化学镀镍废水处理去除总磷的方法
专利名称：一种去除化学镀镍废水中总磷的方法
技术领域：
本发明具体涉及一种去除化学镀镍废水总磷的处理方法，适用于处理电子通信耐腐蚀器件加工、印刷电路板行业(PCB)、电镀等行业以次磷酸钠为还原剂的防腐电镀工序排出的含镍废水，实现资源回收再利用。
背景技术：
化学镀镍是一种有效提高工件耐腐蚀性、耐磨性的表面处理技术，在印刷电路板（PCB）、五金电镀、化工等多个行业得到广泛应用。现有化学镀镍液的主要成分为还原剂次磷酸钠及各种有机酸络合剂如柠檬酸、乳酸、苹果酸、pH值调节剂等，因其稳定性较电镀镍差，通常使用5个周期（MT0）左右即老化报废。因此化学镀镍废槽液及洗涤水的特点是含磷量高（次磷酸及亚磷酸）及有机络合剂含量多，镍离子被络合剂强烈络合，处理达标难度大，是公认的难治理废水。 目前常用的含镍废水处理方法是化学沉淀法，即用石灰调节含镍废水的pH值，再加入金属补充剂进行中和、混凝、絮凝、沉淀等处理。此外，还有离子交换法、吸附法、电渗析法、蒸发浓缩法和反渗透法，但这些方法处理后的废水不能达到国家一级排放标准(镍离子浓度
发明内容
针对现有技术存在的诸多不足，本发明的目的在于提供一种去除化学镀镍废水中总磷的方法，所采用的技术方案为：一种去除化学镀镍废水中总磷的方法，包括先调节化学镀镍废水的pH值为3.4，然后在pH值为3.4的条件下依次对化学镀镍废水进行强碱性阴离子交换处理、强酸性阳离子交换处理和氧化处理，再对化学镀镍废水进行脉冲电凝聚处理，然后调节化学镀镍废水的pH值>12，并加入混凝剂使化学镀镍废水中的悬浮物沉降，分离沉淀物后调节上清液中的镍浓度。
(3)强酸性阳离子交换处理：用强酸性阳离子交换树脂处理化学镀镍废水，吸附化学镀镍废水中含有的镍离子； (4)氧化处理：在化学镀镍废水中添加氧化剂，与铁碳微电解产生二价铁离子催化剂，产生协同效应； (5)以铁碳微电解产生的二价铁离子为催化剂进行催化氧化，与双氧水产生协同效应，可产生稳定、连续的芬试剂效应； (6)脉冲电凝聚：利用耗材铁板作为阴极和阳极板，施加脉冲电压及正负逆向转换，将次磷酸全部氧化为正磷酸，并将镍离子还原至达标排放； (7)固液分离：调节化学镀镍废水pH值>12，加入混凝剂，使化学镀镍废水中的悬浮物形成胶体混凝沉淀，然后在沉淀池中实现固液分离，上清液达到排放标准。强碱性阴离子交换树脂包括强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂。强酸性阳离子交换树脂采用基质上带有磺酸基的苯乙烯-二乙烯基苯共聚树脂。氧化剂包括双氧水，其消耗量为每升化学镀镍废水需要210ml双氧水，催化氧化处理时间为11.5小时。双氧水的浓度优选为30V/V%。前述混凝剂包括PAM混凝剂。 前述步骤(5)催化氧化过程中，铁与碳经微电解，在pH值为3～4的酸性条件下发生氧化还原反应，稳定地生成二价铁离子Fe2+作为催化剂，在含有过氧化氢的废液中产生稳定、连续的“(试剂)”效应，将次磷酸、亚磷酸氧化并导致大分子有机络合剂断链为小分子。
更具体的，前述铁碳微电解是将铁屑和碳粒浸入酸性废水中，由于铁和碳之间存在电极电位差，废水中会形成无数微电解液，这些微电解液以电位低的铁为阳极，以电位高的碳为阴极，在含有酸性电解液的水溶液中发生电化学反应，反应的结果是铁被腐蚀，变成二价铁离子进入溶液中。也就是说，在酸性条件下，可以不断产生二价铁离子，双氧化反应自动产生芬顿试剂效应。前述步骤（6）脉冲电凝聚过程中，阴阳极板均为消耗性铁板，脉冲正负反转，进一步氧化将次磷酸全部氧化为正磷酸，并还原镍离子，达到排放标准。具体工艺可参见本案发明人提出的发明号的发明专利说明书。 前述步骤（7）的固液分离过程中，通过调节pH值≤12，生成的铁离子Fe3+进一步生成Fe(OH)3絮凝剂，吸附废水中的悬浮物，再加入PAM混凝剂形成胶体混凝，在沉淀池中实现固液分离。该方法还包括对步骤（3）中吸附镍离子至饱和状态的强酸性阳离子交换树脂进行解吸再生，对再生液进行处理得到金属镍。与现有技术相比，本发明的优点在于，经过本发明方法处理后的废水中镍离子浓度远低于0.1ppm，总磷也达到排放标准，安全环保，有利于镍资源的回收再利用。
