TWI418517B

TWI418517B - Treatment of electroless nickel plating wastewater

Info

Publication number: TWI418517B
Application number: TW100135402A
Authority: TW
Inventors: yun-xiang Feng
Original assignee: Chuang Tsang Hung
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2013-12-11
Also published as: TW201313618A

Description

化學鍍鎳廢水回收處理方法

本發明有關於一種化學鍍鎳廢水回收處理方法，尤指一種針對化學鍍鎳製程中所產生之廢槽液與水洗液等廢水進行處理，並且回收鎳資源。

化學鍍鎳是一種有效提高工件耐蝕性和耐磨性的表面處理技術，已廣泛用於包括印刷電路板(PCB)、五金電鍍和化工產業在內的許多行業中。但由於其穩定性較低於電鍍鎳，因此通常使用5個週期(M.T.O)左右即會老化。

一般化學鍍鎳製程會產生廢槽液與水洗液，其特性為高磷含量與大量有機酸螯合劑，由於鎳被螯合劑強力絡合，因此處理困難，是難治理的廢水。目前常用的含鎳廢水處理方法有化學沉澱法，其方法為利用石灰調整PH值，再加入金屬補集劑進行中和、混凝、絮凝、沉澱。除此之外，另有離子交換法、吸附法、電滲析法、蒸發濃縮法及反滲法等，但這些方法處理後的廢水中所含鎳離子濃度均大於0.1ppm，因此無法達到國家排放標準。

針對現有化學鍍鎳廢水處理之缺點，本發明之目的在於提供一種廢水處理與鎳資源循環再利用的方法，使排放水中所含鎳離子濃度小於0.1ppm，甚至於可以完全去除，以達到國家排放標準，並且能夠回收鎳資源，增進廢水處理的經濟效率。

為達上揭目的，本發明化學鍍鎳廢水回收處理方法包含有依序進行以下步驟：(a)將廢水於酸性條件下進入鹼性陰離子交換樹脂，使鎳離子脫離有機酸螯合劑；(b)使用酸性陽離子交換樹脂，以吸附經由步驟(a)之廢水中所含之鎳離子；(c)在經由步驟(b)之廢水中加入氧化劑，將次亞磷酸根與亞磷酸根氧化成為正磷酸根，以及氧化分解有機酸螯合劑成為小分子；(d)使用可溶解性鐵作為陰、陽極板，對於經由步驟(c)之廢水進行電凝電解，使鐵溶解與正磷酸根形成磷酸鐵沉澱，去除總磷，以及殘餘鎳被氧化形成氧化垢沉澱；(e)將經由步驟(d)之廢水調節為鹼性條件，使鐵離子產生混凝沉澱，再於廢水中加入除鐵劑、絮凝劑，然後進行固液分離以排放濾液。

於較佳實施例中，步驟(a)所使用的強鹼性陰離子交換樹脂是為鹼性苯乙烯系陰離子交換樹脂，廢水之酸性條件為PH值在3～6之間。步驟(b)所使用的酸性陽離子交換樹脂是為苯乙烯-二乙烯苯共聚，其基體上帶有磺酸基(-SO3H)。又，步驟(c)所使用的氧化劑為高錳酸鉀。

於較佳實施例中，步驟(b)所使用的酸性陽離子交換樹脂於吸附鎳離子飽和後，以硫酸溶液進行再生，使鎳解析成硫酸鎳溶液，在硫酸鎳溶液中加入碳酸鈉，以產生碳酸鎳作為回收鎳資源。

於較佳實施例中，步驟(e)將廢水之PH值調節至大於或等於10，使殘餘鐵離子產生混凝沉澱。步驟(e)所使用的除鐵劑為硫化鈉水溶液，其濃度為50克/公升，以與殘餘亞鐵離子產生硫化亞鐵沉澱。又，經由步驟(e)所取得的濾液所含鎳離子濃度小於0.1ppm。

有關本發明為達成上述目的，所採用之技術手段及其功效，茲舉出可行實施例，並且配合圖式說明如下：首先，請參閱第一圖，本發明化學鍍鎳廢水回收處理方法係用於回收處理化學鍍鎳製程中所產生之廢水，例如包括有化學鍍鎳廢槽液、水洗液等至少一種廢水及/或混合廢水。如圖中所示，將化學鍍鎳廢水依序進行陰離子交換1、陽離子交換2、氧化處理3、電凝電解4、混凝沉澱5、固液分離6及污泥處理7，並且分離出之濾液8達到國家排放標準。

於第一圖所示之較佳實施例中，本發明係對於化學鍍鎳製程中所產生之廢水進行回收處理，在廢水中含有鎳離子、次亞磷酸鈉及有機酸螯合劑等成分，化學鍍鎳廢水回收處理方法包含有對於廢水依序進行以下步驟：

(a)將廢水於酸性條件下，PH值在3～6之間，以進入強鹼性陰離子交換樹脂，使鎳離子脫離有機酸螯合劑。

(b)使用強酸性陽離子交換樹脂，以吸附經由步驟(a)之廢水中所含之鎳離子，以回收鎳資源，並且降低廢水中之鎳離子濃度。

(c)在經由步驟(b)之廢水(PH值3～6)中加入氧化劑，例如以高錳酸鉀氧化一小時，將次亞磷酸根與亞磷酸根進行氧化處理3成為正磷酸根，以及氧化分解有機酸螯合劑成為小分子，由於長鏈分子斷鏈成小分子，因此容易生物降解。

