申请日期：2017.03.16
公佈（公告）日期：2017.05.24
IPC分类编号C02F9/06;/16
概括
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、磷污泥进行进一步的后处理，可以有效回收镍和磷。
摘要及附图
索赔
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，通过以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值为三维电解时不易产生阴极析氢的弱酸性状态；
步骤2、此后将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-；废水中的次磷酸和亚磷酸大部分经三维电解氧化为正磷酸，其镍络合态失去稳定；
步骤3、一级处理后的废水排入1#污泥沉淀池进行二级处理，调节pH值至8-9，加入混凝剂、絮凝剂进行污泥沉淀，得上清液；
步骤4、二级处理后产生的一级上清液排入2#调节池并调节pH值至2-4；
步骤5，之后将pH调节后的初级上清液排入双氧化罐进行三级处理，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，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8-9进行四级处理，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；
步骤7、将四级处理后产生的二级上清液排入3#调节池并调节pH值至4-5；
步骤八、以10-15bv/h的流速将调节好pH值的二级上清液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；
第九步，废水经离子交换系统处理后即为合格出水。
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：第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，其加入量为2-40kg/t；试剂为双氧水和硫酸亚铁的组合，其中双氧水浓度为30V％，其加入量为5-50ml/L，硫酸亚铁加入量为：5-60kg/t。
5.根据权利要求1所述的化学镀镍废水除磷和镍的方法，其特征在于：初级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-。
6.根据权利要求5所述的化学镀镍废水中磷和镍的去除方法，其特征在于：三维电解反应器中正、负电极均为石墨电极，复合电极中活性炭的粒径为1-5mm。
7.根据权利要求6所述的化学镀镍废水中除磷和镍的方法，其特征在于：所述铁碳中铁和碳的重量比为6:1。
8.一种化学镀镍废水除磷除镍处理系统，其特征在于：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，其中：
废水收集池收集总磷浓度150mg/L-700mg/L、镍浓度45mg/L-700mg/L的镀镍废水；
1#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值调节至5-6；
本发明对镀镍废水进行初级处理，包括阳极、阴极、阳极与阴极之间填充的三维电极及压缩空气输送结构，通过三维电解反应，镀镍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不稳定；
1#混凝沉淀池，将一级处理后的废水排入1#污泥沉淀池进行二级处理，加入混凝剂、絮凝剂进行污泥沉淀，产上清液；
2#调节罐，采用硫酸、盐酸、硝酸等无机酸中的一种或多种，将泵入调节罐的初上清液pH值调节为1-4；
双氧化池，将调节pH值的初级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，使初级上清液中的次磷酸和亚磷酸全部氧化为正磷酸，镍离子再次脱稳定化；
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，再次加入助凝剂、絮凝剂对二沉污泥进行沉淀，产出二级上清液；
3#调节罐，采用硫酸、盐酸、硝酸等无机酸中的一种或多种将四级处理后产生的二级上清液的pH值调节至4-5；
离子交换柱将调节pH值的二次上清液注入离子交换系统进行五级处理，吸附上清液中残留的镍离子。
9.根据权利要求8所述的化学镀镍废水除磷、镍的处理系统，其特征在于：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。
10.根据权利要求9所述的化学镀镍废水除磷、镍的处理系统，其特征在于：所述铁碳中铁与碳的重量比为6:1。
手动的
一种化学镀镍废水除磷除镍的方法及处理系统
技术领域
本发明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、镍的处理方法及所采用的处理系统。
背景技术
化学镀镍是一种有效提高工件耐腐蚀、耐磨性能的表面处理技术，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力度的不断加强，对污水排放中磷含量的控制也日趋严格。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，其中化学沉淀和吸附是比较常用的。