图1为本发明化学镀镍废水处理的工艺流程图。
具体实施方式参见图1，本发明去除化学镀镍废水中总磷的方法是将化学镀镍废槽液、化学镀镍洗水和硝酸盐槽液(统称“含镍废水”)混合，然后依次进行以下步骤：步骤1：调节含镍废水的pH值为3-4，使其适合进行阴、阳离子交换；以下步骤：
（2）、（3）、（4）、（5）均在pH值为3-4的条件下进行；步骤2采用强碱性阴离子交换树脂对含镍废水络合物进行破碎，使镍络合物不稳定；步骤3采用强酸性阳离子交换树脂吸附镍离子，回收镍资源，将镍离子浓度降低至
60倍。处理前镍废槽液水质分析如下
权利请求
1.一种去除化学镀镍废水中总磷的方法，其特征在于：该方法包括先调节化学镀镍废水的pH值至3.4，然后在pH值3.4的条件下依次进行强碱性阴离子交换处理、强酸性阳离子交换处理、氧化处理，再对化学镀镍废水进行脉冲电凝聚处理，然后调节化学镀镍废水的pH值至>12，并加入混凝剂使化学镀镍废水中的悬浮物沉降，沉淀物分离后，上清液中镍浓度<0.1ppm，达标排放。
2.根据权利要求1所述的去除化学镀镍废水中总磷的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：(1)pH调节：调节化学镀镍废水的pH值至3.4，并使后续步骤(2)至(5)均在此pH值条件下进行；(2)强碱性阴离子交换处理：利用强碱性阴离子交换树脂对化学镀镍废水进行断络，使镍络合物不稳定；(3)强酸性阳离子交换处理：利用强酸性阳离子交换树脂对化学镀镍废水进行处理，吸附化学镀镍废水中所含的镍离子；(4)氧化处理：向化学镀镍废水中添加氧化剂；(5)催化氧化：利用化学镀镍废水中铁和碳微电解生成的Fe2+作为催化剂，与双氧水产生协同作用，产生稳定、持续的芬试剂效果； (6)脉冲电凝聚利用耗材铁板作为阴极板和阳极板，施加脉冲电压及正负逆向转换，直至次磷酸、亚磷酸全部氧化为正磷酸，镍离子含量降低至达到排放标准为止；(7)固液分离调节化学镀镍废水pH值>12，并投加混凝剂，使化学镀镍废水中的悬浮物形成胶体混凝沉淀，再经过沉淀池实现固液分离，上清液达到排放标准。
3.根据权利要求2所述的去除化学镀镍废水中总磷的方法，其特征在于：所述的强碱性阴离子交换树脂包括强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂。
4.根据权利要求2所述的去除化学镀镍废水中总磷的方法，其特征在于：所述的强酸性阳离子交换树脂采用基质上带有磺酸基的苯乙烯-二乙烯基苯共聚树脂。
5、 根据权利要求 2 所述的去除化学镀镍废水中总磷的方法， 其特征在于： 所述氧化剂包括双氧水， 其投加量为每升化学镀镍废水加入 2 IOml双氧水， 催化氧化处理时间为 1 1. 5 小时。
6、根据权利要求5所述去除化学镀镍废水中总磷的方法，其特征在于：所述双氧水的浓度为30V/V％。
7.根据权利要求2所述的去除化学镀镍废水中总磷的方法，其特征在于：所述的助凝剂包括PAM助凝剂。
8.根据权利要求2所述的去除化学镀镍废水中总磷的方法，其特征在于步骤（3）中，在用强酸性阳离子交换树脂处理化学镀镍废水后，还进行回收镍的操作。
全文摘要
本发明公开了一种化学镀镍废水去除总磷的处理方法，包括以下步骤：（1）将含镍废水（以下简称废水）收集于混合池中，调节pH值至3～4；（2）将废水用强碱性阴离子交换处理，使络合物脱稳定；（3）将废水用强酸性阳离子交换处理，回收镍；（4）向废水中加入氧化剂；（5）将废水用催化氧化处理，将次磷酸、亚磷酸氧化为正磷酸，将大分子有机络合剂降解为小分子，使其失去络合能力；（6）将废水用脉冲电凝聚处理，降低镍离子排放浓度；（7）将废水用固液分离处理，调节pH值，进行絮凝，使悬浮物和污泥凝聚并易于沉淀分离，使上清液达到排放标准。 本发明可使含镍废水处理后直接达到国家一级排放标准(镍浓度<0.1ppm)，同时还可实现镍资源的回收利用，提高废水处理的经济效益。
文件号码/
公开日期 2013 年 3 月 20 日 申请日期 2012 年 11 月 30 日 优先权日期 2012 年 11 月 30 日
发明人：冯云翔 申请人：冯云翔