化学镀镍废水零排放处理方法，你知道吗？

化学镀镍废水零排放处理方法，你知道吗？

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种化学镀镍废水零排放处理方法。

背景技术：

化学镀镍废水是在化学镀镍过程中产生的，在化学镀过程中，零件会粘附一些化学镀镍液，冲洗产生的废水中含有少量镀液，同时前面导流不清，也会使一些浓缩镀液混入后面的水中，使得废水处理起来比较困难。化学镍化学稳定性高，活化能很低，破坏需要很高的化学能，因此作为一类污染物，车间排放限值多采用硫酸亚铁+过氧化氢工艺进行破镍。

化学镀镍废水主要含有镍离子、络合剂、次磷酸根离子三类成分。镍离子会与络合剂结合形成络合物分子，使得镍离子无法被氢氧化钠捕获，无法去除。次磷酸根离子提供镍离子还原所需的电子，被氧化为磷。因此废水中存在络合镍又称化学镍和次磷酸根离子。

锌镍合金电镀是一种新型防护镀层，具有优良的耐腐蚀性能，在国外已得到广泛应用。在国内，电镀锌镍合金已应用于电缆桥架、煤矿液压支柱、汽车钢板、军工产品等，大大提高了产品的耐腐蚀性能，节省了材料。但锌镍合金电镀废水也是一种难以处理的化学镀镍废水。

化学镀镍废水除镍时，首先要做的就是破络合物。破络合物时可以考虑使用次氯酸钠进行氧化，然后加入重捕剂进行螯合处理，重捕剂可以捕集镍离子并与其形成沉淀去除镍。如果破络合物比较麻烦，可以考虑使用高效除镍剂进行螯合沉淀处理，高效除镍剂是一种微观高分子有机化合物，除镍基团与镍离子发生反应，经过混凝絮凝沉淀，将镍离子去除，工艺比较简单，效果比较好。

化学镀镍废水除磷时不能采用氧化为正磷的工艺，化学镀镍废水中的磷为次磷，不能完全氧化为正磷，需要通过次磷去除剂进行沉淀，次磷去除剂通过均相共沉淀技术，可以与次磷结合形成沉淀，可将磷处理至0.5mg/L以下，同时使用次磷去除剂还能起到去除COD的作用。

硫酸亚铁处理化学镍电镀废水传统工艺流程为：调节池→调酸（pH3-4）→投加硫酸亚铁（通过实验确定流速）→投加双氧水（通过实验确定，一般最高ORP（氧化还原电位）不超过500mv，多数控制在300mv-450mv）→调碱（pH7.0-8.0）→压滤/絮凝投加PAM→沉淀池→综合水箱。处理化学镍废水，一般要先通过小实验确定药剂的投加量，然后测定体系的ORP，从而得出试剂的最佳投加量。

专利CN2.5也公开了一种锌镍合金电镀废水的处理工艺，其特征在于，该处理工艺的具体步骤如下：(1)UV预处理：将Zn-Ni电镀废水泵入UV反应器，采用出口反应液回流的循环方式，保证反应时间为20～40分钟；(2)双氧水氧化：在UV反应后的废水中加入双氧水，加入量为电镀废水体积的0.5～2％，采用不锈钢搅拌器搅拌，搅拌强度为60～10分钟，控制反应时间为10～20分钟；(3)pH调节及沉淀反应：在氧化后的废水中加入双氧水，氧化钠溶液采用分步pH控制法，通过在线pH计进行测量控制。 先控制pH为7.5～8.5，继续反应5～15分钟，静置溶液20～40分钟，除去底部沉淀的锌泥，再调节pH为9～9.5，继续反应5～15分钟，废水再经过滤器过滤，过滤后的水中和HCl。（4）污泥处理：将步骤（3）中沉淀的污泥经压滤机脱水，脱水水再进入步骤（1）～（3）系统处理，使泥饼含水率降至60％以下，并将泥饼装袋，交由专业固废公司处理。

上述处理方法基本都是预处理+沉淀，将络合剂等有机物氧化，再利用各种沉淀剂沉淀去除镍，最后将水排放。除需投加大量药剂外，镍还以废渣形式处理，处理成本极高，且水不能循环利用。

