高效处理化学镀镍废水的方法及系统，实现镍磷达标排放并回收利用

高效处理化学镀镍废水的方法及系统，实现镍磷达标排放并回收利用

一种低能耗、无二次污染的化学镀镍废水彻底去除磷、镍的方法及处理系统。该方法将总磷浓度高达100mg/L、镍浓度高达700mg/L的镀镍废水处理至总磷浓度小于0.5ppm、镍浓度小于0.1ppm的达标出水。该方法采用三维电解技术，将化学镀镍废水中的次磷酸和亚磷酸氧化为正磷酸，并释放出络合镍离子。通过双氧化和多次污泥沉淀反应，次磷酸和亚磷酸进一步被氧化，并沉淀出游离的镍离子。最后通过离子交换柱彻底去除废水中残留的镍离子，出水最终达标排放。该方法可以控制化学镀镍废水中所有污染物，并持续稳定地达到国家排放标准。 对处理后的含镍、磷污泥进行后处理，可有效回收镍、磷。

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【技术实现步骤总结】

化学镀镍废水除磷、除镍的方法及处理系统

本专利技术涉及一种废水处理方法，特别涉及一种化学镀镍废水中总磷和镍的处理方法及所采用的处理系统。

技术简介

化学镀镍是一种有效提高工件耐蚀性、耐磨性的表面处理技术，得到了广泛的应用。但是由于化学镀镍溶液本身的还原反应性质，不稳定，使用寿命短，产生的废液中含有大量的次磷酸盐、亚磷酸盐、硫酸钠及一些有机物。目前，水体的富营养化十分严重，随着社会对水体富营养化问题的日益重视和国家对水体富营养化治理的不断加强，对污水排放中磷含量的控制越来越严格。因此，简单有效地去除富营养化水体中​​的磷营养物已成为水污染控制的关键问题。目前，常用的除磷工艺主要有生物法和化学法。生物法是利用聚磷菌在缺氧、厌氧、好氧交替条件下去除污水中的磷。但实践表明，单一的生物除磷工艺难以达到排放标准。 化学除磷包括化学沉淀、吸附、离子交换、反渗透等方法，其中较常用的是化学沉淀和吸附。化学沉淀法是向水体中加入碱调节废水的pH值，然后加入混凝剂、絮凝剂，通过沉淀实现初步固液分离，经过滤等精细处理后排放。化学沉淀法由于除磷效果好、处理成本低等优点，目前应用最为广泛，但该方法只能处理水体中的正磷酸盐，对于亚磷酸盐和次磷酸盐不能实现沉淀，达不到达标排放的要求。吸附法是利用某些多孔或比表面积大的固体物质对水中磷酸根离子的亲和力，达到污水除磷的目的，通过物理吸附、离子交换或吸附剂表面沉淀等方式将磷从污水中分离出来。 化学镀镍废水中通常含有较高的螯合剂和缓冲剂含量，采用吸附法很难达到磷的完全去除，离子交换法、反渗透法等也面临这些问题。因此，对于化学镀镍废水中磷的处理，常规的单一方法不能有效达到排放标准。

技术实现思路

本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能耗低、无二次污染、能彻底去除化学镀镍废水中磷和镍的方法及处理系统。为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案是：本专利技术的化学镀镍废水除磷和镍的方法，将总磷浓度为150mg/L-700mg/L、镍浓度为45mg/L-700mg/L的镀镍废水通过如下步骤处理至总磷浓度小于0.5ppm、镍浓度小于0.1ppm的达标出水：步骤1、将镀镍废水排入1#调节池，调节其pH值至三维电解时不易产生阴极析氢的弱酸性状态； 步骤2、将1#调节池中的废水排入三维电解反应器进行一级处理，反应器底部设置曝气装置进行氧化分解处理，三维电极为铁碳与活性炭混合的复合电极，曝气反应为60-；废水中的大部分次磷酸和磷酸经过三维电解被氧化为正磷酸，其中的镍络合物状态被脱稳定；步骤3、将一级处理后的废水排入1#污泥沉淀池进行二级处理，调节其pH值至8-9，加入混凝剂、絮凝剂进行污泥沉淀，产出上清液；步骤4、将二级处理后产出的上清液排入2#调节池，调节其pH值至2-4； 步骤5、之后将调节pH值后的上清液排入双氧化池进行三级处理，加入氧化剂和试剂进行双氧化处理，氧化时间为60-；经双氧化处理后上清液中的次磷酸和亚磷酸全部被氧化为正磷酸并且镍离子再次脱稳定化；步骤6、三级处理后的废水排入2#污泥沉淀池，四级处理后产生的二级上清液排入3#调节池并将其pH值调节为4-5；步骤8、将调节pH值的二级上清液以10-15bv/h的流速注入离子交换系统进行五级处理，吸附上清液中残余的镍离子；步骤9、经离子交换系统处理后的出水即为达标出水。

