含镍废水处理系统：投资小成本低，高效去除镍离子与有机污染物

含镍废水处理系统：投资小成本低，高效去除镍离子与有机污染物

一种阳极氧化封孔产生的含镍废水处理系统，设备投资小，处理成本低，能彻底去除废水中的镍离子，并能有效降解去除有机污染物。该系统包括含镍废水收集池、若干个液体提升泵、络合物破碎预处理池、若干个加药泵、反应器、混凝反应池、絮凝反应池、沉淀池和离子交换柱。通过高效的预处理技术，将强络合镍破碎形成游离镍，将难氧化降解的有机物分子链打断破坏，形成易于处理的小分子化合物。然后，再通过反应对有机物进行进一步彻底氧化，释放出络合镍离子。 之后在混凝反应环节中投加碱和混凝剂再次去除废水中的镍离子，然后经过絮凝沉淀反应使大部分镍离子析出，残留在上清液中的镍离子再经过阳离子树脂交换器进行吸附。

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【技术实现步骤总结】

本发明涉及一种含镍废水的处理方法及设备，特别涉及一种铝材表面阳极氧化封孔处理含镍废水的方法及其所采用的处理系统。

技术简介

铝合金材料具有优良的物理、化学、力学和加工性能，广泛应用于航空航天、汽车、电子、家电等领域。但铝合金材料硬度低、耐磨性差，经常遭受擦伤和损伤，因此铝合金在使用前往往需要进行相应的表面处理。铝合金材料表面处理的工艺流程一般包括：脱脂、碱蚀、中和、阳极氧化、着色、封孔等。阳极氧化可以在铝合金表面形成一层氧化膜，可以明显提高铝合金的耐腐蚀性能，提高铝合金表面的硬度和耐磨性。但阳极氧化后的铝合金表面氧化膜具有蜂窝状微孔结构，这些微孔具有极强的化学活性和物理吸附性能，容易吸附大气中的腐蚀介质和污染物，影响外观，严重时会造成氧化膜的腐蚀，降低铝合金材料的硬度和耐磨性。 因此必须采用适当的封孔技术封闭氧化膜中的微孔，使氧化膜能有效地保护铝合金表面。目前我国主要采用低温或中温氧化膜封孔剂，为镍盐型封孔剂。这种封孔剂每升主要成分为：镍离子0.8-1.8g/L、非镍金属离子0.1-0.2g/L、表面活性剂0.3-0.5g/L、水合促进剂0.2-0.6g/L、络合剂0.2-0.5g/L。封孔工艺产生的废水中镍含量为0.1-1.8g/L，其它添加剂含量为0.3-1.2g/L。

由于长期接触镍，轻者会引起皮炎，重者可能致癌。因此，我国加大了对镍污染的管控力度。2008年以来，珠三角、长三角部分地区等土地开发密度大、环境承载能力减弱的地区，已严格执行《中华人民共和国国家标准《电镀污染物排放标准》（-2008）表3规定的水污染物特别排放限值，其中总镍含量不超过0.1mg/L。为达到环保标准的要求，多数企业将这类含镍废水与其他废水分开，单独处理。 目前，含镍废水处理常用的方法有化学沉淀法（即用碱调节含镍废水pH值，加入金属捕收剂进行中和、混凝、絮凝、沉淀）、离子交换法、吸附法、电渗析法、蒸发浓缩法和反渗透法。其中，离子交换法和吸附法不能有效打断络合的大分子；电渗析法和反渗透法对膜的要求高，容易发生膜损坏；蒸发浓缩法对设备要求高，需要热源，能耗大。中国专利CN2.9公开了一种采用化学沉淀法处理电镀废水的系统。中国专利CN2公开了一种采用阴离子交换树脂吸附镍离子处理阳极着色废水的方法。上述两种方法处理后的废水不能持续稳定地达到国家一级排放标准，将带来环境污染风险。 造成镍离子含量过高的原因是封孔液中含有能与镍离子形成稳定络合物的络合剂，如醋酸、氨水、氟离子、乙二胺四乙酸、有机磷酸酯等。

镍离子一旦与这些络合剂络合后，非常稳定，无法通过絮凝沉淀或离子交换等方法去除，因此可溶性络合镍极易造成废水超标。中国专利公开了一种采用酸化分解技术预处理电镀镍废水的方法。在强酸条件下，常用的络合剂如柠檬酸、氨水、草酸等与镍离子络合的能力会丧失或减弱，从而使络合的金属镍游离出来。此方法可以将镍离子从一些络合能力较弱的络合剂中释放出来，但此方法的缺点是不能释放被乙二胺四亚甲基磷酸钠等有机磷酸酯络合剂络合的镍。另外，加酸后，树脂对镍离子的后续吸附过程会降低树脂对镍的吸附能力和性能。中国专利提出了一种利用氧化技术打断镍络合物形成游离镍的方法。 该方法是基于氧化产生的羟基自由基与二价铁离子具有一定的氧化还原能力，发生络合降解，使络合镍断裂形成游离镍。氧化虽然能有效氧化降解水中有机污染物，但其对于Ni-EDTA络合物的降解释放效率较低。因此该方法只能对络合能力较弱的镍络合物进行分解，对络合能力较强的镍络合物的分解效果不明显，无法达到持续稳定的镍去除效果。同样，该方法也容易造成镍排放超标。