本发明从上述各种化学镀镍废水处理方法的不足出发，将膜分离与电解技术相结合，发明了一种化学镀镍废水近排放技术，不仅可以使水可以循环使用，而且可以将废水中的镍以金属镍的形式回收，大大减少了试剂的使用，提高了整个化学镀镍废水处理的经济性。

技术实现要素：

本发明针对各种化学镀镍废水处理方法无法回收高附加值的镍、无法实现零排放水的缺点，根据化学镀镍废水中含有络合剂、次磷酸等的情况，设计了一种化学镀镍废水零排放处理方法，该处理方法结合了化学预处理、均相膜电渗析、耐污染反渗透、电解等技术，本发明的目的是提供一种可以大大节省试剂、可以充分循环利用水、回收金属镍的方法。

化学镀镍废水处理方法包括以下步骤：

步骤1：对化学络合镀镍废水进行预处理，去除络合物和亚酸；

步骤2：将步骤1所得溶液进行均质膜电渗析浓缩稀释；

步骤3、将步骤2得到的电渗析精矿进行电解，回收金属镍；

步骤4：将步骤2得到的电渗析淡水送入耐污染的反渗透装置，反渗透淡水回用，反渗透浓水经过预处理后返回预处理装置再次进入循环。

抗污染反渗透的抗污染功能主要依靠采用耐酸反渗透膜，进水格栅为宽流道聚四氟乙烯格栅，厚度为0.9mm，格栅半径为1.5-2mm。采用耐酸反渗透膜有利于在重污染情况下进行酸洗，宽流道的聚四氟乙烯也不易堵塞，在综合作用下，达到抗污染功能。

优选的，所述化学镀镍废水处理方法中所述化学镀镍废水为含镍5％～10％的化学复合镀镍废水。

优选的，所述化学镀镍废水处理方法步骤1中预处理采用化学法与UV光催化氧化协同作用进行预处理。

优选地，化学法与UV光催化氧化在化学镀镍废水处理方法中的协同作用，包括以下步骤：调节待处理的化学镀镍废水的pH值为2～3，然后加入硫酸亚铁和双氧水，搅拌，在搅拌装置侧面安装石英紫外灯，用紫外光照射废水，向废水中添加0.05mg/L SnO2催化剂进行紫外催化氧化，再经0.45μm滤膜过滤。

优选的，所述化学镀镍废水处理方法步骤2中均质膜电渗析用的电极采用钛镀铂电极，阳极和阴极电极溶液单独循环。

优选的，所述化学镀镍废水处理方法步骤5中阴极液中添加浓度为0.5％的甲基炔丙基醇。

优选的，化学镀镍废水处理方法中均质膜电渗析中的阴离子膜采用AME膜，其膜厚为0.08～0.12mm，交换功能基团为咪唑基团，含水量为5～15％，离子选择性为96～99％，膜电阻为1～3Ω/cm2。

优选的，化学镀镍废水处理方法中均质膜电渗析中的阳离子膜采用CME膜，交换功能基团为丙烯酸基团，含水量为10-20%，离子选择性为96-98%，膜电阻为1-3Ω/cm2。

优选的，所述化学镀镍废水处理方法中的均质膜电渗析中，阴极电极前设有厚度为5～15mm的保护层，电极液由浓度为0.5～3％的亚硫酸氢钠组成。运行过程中在线检测浓度值，当浓度低于0.5％时，持续补加亚硫酸氢钠，维持浓度在0.5～3％；

均质膜电渗析中阴极电极前设有厚度为5～15mm的保护层。是指采用尺寸为400*800mm或600*的超高分子量PE板，厚度为5～15mm，中间镂空的340*690mm或480*990mm的板框结构，内填厚度为2mm、网格半径为1.5～2mm的宽流道聚四氟乙烯网格。板框侧面设有保护液进出口，保护液为浓度为0.5%～2%的亚硫酸氢钠溶液。板框两侧封有两块尺寸为400*800mm或600*的全氟磺酸阳离子膜，形成完整的保护层。