二级处理所用混凝剂为硫酸亚铁或聚合氯化铝，加入量为2-4kg/t；絮凝剂为PAM，加入量为0.015-0.05kg/t。四级处理所用混凝剂为氢氧化钠，加入量为2-4kg/t；絮凝剂为PAM，加入量为0.015-0.05kg/t。氧化剂为过硫酸钠或过硫酸钾，加入量为2-40kg/t；药剂为双氧水和硫酸亚铁的组合，其中双氧水浓度为30V％，加入量为5-50ml/L，硫酸亚铁加入量为：5-60kg/t。 一次处理时正负极之间流过的电流密度为30～80mA/cm2，反应时间为60～。三维电解反应器中正负极均为石墨电极，复合电极中活性炭的粒径为1～5mm，铁碳中铁与碳的重量比为6：1。本专利技术的化学镀镍废水除磷除镍处理系统由废水收集池、1号调节池、三维电解反应器、1号混凝沉淀池、2号调节池、双氧化池、2号混凝沉淀池、3号调节池、离子交换柱组成，废水收集池用于收集总磷浓度为150mg/L～700mg/L的镀镍废水； 1号调节池采用氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的一种或多种将泵入调节池的镀镍废水的pH值调节为5～6；三维电解反应器对镀镍废水进行一级处理，包括阳极、阴极、填充在阳极和阴极之间的三维电极及压缩空气输送结构，经过三维电解反应将镀镍废水中的大部分次磷酸和磷酸氧化为正磷酸，其中的镍络合物状态不稳定；1号混凝沉淀池将一级处理后的废水排入1号污泥沉淀池进行二级处理，通过投加混凝剂、絮凝剂对污泥进行一次沉淀，生成上清液； 2#调节池采用硫酸、盐酸、硝酸等一种或多种无机酸将泵入调节池的上清液pH值调节为1～4；双氧化池将调节好pH值的上清液排入三级处理池，加入氧化剂和试剂进行双氧化处理，使上清液中的次磷酸和磷酸全部氧化为正磷酸，镍离子再次脱稳定；2#混凝沉淀池将三级处理后的废水排入2#污泥沉淀池进行四组处理，再次加入混凝剂、絮凝剂进行二沉污泥沉淀，产出二级上清液； 在3#调节罐中，采用硫酸、盐酸、硝酸等一种或多种无机酸调节四级处理后产生的二次上清液的pH值至4-5；在离子交换塔中，将调节好pH值的二次上清液注入离子交换系统进行五级处理，吸附上清液中残余的镍离子。

本专利技术的处理系统中，三维电解反应器中，电解槽中间放置阴极，两端设置为阳极板，板间填充三维电极，水和压缩空气分别从电解槽底部进入，水以溢流方式排出。本专利技术的处理系统中，铁碳中铁和碳的重量比为6:1。本专利技术利用三维电解技术，将化学镀镍废水中的次磷酸和亚磷酸氧化成正磷酸，并释放出络合镍离子。通过双氧化和多次泥沉反应，次磷酸和亚磷酸进一步被氧化，并析出游离镍离子。最后通过离子交换柱将废水中残留的镍离子全部去除，最终出水达标排放。本专利技术可以控制化学镀镍废水中所有污染物，并持续稳定地达到国家排放标准。 处理后的含镍含磷污泥再进行后处理，可有效回收镍和磷。该专利技术可彻底解决化学镀镍废水中磷和镍无法持续达标的问题。经该专利技术处理后的废水中镍离子浓度远低于0.1ppm，总磷也达到排放标准，安全环保，有利于镍资源的回收再利用。

【技术保护要点】

一种化学镀镍废水中磷和镍的去除方法，包括如下步骤：将总磷浓度为150mg/L～700mg/L、镍浓度为45mg/L～700mg/L的镀镍废水处理至总磷浓度小于0.5ppm、镍浓度小于0.1ppm的出水标准：步骤1、将镀镍废水排入1号调节池，调节其pH值为三维电解时不易产生阴极析氢的弱酸性状态；步骤2、然后将1号调节池中的废水排入三维电解反应器进行一级处理，在反应器底部设置的曝气装置下进行氧化分解处理，三维电极为铁碳与活性炭混合的复合电极，曝气反应为60°； 经过三维电解，废水中的次磷酸和亚磷酸大部分被氧化为正磷酸，其中的镍络合物状态脱稳定化；步骤3、将一级处理后的废水排入1号污泥沉淀池进行二级处理，调节其pH值至8～9，投加混凝剂、絮凝剂进行污泥沉淀，生成上清液；步骤4、将二级处理后产生的一级上清液排入2#调节池，调节其pH值至2～4；步骤5、然后将调节好pH值的一级上清液排入双氧化池进行三级处理，加入氧化剂和试剂进行双氧化处理，氧化时间60～75；经过双氧化处理后，上清液中的次磷酸和亚磷酸全部被氧化为正磷酸，镍离子再次脱稳定化； 步骤6、将三级处理后的废水排入2#污泥沉淀池，调节pH值至2-4；步骤7、将三级处理后的废水排入2#污泥沉淀池，调节pH值至2-4；步骤8、将调节pH值后的初次上清液排入双氧化池进行三级处理，加入氧化剂和试剂进行双氧化处理，氧化时间60-；经过双氧化处理后，上清液中的次磷酸和磷酸全部被氧化为正磷酸，镍离子再次脱稳定；步骤9、将三级处理后的废水排入2#污泥沉淀池，调节pH值至2-4；步骤10、将调节pH值后的初次上清液排入双氧化池进行三级处理，加入氧化剂和试剂进行双氧化处理，氧化时间60-； 经过双重氧化处理后，上清液中的次磷酸和亚磷酸全部被氧化成正磷酸，镍离子再次脱稳定化；步骤11，将三级处理后的废水排入2#污泥沉淀池，调节其pH值至2-4；步骤12，将调节好pH值的一级上清液排入双氧化池进行三级处理，加入氧化剂和药剂进行双重氧化处理，氧化时间60-；双重氧化处理后，所有次磷酸的pH值达到8-9时进行四级处理，再次加入混凝剂和絮凝剂进行二级污泥沉淀，得到二级上清液；步骤7，将四级处理后产生的二级上清液排入3#调节池，调节其pH值至4-5； 步骤8、将调节pH值的二次上清液以10-15bv/h的流速注入离子交换系统进行五级处理，吸附上清液中残余的镍离子；步骤9、经离子交换系统处理后的出水即为达标出水。