技术实现思路

本技术所要解决的技术问题是提供一种设备投资小、处理成本低、能彻底去除废水中镍离子、能有效降解去除有机污染物的阳极氧化封孔含镍废水处理系统。为了解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是：本技术的阳极氧化封孔含镍废水处理系统包括含镍废水收集罐、若干个液体提升泵、络合物破碎预处理罐和若干个​​加药泵，其特征在于还包括反应器、混凝反应罐、絮凝反应罐、沉淀罐和离子交换柱，其中络合物破碎预处理罐用于将收集罐中以Ni-EDTA形式强络合镍破碎为游离镍和少量弱络合小分子； 反应器用于将流入络合破除预处理池的一级含镍废水氧化分解，生成含有小分子有机物和部分镍化合物沉淀的悬浮状二级废水；混凝反应池用于将含镍废水从收集池中取出；絮凝剂……反应器中的二级废水生成含有氢氧化镍、碳酸镍和硫化镍中的一种或多种混合物的小颗粒和胶体状的三级废水；絮凝反应池用于将三级废水转化为含有大胶体颗粒的氢氧化镍、碳酸镍和硫化镍中的一种或多种混合物的四级废水；沉淀池用于将流入的四级废水分离，生成待排放的上清液和含有氢氧化镍、碳酸镍和硫化镍中的一种或多种混合物的沉淀物； 沉淀池中的沉淀物进行泥水分离处理，分离出的含高镍废水用泵送至收集池回收再利用；上清液中残存的游离镍用离子交换柱进一步吸附。

分解预处理池所采用的设备为多电解装置、三维电解装置或光催化降解装置的任意一种或多种组合。混凝反应池所采用的混凝剂为聚丙烯酰胺。离子交换柱采用阳离子树脂，包括但不限于强酸型或弱酸型。与现有技术相比，本技术的处理系统采用分解预处理技术，将强络合镍解络成游离镍，同时将难氧化降解的有机物分子链打断破坏，形成易于处理的小分子化合物，再通过反应将有机物进一步彻底氧化，释放出络合镍离子。 之后在混凝反应环节，利用液碱和少量混凝剂使无机状态的镍离子生成氢氧化镍/碳酸镍/硫化镍的大胶体颗粒，再次去除废水中的镍离子，再经过絮凝沉淀反应环节，大部分镍离子被沉淀下来。沉淀物去除后上清液经过滤系统泵入阳离子树脂交换器，再次吸附残留在上清液中的游离镍离子。该技术方法一方面可使阳极氧化封孔含镍废水排放连续稳定达到国家一级排放标准，消除了镍污染风险；另一方面可有效氧化分解去除含镍废水中的有机污染物，该技术可彻底解决阳极氧化封孔含镍废水无法连续稳定达标的问题。 附图说明图1为本技术处理方法流程图；图2为本技术处理系统结构示意图。

具体实施方式如图1所示，技术流程如下：步骤S1，利用含镍废水收集池收集含镍废水，并将含镍废水泵入络合物破碎预处理池。步骤S2，向络合物破碎预处理池中加酸直至络合物破碎预处理池中pH值在2.0～5.0之间，反应时间为60min～90min；经过络合物破碎预处理后，废水中难降解络合物的结构发生改变，处理后的一级废水流入反应器。步骤S3，向反应器中依次加入硫酸亚铁和过氧化氢。反应过程中，控制进水pH值在2.0～6.0之间，在此过程中会产生大量的羟基自由基，此时在机械搅拌的作用下，将一级废水中的有机物氧化分解。 反应时间为15min-90min（优选反应时间为60min-90min）。之后，治疗包

【技术保护要点】

一种阳极氧化封孔含镍废水处理系统，包括含镍废水收集槽、多台液体提升泵、络合物破碎预处理槽和多台加药泵，其特征在于还包括反应器、混凝反应槽、絮凝反应槽、沉淀槽和离子交换柱，其中，络合物破碎预处理槽用于将收集槽中Ni-EDTA形式的强络合镍破碎为游离镍和少量弱络合小分子；反应器用于将流入络合物破碎预处理槽的一次含镍废水氧化分解，生成含有小分子有机物的悬浮物和部分镍化合物沉淀物的二次废水；混凝反应槽用于将反应器出来的二次废水转化为含有氢氧化镍、碳酸镍、硫化镍中的一种或多种混合物的小颗粒和胶体形式的三次废水； 通过絮凝反应池将三级废水转化为含有氢氧化镍、碳酸镍、硫化镍中的一种或多种混合物的较大胶体颗粒的四级废水；通过沉淀池将流入的四级废水进行分离，生成排出的上清液和含有氢氧化镍、碳酸镍、硫化镍中的一种或多种混合物的沉淀物；沉淀池中的沉淀物进行泥水分离处理，分离出来的高镍废水用泵送至收集池回收再利用；通过离子交换柱对上清液中残存的游离镍进行进一步吸附。

【技术特点概要】

1.一种阳极氧化封孔含镍废水处理系统，包括含镍废水收集槽、多个液体提升泵、螯合预处理槽和多个加药泵，其特征在于还包括反应器、混凝反应槽、絮凝反应槽、沉淀槽和离子交换柱；其中，螯合预处理槽用于将收集槽中以Ni-EDTA形式存在的强螯合镍螯合成游离镍和少量弱螯合小分子；反应器用于将流入螯合预处理槽的一级含镍废水氧化分解，生成含有小分子有机物和部分镍化合物沉淀的悬浮状二级废水；混凝反应槽用于将反应器出来的二级废水生成含有小颗粒和胶体形式的氢氧化镍、碳酸镍和硫化镍中的一种或多种混合物的三级废水； 絮凝反应池用于将三级废水转化为含有氢氧化镍、碳酸镍、硫化镍一种或多种混合物的大胶体颗粒的四级废水；沉淀池用于将流入的沉淀物沉淀出来……

【专利技术属性】

技术研发人员：吴思国、张倩、陈福明、谢巧玲、王丹丹、

申请人（专利权人）：深圳清华大学研究院，

类型： 新品

国家省份: 广东; 44

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