一种去除污水中镍的方法
专利名称：一种去除废水中镍的方法
技术领域：
本发明涉及一种去除污水中镍的方法，属于环境保护废水处理领域。
背景技术：
镍及其盐类虽然毒性较小，但作为具有生物效应的元素，镍能激活或抑制一系列酶（如精氨酸酶、羧化酶等）而引起其毒性作用。动物误食镍盐可引起口腔炎、牙龈炎和急性胃肠炎，损害心肌和肝脏。实验证明，镍对兔子的致死量为7～8mg/kg，镍及其化合物对人的皮肤、黏膜和呼吸道有刺激作用，可引起皮炎和气管炎，甚至引起肺炎。动物实验和人群观察证明，镍有蓄积作用，在肾、脾、肝中蓄积最多，可诱发鼻咽癌、肺癌。 同时镍对植物的生长也有不利的影响（镍对水稻产生毒性的临界浓度为20ppm），此外对水生生物有明显的毒性作用，因此国家对工业废水排放中镍含量有严格的要求，镍矿开采及冶炼、轻工业、机械制造、镍盐生产、金属加工等行业的废水中往往含有镍，特别是轻工业中镀镍的镍消耗量不仅占全国总镍消耗量的12-15%，而且镀镍工艺中镍的利用率也较低（电镀镍清洁生产三级标准综合利用率为88%），因此镀镍废水成为最大的镍污染隐患。 在镀镍工艺中，由于化学镀镍在镀层性能上具有电镀镍无法比拟的优越性，复杂形状镀件的镀覆难度大，由于化学镀镍采用的添加剂大多为食品级，不使用氰化物等有毒物质，因此化学镀镍比电镀镍更加环保，因此化学镀镍在很多领域都有取代电镀的可能。但与电镀相比，化学镀镍溶液稳定性较差，通常采用6-8个周期，即陈化，陈化镀液中仍含有10g/L左右的Ni+。由于化学镀镍老液中含有大量的NH和柠檬酸、乳酸等络合物，增加了处理的难度，处理不当不仅浪费资源，还会造成镍污染。目前含镍废水的处理主要有以下几种方法
①中和沉淀法
加碱调节pH，使Ni+以氢氧化镍沉淀形式除去。此法操作简单，是最常用的方法之一。但此法要求pH值非常高，才能使处理后的废水达标。用NaOH时沉淀较少，但成本高。用石灰虽然成本低，但产生的废渣较多，镍回收困难，有二次污染的隐患。中和过程中也容易形成氢氧化镍胶体沉淀，造成过滤困难。由于沉淀颗粒小，不易沉淀，需加入絮凝剂辅助沉淀。处理后的废水呈碱性，需用酸中和后才能排放。另外，当含镍废水中含有大量NH4+和络合能力强的有机物时，很难使处理后的废水达到废水排放要求。 ②硫化物沉淀法
硫化物沉淀法生成的硫化镍沉淀颗粒小，易形成胶体，同时硫化剂本身残留在水中（国家对工业废水中S2+含量也有严格要求），遇酸即生成硫化氢气体，造成环境污染。另外，用硫化法很难将Ni+含量降至1mg/L以下。 ③铁氧体法
废水氧化铁处理主要利用沉淀物的吸附性能，因此当废水中Ni+浓度过高或废水中含有NH4+、柠檬酸等络合物时，处理后的废水无法达标。另外废渣遇酸会溶解，存在二次污染风险。同时由于形成大量沉淀，镍回收困难。 ④溶剂萃取法
萃取法需要较多的萃取级数，废水中Ni+浓度难以处理至1mg/L以下，另外溶剂在萃取和再生过程中会损失大量的萃取剂，导致处理成本较高。 ⑤吸附法
常用的吸附剂有活性炭、腐殖酸、海泡石、树脂等。吸附法常用于处理Ni+浓度较低的废水。此法存在以下缺点：饱和吸附容量小，镍回收困难，处理不当造成二次污染，设备投资较大。 ⑥膜分离技术
包括反渗透、膜萃取、超滤等，由于膜分离只有当处理的废水达到一定的指标时才能正常运行，废水中的固体悬浮物、有机物、胶体物质等对膜的寿命有不利的影响。原水进入反渗透膜装置前必须采用一定的预处理措施。同时，膜处理工艺需要很高的压力，设备投资大，维护运行费用高。另外，浓缩液需要再次处理才能无害化。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种去除污水中镍的方法。本发明具有原料来源广泛、价格低廉、药剂用量相对较少、运行成本低、处理过程中不产生二次污染、镍去除效率高、去除率可达99.9%以上的特点。本发明所采用的技术方案是：本发明通过向含镍污水中加入聚合氯化铝、离子分散剂和表面活性剂，搅拌曝气，达到去除镍的目的。离子分散剂为五水偏硅酸钠、草酰乙酸、酮戊二酸中的一种；表面活性剂为二辛基琥珀磺酸钠、甘胆酸钠中的一种。微纳曝气器的气泡直径为0.1～0.3μm。本发明的具体操作步骤为：
