次氯酸钠破络 一种车辆零部件化学镀镍残液破络氧化处理系统及其处理方法

次氯酸钠破络 一种车辆零部件化学镀镍残液破络氧化处理系统及其处理方法

1.本发明涉及电镀残液循环处理技术领域，具体涉及一种汽车部件化学镀镍残液分解氧化系统及其处理方法。

背景技术：

2、化学镀镍过程中，产品会沾染一些化学镀液，而漂洗产生的残液中含有少量镀液，残液不易处理。化学镀残液主要含有三类成分：镍离子、螯合剂、次磷酸根离子，其中镍离子会与螯合剂结合形成复合分子，使得镍离子无法被氢氧化钠捕获，无法去除，次磷酸根离子提供所需的电子被夺走，氧化为正磷酸根。因此残液中存在着复合镍和次磷酸根离子。由于化学镀镍化学稳定性高，活化能低，要破坏它需要很高的化学能。因此，化学镀含镍残液常用的工艺多为以下几种：1、硫酸亚铁+过氧化氢芬顿法脱镍。化学镀镍残液中的次磷酸根离子经芬顿反应氧化为正磷酸。 离子并去除化学镀镍陈化液中的络合物；调节化学镀镍漂洗残液的pH值为2-3；加入硫酸亚铁（流量由实验确定）并加入双氧水（由实验确定，此步骤一般最高orp不超过500mv）打断络合物，降低化学镀镍残液中的化学需氧量；调碱（pH值7.0-8.0）；最后将处理后的化学镀镍残液中的重金属离子进行絮凝，固液分离过滤。但上述方法存在一定的不足：（1）采用处理时，须先将残液pH值调节至2-3，反应结束后再将pH值调节至7-8。 过程中所消耗的酸碱成本过高。另外双氧水操作困难，硫酸亚铁必须以固体形式加入，而硫酸亚铁含铁量约为20%，相对于聚合硫酸铁11%的含铁量，大大增加了污泥处理的难度。（2）处理成本高，污泥多：双氧水成本高，现在多数企业计算的成本中往往不包括增加的污泥（由于加入硫酸亚铁而产生的大量污泥），另外，设备折旧、维护费用等都会增加成本；（3）处理易发生反色：如果双氧水和硫酸亚铁的用量及配比控制不好，或三价铁没有析出，残液可能会呈现微黄色或黄褐色； (4)相对难以控制：双氧水和硫酸亚铁的最佳配比需要通过正交实验才能得到，且受反应pH值、反应时间、搅拌混合程度等影响，因此配比不易控制；(5)处理的腐蚀性较强，甚至会腐蚀水泥池：双氧水具有强的氧化性，其氧化能力仅次于氟（F2），如果防护不好，会在一定程度上对人体造成腐蚀，硫酸亚铁也有一定的腐蚀性；(6)如果试剂用量过多，过量的二价铁会使处理后残液的cod值升高；(7)氧化能力不够强：有些有机物无法破坏，需要借助紫外光、超声波、臭氧等手段来强化； 2、化学氧化沉淀法是利用石灰调节含镍残液的pH值，加入金属捕集剂进行中和、混凝、絮凝、沉淀，但上述处理工艺复杂，处理过程中需反复投加酸碱及价格昂贵的重金属捕集剂（如硫酸镁、硫酸铝、硫酸钡或硫酸镁、硫酸铝混合物），导致运行成本高，污泥产量大，且总磷、总