该化学镀镍废水零排放处理方法具体的处理工艺为：将含镍5-1/L的化学络合镍电镀废水经预处理，破络、除劣质磷后进入均质膜电渗析浓缩脱盐；将电渗析浓缩液质量浓度降至15-20%后进入电解装置，经电解回收金属镍；电渗析淡水进入耐污染反渗透，反渗透淡水回用，反渗透浓缩水经预处理后返回预处理装置再次进入循环。

上述化学镀镍废水零排放方法，其中预处理方法采用化学法与UV光催化氧化协同作用。化学是将pH值调节至2-3后加入硫酸亚铁和双氧水，搅拌，并在搅拌装置侧面安装石英紫外灯对废水进行紫外光照射，同时向废水中加入0.05mg/L SnO2催化剂进行紫外催化氧化，再经0.45微米滤膜过滤，打散络合物，去除有机物，使废水达到均相膜电渗析的进水要求。

上述化学镀镍废水零排放方法，均质膜电渗析的电极采用镀钛铂电极，阴、阴极液分开循环。为保护金属镍在阴极上析出，在阴极液中加入0.5％浓度的甲基炔丙醇；阴极膜采用AME膜，膜厚0.08～0.12mm，交换功能基团为咪唑基团，含水量5～15％，离子选择性96～99％，膜电阻1～3Ω/cm2。阳离子膜采用CME膜，交换功能基团为丙烯酸基团，含水量10～20％，离子选择性96～98％，膜电阻1～3Ω/cm2；为防止镍元素在阴极析出，在阴极前加有厚度5～15mm的保护层。 保护层与浓缩室之间无液体泄漏，溶液单独循环，溶液由浓度0.5-3%的亚硫酸氢钠组成，运行过程中在线检测浓度值，当浓度低于0.5%时，继续补加亚硫酸氢钠，保证浓度0.5-3%。

突出效果：

1、由于化学镍中含有络合剂，采用常规方法难以达到规范处理，成本较高，而本发明采用ED+RO组合膜工艺，实现了零排放，无废水排放，无电镀污泥排放，对络合物破坏要求相对较低，还可循环使用水并回收金属镍，大大降低了综合处理成本；

2、本发明采用专用于镍离子的阴、阳离子交换膜，避免了普通离子交换膜的镍离子中毒问题；

3、采用阴极保护层，并在阴极液中添加抑制剂，防止镍金属在阴极上析出，保证了装置的稳定运行。

附图的简要说明

为了更加清楚地说明本发明的实施例或者现有技术中的技术方案，下面将对实施例或者现有技术描述中所需要用到的附图进行简单介绍。显然，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据这些附图在不付出创造性劳动的情况下获得其他的附图。

图1为本发明的工艺流程图。

图2为本发明预处理工艺示意图。

图3为本发明的均相膜电渗析工艺流程图。

图4 本发明膜组件装置示意图

图号：1.紫外发射装置；2.试剂添加口；3.废水入口；4.预处理水出口；5.极限液孔；6.保护液孔。

详细方法

下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明，下述实施例用于解释本发明，但本发明并不局限于下述实施例。

示例 1

如图1至图4所示，本发明提供一种化学镀镍废水处理装置，该装置依次包括预处理容器装置、均质膜电渗析装置、耐污染反渗透装置、淡水回用装置；预处理容器装置内设有紫外线发射装置1；均质膜电渗析装置上连接有电解装置，电解装置上连接有金属镍回收装置；耐污染反渗透装置与预处理容器装置之间连接有管路；耐污染反渗透的耐污染功能主要基于采用耐酸反渗透膜，进水格栅为宽通道聚四氟乙烯格栅，厚度为0.9mm，格栅半径为1.5-2mm。采用耐酸反渗透膜有利于重污染情况下酸洗，宽聚四氟乙烯流道也不易堵塞。 在二者的共同作用下，达到了抗污染的功能。

化学镀镍废水处理装置中的预处理容器装置内设有搅拌装置5，预处理容器装置设有废水入口3、预处理出口4，硫酸亚铁、过氧化氢由试剂添加口2加入；紫外发射装置1为石英紫外灯管，安装在预处理容器的一侧。