【技术特点概要】

1.一种化学镀镍废水除磷、除镍的方法，将总磷浓度为150mg/L-700mg/L、镍浓度为45mg/L-700mg/L的镀镍废水处理至总磷浓度小于0.5ppm、镍浓度小于0.1ppm的达标出水：步骤1、将镀镍废水排入1号调节池，调节其pH值至三维电解时不易产生阴极析氢的弱酸性状态；步骤2、随后将1号调节池废水排入三维电解池；步骤3、将1号调节池废水排入三维电解池；步骤4、将1号调节池废水排入三维电解池；步骤5、将1号调节池废水排入三维电解池； 步骤6、将1号调节池中的废水排入三维电解池；步骤7、将1号调节池中的废水排入三维电解池；步骤8、将1号调节池中的废水排入三维电解池；步骤9、将1号调节池中的废水排入三维电解池；步骤10、将1号调节池中的废水排入三维电解池；步骤11、将1号调节池中的废水排入三维电解池；步骤12、将1号调节池中的废水排入三维电解池；步骤13、将1号调节池中的废水排入三维电解池；步骤14、将1号调节池中的废水排入三维电解池； 步骤15、排放：该反应器进行一级处理，在反应器底部设置的曝气装置下进行氧化分解处理，三维电极为铁碳与活性炭混合的复合电极，曝气反应为60-；废水中的大部分次磷酸和亚磷酸经过三维电解被氧化为正磷酸，其中的镍络合物状态被脱稳定；步骤3、将一级处理后的废水排入1#污泥沉淀池进行二级处理，调节其pH值至8-9，加入混凝剂、絮凝剂进行污泥沉淀，产上清液；步骤4、将二级处理后的上清液排入2#调节池，调节其pH值至2-4； 步骤5、之后将调节pH值的上清液排入双氧化池进行三级处理，加入氧化剂和试剂进行双氧化处理，氧化时间为60-；双氧化处理后上清液中的次磷酸和亚磷酸全部被氧化为正磷酸并且镍离子再次脱稳定化；步骤6、三级处理后的废水排入2#污泥沉淀池，调节其pH值至H值达到8-9时进行四级处理，再次加入混凝剂和絮凝剂进行二沉污泥沉淀，得到二级上清液；步骤7、四级处理后产生的二级上清液排入3#调节池，调节其pH值至4-5； 步骤8，将调节pH值的二级上清液以10-15bv/h的流速注入离子交换系统进行五级处理，吸附上清液中残留的镍离子；步骤9，经离子交换系统处理后的出水即为达标出水。

2.根据权利要求1所述的化学镀镍废水除磷除镍的方法，其特征在于：二级处理所用的混凝剂为硫酸亚铁或聚合氯化铝，加入量为2-4kg/t；絮凝剂为PAM，加入量为0.015-0.05kg/t。3.根据权利要求2所述的化学镀镍废水除磷除镍的方法，其特征在于：四级处理所用的混凝剂为氢氧化钠，加入量为2-4kg/t；絮凝剂为PAM，加入量为0.015-0.05kg/t。4.根据权利要求1所述的化学镀镍废水除磷除镍的方法，其特征在于：氧化剂为过硫酸钠或过硫酸钾，加入量为2-40kg/t； 所述试剂为双氧水和硫酸亚铁的组合，其中双氧水浓度为30V％，加入量为5-50ml/L，硫酸亚铁加入量为：5-60kg/t。5.根据权利要求1所述的方法......

【专利技术属性】

技术研发人员：吴志宇、吴思国、李建平、帅和平、陈福明、

申请人（专利权人）：

类型：发明

国家、省份和城市: 广东, 44

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