镍、COD处理效果难以稳定满足《电镀污染物排放标准》（

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2008)标准； 3.离子交换法 离子交换法步骤如下： (1)用强碱性阴离子交换树脂破络，使镍络合物脱稳；破络后用强酸性阳离子交换树脂进行吸附镀镍； (2)向步骤(1)处理后的镀镍残液中加入强氧化剂(高锰酸钾)，除去残液中的次磷酸盐、亚磷酸盐及低聚物，再用大分子有机酸络合剂分别氧化成正磷酸盐和有机小分子； (3)用脉冲电凝聚处理，除去总镍、总磷；针对电凝聚后生成的铁离子，加入除铁剂、絮凝剂，进行固液分离； 但离子交换法也存在一定的不足：用阴离子交换树脂除去亚磷酸盐离子，用阳离子交换树脂回收镍离子，交换后的树脂再洗脱、再生。 但由于树脂的交换容量有限，导致离子交换树脂的处理能力较小，且树脂再生周期频繁，给操作和管理带来一定的麻烦；并且离子交换法操作复杂，有的阴离子交换树脂含有亚磷酸酯基的活性基团，在与亚磷酸酯基进行交换时，交换后的离子会引入到残液中，对残液造成二次污染，使后续处理更加复杂，洗脱液及洗涤水中含有少量镍，这些残液需要进一步处理，增加了工业生产的成本；另外离子树脂交换工艺的投资费用较大，成本过高。

技术实现要素：

3、为了解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种提高分解氧化处理能力的方法，实现了后续氧化剂添加量的一定减少，节约了成本，有效使含镍残液的处理达到国家排放标准。另外，可以简化化学镀镍残液处理设备，减轻汽车部件化学镀镍残液分解氧化处理系统工厂残液处理生产线的负担。

4、为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种汽车部件化学镀镍残液破螯氧化处理系统，包括：残液收集池、破螯沉淀池和生物处理池，其中，残液收集池通过泵与破螯沉淀池连接，破螯沉淀池通过泵与生物处理池连接。

5、优选地，所述残液收集池与破网沉淀池之间的泵出口处设有流量计。

6.进一步改进，残液收集池为8

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12吨塑料桶；破网沉淀池为钢结构，破网沉淀池内壁设有环氧树脂防腐层，破网沉淀池内还装有搅拌器；生物处理池内壁也设有环氧煤焦油隔板，生物处理池沿长度方向分成四个隔室，相邻四个隔室相通，靠近分解沉淀池的两个隔室底部设有曝气装置。

7、进一步改进，所述破网沉淀池上设置有至少一个加药装置，所述加药装置包括喷嘴、加药泵和加药桶，所述喷嘴位于所述破网沉淀池的侧壁或上方，所述喷嘴与所述加药泵通过管路连接，所述加药泵与加药桶连接；所述加药泵的出口处设置有流量计。

8、进一步改进，包括沉渣处理装置，沉渣处理装置包括储罐和压滤机，储罐通过隔膜泵与压滤机连接；储罐还通过污泥泵与分解沉淀池、生物处理池连接，用于将沉淀池、生物处理池中的沉渣泵入储罐。

9.本发明还提供了一种汽车部件化学镀镍残液的处理方法，采用上述的汽车部件化学镀镍残液处理系统，包括以下步骤：

（1）将催化剂加入预处理残液收集罐中，搅拌，静置5

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20分钟，然后调节pH为3-5；(2)然后泵至分解沉淀池，通过加药装置加入次氯酸钠和碱，调节pH为6-8，反应静置6-12小时；在此过程中次磷酸盐和亚磷酸盐转化为正磷酸盐，同时与镍配位的部分络合剂被氧化破坏，直至残液中不含次磷酸盐和亚磷酸盐，得到溶液a。溶液a的ORP值不小于800mV；(3)溶液a静置，得到上清液b，通过加药装置向上清液b中加入石灰乳，调节上清液b的pH值不小于11。静置时间不少于2小时。 过程中，氢氧化镍、磷酸钙、亚磷酸钙析出，得到上清液C。(4)通过加药装置向上清液C中加入氯化钙与PAC的混合溶液，反应静置时间不少于2小时，在此过程中，去除残留的镍、磷，得到上层清液d，此时将底部的污泥通过污泥泵打入沉淀处理装置；(5)在上层清液d中通过加药装置加入PAM混凝剂进行吸附处理，反应静置时间不少于2小时，泥水分离后，上清液进入生物处理池循环使用，底部的污泥通过污泥泵打入沉淀池，进入物料处理装置。

