CN214218437U - 一种碱性锌镍合金废水的处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种碱性锌镍合金废水的处理装置。该处理装置包括pH值调节池，包括至少一个pH值调节机构，用于调节碱性锌镍合金废水的pH值大于10；电化学反应装置，对碱性锌镍合金废水进行电化学反应；离子交换器，与电化学反应装置连通，用于对碱性锌镍合金废水进行离子交换处理。本发明提出了一种碱性锌镍合金废水的处理装置，整体结构紧凑，处理效果好。

Description

一种碱性锌镍合金废水的处理装置

技术领域

本发明主要涉及废水处理领域，尤其涉及一种碱性锌镍合金废水的处理装置。

背景技术

近几年锌镍合金电镀在我国迅速发展和普及，尤其是碱性锌镍合金电镀得到了蓬勃发展。锌镍合金技术具有耐蚀性高，焊接性和成型性优良，与基底结合力强等优良特性，在诸多锌基合金中尤为突出。为了获得合金镀层，实现特定比例的锌镍异常共沉积，常常需要加入多种添加剂，如有机多元磷酸盐、羟基羧酸类、多胺类、合成螯合剂、胺醇类等。为达到理想效果，往往采用两种添加剂搭配使用。这就使得锌和镍都以络合形式存在，且镍络合的不稳定常数更低，如三乙醇胺与锌络合的不稳定常数为1.0×10-2，与镍络合的不稳定常数为8.15×10-4。这就导致了锌镍合金废水中镍的去除尤为困难。同时，我国的环保监管也愈加严格，排放标准不断提标，目前已全面实施《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)表3标准要求。锌镍合金废水能否处理达标，已成为制约锌镍合金电镀技术发展的因素之一。

目前，广泛采用的锌镍合金废水处理方法有化学氧化-混凝沉淀-重捕剂和离子交换树脂组合工艺，多级化学氧化-混凝沉淀-离子交换树脂组合工艺等等，这些方法存在工艺流程复杂冗长，产泥量大，处理成本高企等问题，给工业企业在运行管理、经济成本等方面带来沉重的负担。因此，寻求简单实用的锌镍合金废水处理技术迫在眉睫。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明提出了一种碱性锌镍合金废水的处理装置，整体结构紧凑，处理效果好。

具体地，本发明提出了一种碱性锌镍合金废水的处理装置，包括：

pH值调节池，包括至少一个pH值调节机构，用于调节碱性锌镍合金废水的pH值大于10；

电化学反应装置，对碱性锌镍合金废水进行电化学反应；

离子交换器，与所述电化学反应装置连通，用于对碱性锌镍合金废水进行离子交换处理。

根据本发明的一个实施例，所述电化学反应装置包括反应池、阳极板和阴极板，所述反应池用于容纳pH值大于10的碱性锌镍合金废水，所述阳极板和阴极板相对间隔设置。

根据本发明的一个实施例，所述阴极板采用不锈钢、铁板、铝板和钛网中的一种或几种制成，所述阳极板采用不锈钢或钛网制成。

根据本发明的一个实施例，所述阳极板和阴极板的间距为2～7cm。

根据本发明的一个实施例，所述离子交换器内设有离子交换树脂柱。

根据本发明的一个实施例，还包括pH值仪表和控制器，所述控制器与所述pH值调节机构和pH值仪表连接，所述控制器用于控制所述pH值调节机构调节碱性锌镍合金废水的pH值大于10。

根据本发明的一个实施例，还包括与所述控制器连接的第一溶液泵和第二溶液泵，所述第一溶液泵连通所述pH值调节池和电化学反应装置，所述第二溶液泵连通所述电化学反应装置和离子交换器。

本发明提供的一种碱性锌镍合金废水的处理装置，包括电化学反应装置和离子交换器，整体结构紧凑，处理效果好。

应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。

附图说明

包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：

图1示出了本发明一个实施例的一种碱性锌镍合金废水的处理方法流程图。

图2示出了本发明一个实施例的一种碱性锌镍合金废水的处理装置的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

处理装置 100 pH值调节池 101

电化学反应装置 102 离子交换器 103

pH值调节机构 104 反应池 105

阳极板 106 阴极板 107

离子交换树脂柱 108 第一溶液泵 109

第二溶液泵 110 通孔 111

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。

图1示出了本发明一个实施例的一种碱性锌镍合金废水的处理方法流程图，旨在理解碱性锌镍合金废水的处理装置的工作方式。该方法主要包括以下步骤：

步骤S01，调节碱性锌镍合金废水的pH值大于10。

步骤S02，对碱性锌镍合金废水进行电化学反应，电流密度为5～75mA/cm2，电化学反应时间为10～200分钟。电化学反应的碱性锌镍合金废水的初始pH值要求为10以上。碱性锌镍合金废水一般情况下的初始pH值就大于10，如果不需调整pH值，直接投加到处理装置进行电化学反应。对于废水初始pH值小于10的废水，则需要调整pH值后，再投加到处理装置。在一实施例中，优选电流密度为10～50mA/cm2，电化学反应时间为15～180分钟。

步骤S03，进行离子交换处理以去除残余重金属。在废水中去除残余的重金属，处理后出水的重金属稳定达标。在一实施例中，采用离子交换树脂以去除残余重金属。

该碱性锌镍合金废水的处理方法使碱性锌镍合金废水经处理后，出水锌、镍可稳定达标。该处理方法通过电化学的氧化还原作用，能显著去除锌和镍，再结合离子交换处理，可使处理出水中的重金属稳定达标。整体工艺流程简单，只需电化学反应和离子交换处理，设备投资少且处理效果好。

