活性炭过滤器(3)通过管道和浓水调节池(6)连通。

5.根据权利要求1所述的低浓度强络合态含镍废水成套处理装置，其特征是，所述螯合树脂塔(15)通过管道和浓水调节池(6)连通。