10、优选地，所述催化剂为氧化铁、氧化镍纳米颗粒中的一种或多种的混合物；加入残液中的纳米颗粒的量为1

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15克/升。

11、优选的，所述络合剂与镍配​​位部分的氧化破坏的氧化处理时间为6～12小时。

12、优选地，所述石灰乳为10g氢氧化钙加100ml纯水配制而成。

13、优选的，所述氯化钙与PAC混合溶液中氯化钙与PAC的质量比为1:1。

14、本发明具有如下优点和益处：1）本发明发展了传统的化学镀镍残液分解氧化工艺，首次将化学镀镍残液处理方法中所使用的催化剂投入残液中，既可以提高分解氧化处理能力，又可以实现后续氧化剂添加量的一定减少，节约成本，有效处理含镍残液达到国家排放标准，此外，还可以简化化学镀镍残液处理设备，减轻工厂残液处理生产线的负担；2）本发明通过添加纳米粒子（氧化铁、氧化镍等）作为催化剂（纳米粒子的载体需采用海藻土、褐煤、活性炭等多孔廉价的材料），强氧化剂（次氯酸、过氧化氢、过硫酸盐等）进行预氧化，使次磷酸盐和亚磷酸盐转化为正磷酸盐后再进行生化处理，提高了氧化性能。 同时强氧化剂还能氧化破坏与镍配位的有机络合物，使分解后的镍变成游离的镍离子，磷和大部分镍被石灰乳（碳酸钙、氯化钙或其组合）沉淀出来，完成泥水分离。为保证镍、磷达标，在强碱性条件下加入氯化钙/PAC（聚合氯化铝），对残留的镍、磷进行混凝沉淀，最后加入PAM（聚丙烯酰胺）絮凝剂进行吸附沉淀处理，液体达到国家排放标准；3）本发明的方法有效地克服了现有技术中提到的F​​enton反应、化学氧化沉淀法、离子交换法等存在的缺陷。 它不需使用双氧水或不需要反复添加酸碱及昂贵的重金属捕捉剂，也不用考虑树脂交换容量有限的问题，使用更为方便，利于工业推广；4）由于第一步不是加入硫酸溶液，而是先在残液中加入催化剂，对残液进行预处理，保证了后续加入次氯酸钠的效果；这是因为先加入硫酸，形成强酸性环境，再加入次氯酸钠，次氯酸钠与硫酸之间会产生大量的氯气，而次氯酸钠直接与硫酸反应

催化剂为纳米粒子，如氧化铁、氧化镍等纳米粒子，氧化铁、氧化镍或硫酸亚铁等氧化物粒子中的二价铁离子及镍离子会转化成三价铁离子及镍离子。在氧化还原转化过程中，提高了次氯酸钠后续的氧化能力，类似效应，使次氯酸钠的氧化性更强，氧化分解效率更高。残液的酸度会控制在弱酸性环境中；5）省去了原来加碱溶液调节残液pH值的步骤，在复合氧化分解后直接加入石灰乳（石灰乳为氢氧化钙溶液），残液中有游离的镍离子，氢氧化钙中的氢氧化物与镍离子反应可以形成氢氧化镍沉淀，氢氧化钙中的钙离子与磷酸盐及亚磷酸盐反应可以形成磷酸钙及亚磷酸钙沉淀；缩短了整个周期，节省了成本； 6）由于上述氢氧化镍、磷酸钙、亚磷酸钙等沉淀虽然除去了大部分的镍和磷，但并未完全除去，因此还需要进一步用氯化钙除去剩余的镍和磷。PAC聚合氯化铝具有较强的架桥吸附性能，在水解过程中，发生的混凝、吸附、絮凝和沉淀过程，可以很快除去这些残留的钙盐，因此净化效果较好，而且可以循环使用，从而降低生产成本。