（1）向含镍废水中依次加入聚合氯化铝铁进行絮凝沉淀；
（2）用烧碱将沉淀后的废水pH值调节至9.0～11.5；
(3)然后依次加入16-20ppm离子分散剂、5-10ppm表面活性剂，搅拌15-30分钟；
(4)然后将微纳米曝气器放入含镍废水中进行曝气处理，曝气15～30分钟后，废水上层出现一层油腻物质，用刮刀即可刮掉。本发明的有益效果是：
（1）工艺简单，运行成本低；
（2）处理效果显著，一次处理即可得到除镍废水；
（3）处理过程无二次污染，镍去除效率高，去除率可达99.9%以上。
具体实施例方式实施例1
(1)向含镍废水中依次加入聚合氯化铝铁进行絮凝沉淀；(2)用烧碱将沉淀后的废水pH调节至9.0；(3)依次加入16ppm离子分散剂和5ppm表面活性剂，搅拌15分钟；(4)然后将气泡直径为0.1μm的微纳曝气器放入含镍废水中进行曝气处理，曝气15分钟后，废水上层出现一层油状物质，用刮刀刮除，废水中镍含量由287mg/L降低至0.23mg/L，镍去除率达99.92%。实施例2
(1)向含镍废水中依次加入聚合氯化铝铁进行絮凝沉淀；(2)用烧碱将沉淀后的废水pH调节至10.0；(3)然后依次加入18ppm离子分散剂和8ppm表面活性剂，搅拌20分钟；(4)然后将气泡直径为0.2μm的微纳曝气器装入含镍废水中进行曝气处理。曝气20分钟后，废水上层出现一层油状物质，用刮刀刮除。废水中的镍含量由145mg/L降低至0.1mg/L，镍去除率达到99.93%。实施例3
（1）向含镍废水中依次加入聚合氯化铝铁进行絮凝沉淀；（2）用烧碱调节沉淀后的废水pH为11.0；（3）依次加入20ppm离子分散剂、10ppm表面活性剂，搅拌30min；（4）然后将气泡直径为0.3μm的微纳曝气器装入含镍废水中进行曝气处理，曝气30min后废水上层出现一层油状物质，用刮刀将其刮除，废水中镍含量由193mg/L降至0.12mg/L，镍去除率达99.94%。
权利请求
1.一种去除污水中镍的方法，其特征在于：(1)向含镍废水中依次加入聚合氯化铝铁进行絮凝沉淀；(2)用烧碱将沉淀后的废水pH值调节为9.0～11.5；(3)然后依次加入16～20ppm离子分散剂和5～10ppm表面活性剂，搅拌15～30分钟；(4)然后将微纳曝气器放入含镍废水中进行曝气处理，曝气15～30分钟后，废水上层出现一层油状物质，用刮刀即可刮除。
2.根据权利要求 1所述的一种污水中除镍的方法，其特征在于：所述离子分散剂为五水偏硅酸钠、草酰乙酸、酮戊二酸中的一种；所述表面活性剂为二辛基琥珀酸钠、甘胆酸钠中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种去除污水中镍的方法，其特征在于：微纳米曝气器的气泡直径为0.1～0.3μm。
全文摘要
本发明公开了一种污水中镍的去除方法，属于环保中的污水处理领域。本发明是通过向含镍污水中添加聚合氯化铝、离子分散剂和表面活性剂，搅拌曝气达到去除镍的目的。所述离子分散剂为五水偏硅酸钠、草酰乙酸、酮戊二酸中的一种；所述表面活性剂为二辛基琥珀酸磺酸钠、甘胆酸钠中的一种；所述微纳曝气器的气泡直径为0.1～0.3μm。本发明具有原料来源广泛、价格低廉、药剂用量相对较少、运行成本低、处理过程中不产生二次污染、镍去除效率高，去除率可达99.9%以上的特点。
文件号码/
公开日期 2013 年 4 月 3 日 申请日期 2012 年 12 月 7 日 优先权日期 2012 年 12 月 7 日
发明人：王伟申请人：常州大学