图2示出了本发明一个实施例的一种碱性锌镍合金废水的处理装置的结构示意图。如图所示，本发明还提供了一种碱性锌镍合金废水的处理装置100。该处理装置100主要包括pH值调节池101，电化学反应装置102和离子交换器103。

其中，pH值调节池101包括至少一个pH值调节机构104。pH值调节机构104用于调节碱性锌镍合金废水的pH值大于10。

电化学反应装置102用于对碱性锌镍合金废水进行电化学反应。

离子交换器103与电化学反应装置102连通。离子交换器103用于对经电化学反应处理后的碱性锌镍合金废水进行离子交换处理。

较佳地，电化学反应装置102包括反应池105、阳极板106和阴极板107。反应池105用于容纳经过pH值调节后的pH值大于10的碱性锌镍合金废水。阳极板106和阴极板107相对间隔设置。在电化学反应过程中，废水中的有机物在阳极板106被直接或间接氧化，起到一定的破络合作用，而金属阳离子在阴极板107获得电子，被还原为锌和镍，并在阴极板107上形成明显的灰色沉积层。经电化学处理后，废水中的锌和镍可显著降低。

较佳地，阳极板106和阴极板107的间距为2～7cm。

较佳地，阴极板107和阳极板106可以采用不溶性极板材料制成。具体来说，阴极板107可以采用不锈钢、铁板、铝板和钛网中的一种或几种制成，阳极板106可以采用不锈钢或钛网制成。

较佳地，离子交换器103内设有离子交换树脂柱108。经离子交换树脂柱108处理后，出水锌和镍稳定达标。

较佳地，处理装置100还包括pH值仪表和控制器(图未示)。pH值仪表用于测量合金废水的pH值。控制器与pH值调节机构104和pH值仪表连接，控制器用于控制pH值调节机构104调节碱性锌镍合金废水的pH值大于10。

较佳地，处理装置100还包括与控制器连接的第一溶液泵109和第二溶液泵110。第一溶液泵109连通pH值调节池101和电化学反应装置102，第二溶液泵110连通电化学反应装置102和离子交换器103。当pH值调节池101内的碱性锌镍合金废水的pH值大于10，控制器发出指令，pH值调节池101停止pH值调节操作。控制器启动第一溶液泵109动作，将pH值调节池101内的碱性锌镍合金废水抽入到电化学反应装置102的反应池105中。当电化学反应结束后，控制器启动第二溶液泵110，将反应池105中的废水抽入到离子交换器103内。

实施例一

取某电镀厂碱性锌镍合金废水，废水中镍浓度为9.79mg/L，锌浓度为138mg/L，pH值为12.37。使用镀铱钛网作阳极板106，L316不锈钢板作阴极板107，电流密度为10mA/cm2，极板间距6cm，反应时间为180min。在电化学反应结束后出水镍浓度为1.33mg/L，锌浓度为64.2mg/L。再经离子交换树脂柱108处理，出水镍浓度为0.02mg/L，锌浓度为0.10mg/L，满足《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)表3标准要求。

实施例二

取另一电镀厂碱性锌镍合金漂洗废水，废水中镍浓度为5.60mg/L，锌浓度为5.82mg/L，pH值为10.59。使用不锈钢作为阳极板106和阴极板107，电流密度为20mA/cm2，极板间距2cm，反应30min。电化学反应结束后出水镍浓度为0.47mg/L，锌浓度为0.05mg/L。再经离子交换树脂柱108处理，出水镍浓度为0.003mg/L，锌浓度为0.011mg/L，满足《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)表3标准要求。

本发明提供的一种碱性锌镍合金废水的处理装置具有以下特点：

1.工艺流程简单，主要设备主要包括电化学反应装置和离子交换器，设备投资少。

2.不需投加氧化剂、重捕剂等化学药剂。

3.污泥产生量少，污泥处理处置成本低。

4.采用离子交换树脂作为末端处理，出水锌和镍离子稳定达标。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。

Claims (7)

1.一种碱性锌镍合金废水的处理装置，其特征在于，包括：

pH值调节池，包括至少一个pH值调节机构，用于调节碱性锌镍合金废水的pH值大于10；

电化学反应装置，对碱性锌镍合金废水进行电化学反应；

离子交换器，与所述电化学反应装置连通，用于对碱性锌镍合金废水进行离子交换处理。

2.如权利要求1所述的一种碱性锌镍合金废水的处理装置，其特征在于，所述电化学反应装置包括反应池、阳极板和阴极板，所述反应池用于容纳pH值大于10的碱性锌镍合金废水，所述阳极板和阴极板相对间隔设置。

3.如权利要求2所述的一种碱性锌镍合金废水的处理装置，其特征在于，所述阴极板采用不锈钢、铁板、铝板和钛网中的一种制成，所述阳极板采用不锈钢或钛网制成。

4.如权利要求2所述的一种碱性锌镍合金废水的处理装置，其特征在于，所述阳极板和阴极板的间距为2～7cm。

5.如权利要求1所述的一种碱性锌镍合金废水的处理装置，其特征在于，所述离子交换器内设有离子交换树脂柱。

6.如权利要求1所述的一种碱性锌镍合金废水的处理装置，其特征在于，还包括pH值仪表和控制器，所述控制器与所述pH值调节机构和pH值仪表连接，所述控制器用于控制所述pH值调节机构调节碱性锌镍合金废水的pH值大于10。

7.如权利要求6所述的一种碱性锌镍合金废水的处理装置，其特征在于，还包括与所述控制器连接的第一溶液泵和第二溶液泵，所述第一溶液泵连通所述pH值调节池和电化学反应装置，所述第二溶液泵连通所述电化学反应装置和离子交换器。

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