附图的简要说明

15、图1为实施例中车辆部件化学镀镍残液处理系统示意图；图2为实施例中车辆部件化学镀镍残液处理方法工艺流程图；其中，1.残液收集池，2.破网沉淀池，21.搅拌器，3.生物处理池，31.曝气装置，4.加药装置，41.喷嘴，42.加药泵，43.加药桶，5.沉淀物处理装置，51.储液罐，52.压滤机，53.污泥集料斗。

详细方法

16.为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施例进行描述，但应理解，这些描述仅用于进一步说明本发明的特征和优点，而非限制本发明的权利要求。

17.另外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应当作广义理解，例如，可以是固定连接，可拆卸连接，也可以是整体结构；可以是机械连接；可以是直接连接，也可以是通过中间介质间接连接，还可以是两个设备、元件或部件之间的内部连接。对于本领域的普通技术人员来说，可以根据具体情况来理解上述术语在本发明中的具体含义。

18、一种分解螯合氧化处理汽车零部件化学镀镍残液的系统，如图1所示，包括：残液收集池1、分解螯合沉淀池2和生物处理池3，残液收集池1通过泵与分解螯合沉淀池2相连，泵的出口处设有流量计，分解螯合沉淀池2通过泵与生物处理池3相连。

19、残液收集池1为10吨塑料桶；破网沉淀池2为钢结构，内壁设置环氧树脂三布五油防腐，总尺寸2m

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2 分钟

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3.5m，网破沉淀池还安装有一台2.2kw jb 2

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2.2不锈钢搅拌器21、在线pH计、在线ORP计，污泥泵设在分解沉淀池2底部，间歇运行，污泥泵具体参数如下：型号

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32uhb

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-5-

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5m3/小时扬程

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20 分钟

力量

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1.1kw生物处理池3内壁还设有环氧煤沥青防腐层，生物处理池3沿长度方向分成四个隔室，相邻四个隔室连通，靠近断网沉淀池2的两个隔室底部设有曝气装置31。

20、破网沉淀池2上设置有加药装置4，加药装置4包括喷嘴41、加药泵42和加药桶43，喷嘴41位于破网沉淀池2上方，喷嘴41与加药泵42通过管路连接，加药泵42与加药桶43连接；加药泵42的出口处设置有流量计。

21.还包括沉淀物处理装置5，沉淀物处理装置5包括储罐51和压滤机52，储罐51通过隔膜泵与压滤机52连接；储罐51为钢结构，内层采用环氧煤沥青防腐，还与污泥破碎沉淀池2、生物处理池3连接污泥泵，将污泥破碎沉淀池2、生物处理池3中的沉淀物泵入储罐51。压滤机52设置在2米高的平台上，平台下方设置污泥收集斗53，可直接将污泥装入袋中。隔膜泵配有空压机，型号为sal

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15、隔膜压机采用多级泵，1台，配2吨PP桶。

22、一种汽车部件化学镀镍残液的处理方法，如图2所示，采用上述汽车部件化学镀镍残液，采用螯合破除氧化处理系统对汽车部件化学镀镍残液进行处理，螯合破除沉淀池2内设有片碱、次硫酸钠、硫酸亚铁生产线酸洗液、氢氧化钙、氯化钙、PAC、PAM加药装置4各1套；生物处理池3由池A(水解池)、池O(接触氧化池)、mbr池组合而成，大小为3m

×

9 分钟

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3.5m，分为四个隔室，均为钢结构，环氧煤沥青防腐；水解池为钢结构，与接触氧化池共建，池内设有水下搅拌器，水解池出水靠重力自流进入接触氧化池；接触氧化池为钢结构，与水解池共建，设有两台三叶风机，一台用，一台备用；MBR池（膜生物反应器池）内设有MBR膜组件（型号LQ

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300)、吸污泵(自吸离心泵)、污泥回流泵、反冲洗泵(配2t反冲洗桶)、离线清洗槽；包括如下步骤：(1)将催化剂加入残液收集槽1中，搅拌后静置5

