本发明属于废水处理装置，特别涉及一种高盐、低浓度含镍重金属废水处理及回收利用装置。
背景技术：
金属镍是电池的重要原料，因此电池原料生产厂的废水中含有重金属镍，重金属镍在自然界中很难降解为无害物质，如果废水不达标直接排放，不仅会严重污染环境，还会造成资源浪费。因此对重金属废水进行处理和回收利用十分必要，一方面可以保护环境，另一方面可以给企业带来一定的经济效益。
常规的含镍废水处理方法有：化学沉淀、离子交换、膜分离、电渗析、蒸馏等。化学沉淀的原理是镍离子在碱性条件下形成氢氧化镍沉淀，然后形成絮状氢氧化镍沉淀分离；离子交换的原理是离子交换基团在一定条件下与溶液中的离子进行离子交换；膜分离和电渗析是利用溶液的离子在反渗透压力或电场作用下，迁移通过反渗透膜或离子膜，实现卤水分离；蒸馏是利用卤水中水分的蒸发，将卤水分离。电池原料生产厂含镍废水的水质特点是镍离子含量低、钠离子含量高（20-30g/l），碱性化学沉淀处理的出水含镍离子0.8-1.2mg/l； 采用高铁酸盐沉淀法或电絮凝、电浮选法，出水镍离子为0.6-0.8mg/l；采用离子交换法，由于废水中钠离子含量达20-30g/l，离子交换后最佳镍含量为0.36mg/l，难以达到当地排放要求（0.2mg/l）。反渗透或纳滤膜分离是浓缩镍离子的方法，最终浓缩水仍为化学沉淀分离，镍离子不能回用。蒸馏也是一种浓缩的方法，结晶盐为混合盐，只能按危险废物处理，镍离子不能回用。因此，选择合适、高效的工艺处理低浓度含镍废水是电池原料废水处理的关键。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决背景技术中存在的问题，提供一种高盐低浓度含镍重金属废水处理及回收利用装置。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种高盐低浓度含镍重金属废水处理回用装置，包括pH调节罐、第一膜系统、第二膜系统、第三膜系统、pH校正罐、产水罐、输送泵和原水罐，所述原水罐通过输送泵与第一膜系统连接，第一膜系统与第二膜系统连接，第二膜系统与第三膜系统连接，第三膜系统分别与pH校正罐和产水罐连接，pH校正罐出口设有输送泵，产水罐尾部设有输送泵。
本发明中，第一膜系统、第二膜系统、第三膜系统均采用特种分离膜技术，特种分离膜的原理是在一定条件下形成氢氧化镍胶体，利用孔径大于纳滤孔径、小于超滤孔径的特殊孔径分离膜对氢氧化镍胶体进行分离，具有选择性分离，离子和水透过膜元件对氢氧化镍胶体进行拦截和浓缩。
本发明中第一膜系统、第二膜系统、第三膜系统均采用特殊的分离膜技术，该技术高效、节能、操作简便、占地面积少、可回收镍资源，在处理含镍废水方面具有明显的优势。
本发明解决了高盐低浓度含镍重金属废水中镍的回收及超低浓度含镍废水排放的技术问题。主要作用是回收低浓度镍离子，克服了常规高盐含镍废水处理技术无法满足超低排放浓度要求的问题。整个装置具有操作控制简单、系统运行稳定的特点，能高效处理含镍废水。
本发明在pH调节池中用氢氧化钠将含镍废水的pH值调节至11～13，形成氢氧化镍胶体。
本发明中，第一膜系统、第二膜系统、第三膜系统采用错流过滤操作方式，第一膜系统的浓缩倍数为7倍，第二膜系统的浓缩倍数为4倍，第三膜系统的浓缩倍数为2倍。
本发明中，第一膜系统、第二膜系统和第三膜系统均包括超滤分离膜、循环泵和管路。超滤分离膜的入口连接管路，超滤分离膜的出口连接管路，超滤分离膜入口管路和超滤分离膜出口管路之间连接有循环泵。第一膜系统包括至少7片超滤分离膜，第二膜系统包括至少4片超滤分离膜，第三膜系统包括至少2片超滤分离膜。
本发明中，所述超滤分离膜的材质为PVDF。
本发明中，所述超滤分离膜的孔径为0.01～0.1μm。
本发明中，通过pH调节池将含镍废水的pH值调节至6～9后排放。
本发明中，需要定期用pH=3的HNO3溶液、pH=12的NaOH溶液对第一膜系统、第二膜系统、第三膜系统进行清洗，以保证膜通量和镍离子分离率的恢复，保证废水出水镍离子含量小于0.2mg/L。
有益效果：本发明采用膜分离处理高盐低浓度含镍废水，抗冲击负荷能力强，受前道生产线出水中镍离子浓度变化影响小。本发明使用条件简单，操作方便，处理时受温度影响小，膜装置可承受废水温度变化范围大。处理过程中无人工操作，数据监控系统完善，可根据系统显示的数据及时调整处理情况。本发明对废水中高盐低浓度镍离子去除率可达98%，清水中镍离子浓度为
附图的简要说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本发明第一种膜系统的结构示意图；
图3为本发明第二种膜系统的结构示意图；
图4为本发明第三种膜系统的结构示意图。
详细方法
为了使本发明的技术手段、创造性特点、目的及其所达到的效果易于理解，下面结合具体附图对本发明作进一步详细描述。