化学镀镍废水处理装置中的预处理容器装置的预处理出口 4处设置有0.45微米的滤膜；化学镀镍废水处理装置中的均质膜电渗析的电极为镀钛铂电极。

化学镀镍废水处理装置中的均质膜电渗析阴极电极前设有5～15mm的保护层；均质膜电渗析中阴极电极前设有厚度5～15mm的保护层，是指采用尺寸为400*800mm或600*的超高分子量PE板，厚度为5～15mm，为340*690mm或480*990mm的板框结构，中间镂空，内填充厚度为2mm、网格半径为1.5～2mm的宽流道聚四氟乙烯网格，在板框侧面设有保护液进出口。保护液为浓度为0.5%～2%的亚硫酸氢钠溶液。 板框两侧密封两块尺寸为400*800mm或600*的全氟磺酸阳膜，形成完整的保护层；化学镀镍废水处理装置中的均质膜电渗析膜组结构中，以AME膜作为阴膜，以CME膜作为阳膜。

某化学镀镍废水COD含量为/L，硫酸镍含量为/L，经图2所示装置化学+催化UV预处理后COD降至200mg/L，化学镍转化为离子镍。预处理后的料液进入均质膜电渗析装置，电渗析阴离子膜采用阴离子膜AME，含水量6%，离子选择性97%，膜电阻3Ω/cm2。阳膜CME含水量15%，离子选择性96%，膜电阻1.5Ω/cm2。保护液浓度为2%，所用电流密度为15mA/cm2。最终浓缩液中硫酸镍浓度为16%。经电解装置电解后得到纯度较好的金属镍。轻液0.45%，进入耐污染的反渗透装置。 经反渗透处理后淡水浓度为0.01%，可回用，反渗透浓水返回预处理装置，整体运行情况良好，无废水排放，无电镀污泥排放，废水综合处理成本低于20元/吨。

示例 2

某化学镀镍废水COD含量为/L，硫酸镍含量为600mg/L，经本装置化学+催化UV预处理后COD降至220mg/L，化学镍转化为离子镍。预处理后的料液进入均质膜电渗析器，电渗析器阴膜采用阴离子膜AME，含水量为8%，离子选择性为98%，膜电阻为2.5Ω/cm2。阳膜CME含水量为12%，离子选择性为97%，膜电阻为1.8Ω/cm2。保护液浓度为2.5%，所用电流密度为16mA/cm2。进行循环浓缩，最终浓缩液中硫酸镍浓度为13%。经电解装置，电解得到纯度较好的金属镍。 轻液0.5%，进入耐污染的反渗透装置，经反渗透处理后，轻水浓度为0.02%，可回用，反渗透浓水返回预处理装置。整体运行情况良好，无废水排放，无电镀污泥排放，废水综合处理成本低于20元/吨。

示例 3

某锌镍合金化学镀镍废水COD含量为/L，硫酸镍含量为/L，经本装置化学+催化UV预处理后COD降至300mg/L，化学镍转化为离子镍。预处理后的料液进入均质膜电渗析器，电渗析器阴离子膜采用阴离子膜AME，含水量10%，离子选择性96%，膜电阻3Ω/cm2。阳膜CME含水量18%，离子选择性98%，膜电阻2.6Ω/cm2。保护液浓度为3%，所用电流密度为20mA/cm2。进行循环浓缩，最终浓缩液中硫酸镍浓度为15%。经电解装置进行，电解得到纯度较好的金属镍。 轻液0.4%，进入耐污染的反渗透装置，经反渗透处理后，轻水浓度为0.01%，可回用，反渗透浓水返回预处理装置。整体运行情况良好，无废水排放，无电镀污泥排放，综合废水处理成本低于20元/吨。

此外，需要说明的是，凡是依据本发明专利的构思和原理所作的等效或简单改变均包含在本发明专利的保护范围内。本发明所属领域的技术人员可以对所描述的具体实施例进行各种修改或补充或者以类似的方式替换，只要不背离本发明的结构或超出权利要求所限定的范围，都应落入本发明的保护范围。