(d)使用可溶解性鐵作為陰、陽極板，對於經由步驟(c)之廢水(PH值3～6)以脈衝電源進行電凝電解4，使鐵溶解與正磷酸根形成磷酸鐵沉澱，去除總磷，以及殘餘鎳被氧化形成氧化垢沉澱。上述鐵有幾種氧化價，如二價及三價，在進行電凝後，鐵會產生二價及三價鐵離子，且電凝會使PH升高，三價鐵自然的在PH≧6時會產生氫氧化鐵及磷酸鐵沉澱，但部份是以二價鐵存在，故需要氧化成三價鐵，或者後續加入除鐵劑去除。

(e)將經由步驟(d)之廢水調節為鹼性條件，使鐵離子產生混凝沉澱5，再於廢水中加入除鐵劑、絮凝劑，然後進行固液分離6，使濾液8所含鎳離子濃度小於0.1ppm，甚至於可以完全去除，因此濾液8可與一般排放水進行混合，以調整PH值在6～9之間，即可達到國家排放標準。

請再參閱第一圖所示之化學鍍鎳廢水回收處理方法，本發明在步驟(a)所使用的強鹼性陰離子交換樹脂是為鹼性苯乙烯系陰離子交換樹脂，例如美國AmberliteIRA-400；日本DiaionSA-10A；德國LewatitM500。而步驟(b)所使用的強酸性陽離子交換樹脂是為苯乙烯-二乙烯苯共聚，其基體上帶有磺酸基(-SO3H)，例如美國AmberrliteIR-120，Dowex-50；西德Lewatit-100；日本DiaonSK-1等。當步驟(b)所使用的強酸性陽離子交換樹脂於吸附鎳離子飽和後，以硫酸溶液9進行再生，使鎳解析成硫酸鎳溶液10，在硫酸鎳溶液10中加入碳酸鈉11，以產生碳酸鎳12作為回收鎳資源，增進廢水處理的經濟效益。

本發明化學鍍鎳廢水回收處理方法在步驟(e)時，以氫氧化納加入廢水中，將PH值調節至大於或等於10，使殘餘鐵離子產生混凝沉澱。而步驟(e)所使用的除鐵劑為硫化鈉水溶液，其濃度為50克/公升，以與殘餘亞鐵離子產生硫化亞鐵沉澱。在步驟(e)中所使用的絮凝劑(PAM)可採用聚丙烯酸胺，為水溶性高分子聚合物，不溶於大多數有機溶劑，具有良好的絮凝性，可降低液體之間的磨擦阻力。絮凝劑依離子特性可分為非離子、陰離子、陽離子和兩性型四種類型，其作用為針對產生氧化垢的重金屬，以及有機物分解且與鐵混凝(電中和作用)等類小顆粒不易沉澱物質，能夠產生絮凝變成大顆粒，以易於沉澱與固液分離。

茲舉出本發明之第一實施例：在南亞銅箔(昆山)有限公司實施作測試實驗，處理項目為：鍍銅箔含鎳系廢水，南亞銅箔(昆山)有限公司之含鎳廢水係採用一般物化、絮凝、沉澱處理法，日處理量25m³ ，處理後未達到國家排放標準。處理後水質數據如下：

實驗目的要求：處理後排放水要求達到國家排放標準。該廠已用物化法處理，經絮凝、沉澱、上清液。用本發明方法進行處理，處理量0.2m³ /H，經由本發明方法進行處理後，排水中之鎳含量為0，去除率100%。

本發明之第二實施例：在欣興同泰科技(昆山)有限公司實施測試實驗，處理項目為：報廢化學鍍鎳槽液及水洗水，廢水量250噸/月(含廢槽液、水洗水)，報廢槽液之鎳離子濃度2429ppm，水洗水之鎳離子濃度16ppm。以1份廢槽液與40份水洗水混合分析，Ni為80ppm，PH為1.86。依本發明技術實施作測試實驗，處理量0.2m³ /H，以ICP(電感耦合等離子體光譜分析儀)精確分析：

實驗數據

綜上所述，本發明可解決習知技術之不足與缺失，其關鍵技術在於，提供一種廢水處理與鎳資源循環再利用的方法，使排放水中所含鎳離子濃度小於0.1ppm，甚至於可以完全去除，以達到國家排放標準，並且能夠回收鎳資源，增進廢水處理的經濟效率，爰依法提出發明專利申請。

以上所舉實施例僅用為方便說明本發明，而並非加以限制，在不離本發明精神範疇，熟悉此一行業技藝人士所可作之各種簡易變化與修飾，均仍應含括於以下申請專利範圍中。

1．．．陰離子交換

2．．．陽離子交換

3．．．氧化處理

4．．．電凝電解

5．．．混凝沉澱

6．．．固液分離

7．．．污泥處理

8．．．濾液

9．．．硫酸溶液

10．．．硫酸鎳溶液

11．．．碳酸鈉

12．．．碳酸鎳

第一圖係本發明較佳實施例化學鍍鎳廢水回收處理方法之方塊圖。