化学沉淀法是向水中加入碱调节废水pH值，然后加入混凝剂、絮凝剂，通过沉淀实现初步固液分离，再经过滤等精细处理后排放。化学沉淀法具有除磷效果好、处理成本低等优点，是目前应用最为广泛的方法。但该方法只能处理水中的正磷酸盐，对亚磷酸盐和次磷酸盐无法实现沉淀，无法达到达标排放的要求。
吸附是利用某些多孔或表面积大的固体材料对水中磷酸根离子的亲和力去除废水中磷的过程。通过物理吸附、离子交换或在吸附剂表面沉淀的方式将磷从废水中分离出来。化学镀镍废水中通常含有较高的螯合剂和缓冲剂含量，用吸附方法很难完全去除磷。
离子交换法、反渗透法等也面临同样的问题，因此对于化学镀镍废水中磷的处理，常规的单一方法无法有效持续达标排放。
发明内容
本发明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其所采用的处理系统。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：
本发明的化学镀镍废水除磷、除镍的方法，采用如下步骤，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的达标出水：
步骤1、将镀镍废水排入1#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、此后将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-；废水中的次磷酸和亚磷酸大部分经三维电解氧化为正磷酸，其镍络合态失去稳定；
步骤3、一级处理后的废水排入1#污泥沉淀池进行二级处理，调节pH值至8-9，加入混凝剂、絮凝剂进行污泥沉淀，得上清液；
步骤4、二级处理后产生的一级上清液排入2#调节池并调节pH值至2-4；
步骤5，之后将pH调节后的初级上清液排入双氧化罐进行三级处理，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，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8-9进行四级处理，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；
步骤7、将四级处理后产生的二级上清液排入3#调节池并调节pH值至4-5；
步骤八、以10-15bv/h的流速将调节好pH值的二级上清液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；
第九步，废水经离子交换系统处理后即为合格出水。
二级处理所采用的助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。
第四级处理所采用的助凝剂为氢氧化钠，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，其加入量为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％，其加入量为5～50ml/L，硫酸亚铁加入量为：5～60kg/t。
初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。
本发明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，其中：
废水收集池收集总磷浓度150mg/L-700mg/L、镍浓度45mg/L-700mg/L的镀镍废水；
1#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值调节至5-6；
本发明对镀镍废水进行初级处理，包括阳极、阴极、阳极与阴极之间填充的三维电极及压缩空气输送结构，通过三维电解反应，镀镍废水中的次磷酸和磷酸大部分被氧化为正磷酸，其中的镍络合物状态不稳定；
1#混凝沉淀池，将一级处理后的废水排入1#污泥沉淀池进行二级处理，加入混凝剂、絮凝剂进行污泥沉淀，产上清液；
2#调节罐，采用硫酸、盐酸、硝酸等无机酸中的一种或多种，将泵入调节罐的初上清液pH值调节为1-4；
双氧化池，将调节pH值的初级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，使初级上清液中的次磷酸和亚磷酸全部氧化为正磷酸，镍离子再次脱稳定化；
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，再次加入助凝剂、絮凝剂对二沉污泥进行沉淀，产出二级上清液；
3#调节罐，采用硫酸、盐酸、硝酸等无机酸中的一种或多种将四级处理后产生的二级上清液的pH值调节至4-5；
离子交换柱将调节pH值的二次上清液注入离子交换系统进行五级处理，吸附上清液中残留的镍离子。
本发明的处理系统中，三维电解反应器中，电解池中间设置阴极，两端设置阳极板，板间填充三维电极，水和压缩空气分别从电解池底部进入，水以溢流方式排出。
本发明的处理系统中，铁碳中铁与碳的重量比为6:1。
本发明采用三维电解技术，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、多次污泥沉淀反应，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彻底去除，出水最终达标排放。本发明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、磷污泥进一步进行后处理，可以有效回收镍、磷，本发明可以彻底解决化学镀镍废水中磷、镍不能持续达标的问题。经本发明方法处理后的废水中镍离子浓度远低于0.1ppm，总磷也达标排放，安全环保，有利于镍资源的回收再利用。