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20分钟，然后调节pH为3-5；(2)然后泵至分解沉淀池2，通过加药装置4加入次氯酸钠和碱，调节pH为6-8，反应静置6-8-12h；在此过程中次磷酸盐和亚磷酸盐转化为正磷酸盐，同时部分与镍形成配位的络合剂被氧化破坏，直至残液中不含次磷酸盐和亚磷酸盐，得到溶液a，溶液a的ORP值不小于800mv；(3)溶液a静置，得到上清液b，通过加药装置4向上清液b中加入石灰乳，调节上清液b的pH不小于11，反应静置时间不小于2小时。 在此过程中，氢氧化镍、磷酸钙、亚磷酸钙析出，得到上清液C。（4）通过加药装置4将氯化钙和PAC的混合溶液加入到上清液C中，反应静置时间不少于2小时，在此过程中，去除残留的镍和磷，得到上层清液d。此时，底部的污泥通过污泥泵泵入沉降物处理装置5；（5）通过加药装置4将PAM混凝剂加入到液体d中进行吸附处理，反应静置时间不少于2小时。泥水分离后，上清液进入生物处理池3循环使用，底部的污泥由污泥泵泵出。进入沉降物处理装置5。

23、实施例1汽车部件化学镀镍残液进水水质如下：残液pH值为6.3、总镍含量为90mg/l、总磷含量为150mg/l。

24、处理工艺：在镍后反应槽中加入500ml水，加入催化剂（氧化镍1g/l~1.5g/l），搅拌反应5~

20分钟后，调pH为4.5加入5ml次氯酸钠，搅拌6小时；加入7.5ml Ca(OH)2溶液，搅拌反应2小时；再加入5ml CaCl2/PAC溶液，搅拌5分钟，加入5ml PAM，缓慢搅拌，待沉淀产生后，取上清液进行检测。

25、汽车零部件化学镀镍残液水质为：残液pH值为6.6、总镍含量为0.01mg/l、总磷含量为0.8mg/l。

26、实施例2汽车部件化学镀镍残液进水水质如下：残液pH值为4.5、总镍含量为110mg/l、总磷含量为883mg/l。

27、处理工艺：镍后反应槽中水10吨，加入催化剂（7g/l~10g/l氧化镍），搅拌反应5~20分钟，调节pH为5.0，加入25l次氯酸钠

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28桶，pH变成7.5，搅拌2小时，静置过夜。第二天，排出1吨污泥，加入250L CA(OH)2溶液（含22.5kg CA(OH)2），搅拌2小时；再加入CaCl2/PAC溶液250L，搅拌5分钟，再加入250L PAM，慢慢搅拌至混合均匀待沉淀，取上清液检测。

28、汽车零部件化学镀镍残液水质情况：残液pH值为6.3、总镍含量为0.02mg/l、总磷含量为0.54mg/l。

29、处理后经检测总镍≤0.1mg/l，总磷≤1mg/l，pH值6-9。

30.从实施例1、2的数据结果可以看出，本发明的汽车部件化学镀镍残液处理系统及方法采用纳米粒子作为催化剂，提高了汽车部件化学镀镍残液的处理能力，后续氧化剂的添加可以实现一定的用量减少，节约成本，并能有效处理含镍残液达到国家排放标准，此外，还可以简化化学镀镍残液处理设备，减轻工厂残液处理生产线的负担。

31、本发明技术发展了传统的化学氧化沉淀工艺，提高了氧化沉淀效率，沉淀剂控制准确，减少试剂及固废用量，占地面积小，操作简单且可集成控制，不需要反复调节pH值，运行成本低。

32. 以上为本发明较佳实施例的描述，但不应理解为对权利要求的限制，本发明并不局限于上述实施例，其具体结构允许有变化，凡在本发明独立要求的保护范围内所作的各种变化均应视为在本发明的保护范围内。