参见图1高盐低浓度含镍重金属废水处理回用装置结构示意图，一种高盐低浓度含镍重金属废水处理回用装置，包括pH调节罐1、第一膜系统2、第二膜系统3、第三膜系统4、pH校正罐5、产水罐6及输送泵7和原水罐8，原水罐8通过输送泵7与第一膜系统2连接，第一膜系统2与第二膜系统3连接，第二膜系统3与第三膜系统4连接，第三膜系统4分别与pH校正罐5和产水罐6连接，pH校正罐5的出口设有输送泵7，产水罐6的尾部设有输送泵7。
本发明中，第一膜系统2、第二膜系统3、第三膜系统4均采用特种分离膜技术，特种分离膜的原理是在一定条件下形成氢氧化镍胶体，利用孔径大于纳滤孔径、小于超滤孔径的特殊孔径分离膜对氢氧化镍胶体进行分离，具有选择性分离，离子和水透过膜元件对氢氧化镍胶体进行拦截和浓缩。
本发明中第一膜系统2、第二膜系统3、第三膜系统4均采用专用分离膜技术，该技术高效、节能、操作简便、占用空间少，且能回收镍资源，在处理含镍废水方面具有明显的优势。
本发明解决了高盐低浓度含镍重金属废水中镍的回收及超低浓度含镍废水排放的技术问题。主要作用是回收低浓度镍离子，克服了常规高盐含镍废水处理技术无法满足超低排放浓度要求的问题。整个装置具有操作控制简单、系统运行稳定的特点，能高效处理含镍废水。
本发明中，pH调节槽1用氢氧化钠调节含镍废水的pH值至11～13，形成氢氧化镍胶体。
本发明中，第一膜系统2、第二膜系统3、第三膜系统4采用错流过滤操作方式，第一膜系统2的浓缩倍数为7倍浓缩倍数，第二膜系统3的浓缩倍数为4倍浓缩倍数，第三膜系统4的浓缩倍数为2倍浓缩倍数。
参见图2、图3、图4，分别为高盐低浓度含镍重金属废水处理回用装置第一膜系统结构示意图、高盐低浓度含镍重金属废水处理回用装置第二膜系统结构示意图、高盐低浓度含镍重金属废水处理回用装置第三膜系统结构示意图。 第一膜系统2、第二膜系统3、第三膜系统4均包括超滤分离膜9、循环泵10、管路11，超滤分离膜9的入口连接管路11，超滤分离膜9的出口连接管路11，循环泵10连接在超滤分离膜9入口处的管路11与超滤分离膜9出口处的管路11之间。第一膜系统2包括至少7片超滤分离膜9，第二膜系统3包括至少4片超滤分离膜9，第三膜系统4包括至少2片超滤分离膜9。
本发明中，超滤分离膜9的材质为PVDF。
本发明中，超滤分离膜9的孔径为0.01～0.1um。
本发明中，pH调节池5将含镍废水的pH值调节至6～9后排放。
本发明中，需要定期用pH=3的HNO3溶液、pH=12的NaOH溶液对第一膜系统2、第二膜系统3、第三膜系统4进行清洗，以保证膜通量和镍离子分离率的恢复，保证废水出水镍离子含量小于0.2mg/L。
示例 1
湖南某电池材料生产厂产生的含镍重金属废水，经常规化学处理工艺除镍后镍含量较低，排放废水中镍含量不能满足当地的排放标准。该电池厂采用化学沉淀法、电凝聚法、离子交换法对排放废水进行深度除镍中试，化学法和电凝聚法出水镍含量均高于0.6mg/l。离子交换法废水中钠离子含量较高，影响镍离子的去除形成氢氧化镍沉淀，出水镍含量高于0.36mg/l，不能满足当地的排放要求。本发明专用分离膜中试出水镍含量低于0.05mg/l，远低于当地环保排放指标。 由于浓缩水中不添加絮凝剂和助凝剂，高含镍浓缩水可直接返回生产线生产原料，不存在镍离子污染转移。专利处理技术是将含镍废水储罐、pH调节罐、增压泵、专用膜分离装置、pH回流水罐依次连接，高盐低浓度含镍废水经专用膜分离装置分离后清水达标排放，含镍浓缩液流回生产线。膜分离装置反洗溶剂为NaOH和HNO3。电池原料废水首先进入储水罐，经pH调节后由增压泵输送至膜系统，废水流经第一膜系统2、第二膜系统3、第三膜系统4后，产水流入产水池，可供厂内使用或作为膜反洗水。浓缩水返回生产线循环使用。
示例 2
电池原料生产厂废水中镍浓度通常在1mg/l左右，经本发明工艺处理后，出水镍离子浓度小于0.05mg/l，满足《湘江流域重金属污染防治实施方案》的标准，且保持了出水效果的稳定。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征以及本发明的优点。本领域技术人员应当理解，本发明不限于上述实施例。上述实施例和描述仅用于说明本发明的原理。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本发明可以有各种变化和改进，这些变化和改进均应落入本发明所保护的范围内。本发明的保护范围应由所附权利要求及其等效物限定。
技术特点：
技术摘要
一种高盐低浓度含镍重金属废水处理回用装置，包括pH调节池、第一膜系统、第二膜系统、第三膜系统、pH校正池、产水池、输送泵和原水池，原水池通过输送泵与第一膜系统连接，第一膜系统与第二膜系统连接，第二膜系统与第三膜系统连接，第三膜系统分别与pH校正池和产水池连接，pH校正池出口设有输送泵，产水池尾部设有输送泵。本发明大大降低了废水排放量和污水排放费用，对工业含镍废水节能减排具有重要意义。
技术研发人员：肖国俊； 徐子熙唐叔； 戴慧敏; 何浩云方志斌蒋正桐； 毛腾芳； 谭文杰
受保护技术使用人：湖南香牛环保产业有限公司。
技术开发日：2017.07.25
技术发布日期：2017.10.03