申请日2017.02.28
公开(公告)日2017.05.31
IPC分类号C02F9/04; C22B23/00; C22B7/00; C02F103/16
摘要
本发明公开一种电镀含镍废水的处理方法，包括以下步骤：废水中加入氢氧化钠，调节pH值至8.5～12.0，回收氢氧化镍沉淀，上清液自流入氧化池中，再先后加入次氯酸钙和氢氧化钙‑羟基氧化镍于氧化池中进行充分反应;然后自流入加有聚丙烯酰胺的混凝池及第二沉淀池进行混凝沉淀，上清液排入调节池并检测是否达标;沉淀物部分回流到氧化池，剩余部分回流进水口与原水混合。本发明提供的方法，利用氢氧化钙‑羟基氧化镍加速次氯酸转化为自由氧而加速自由氧与络合镍的反应，同时利用氢氧化钙的吸附作用捕获络合镍和催化剂，加速破络反应，并利用废水中镍使其处理后生产反应所需的催化剂，最终实现镍的全部回收，降低了废水处理成本。
权利要求书
1.一种电镀含镍废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在第一沉淀池的电镀废水中加入氢氧化钠，将pH值调节至8.5～12.0，以去除离子态镍和减少氰化物的散出，并回收氢氧化镍沉淀;
(2)打开阀门使步骤(1)中的废水自流入氧化池中，再将定量的次氯酸钙均匀混合于氧化池废水中，再并往氧化池中添加氢氧化钙-羟基氧化镍，开启搅拌装置进行充分反应;
(3)步骤(2)中的废水自流入混凝池中，在混凝池中添加聚丙烯酰胺(PAM)作为絮凝剂，然后开启搅拌机开始搅拌。
(4)打开阀门使步骤(3)中的废水自流入第二沉淀池进行固液分离，沉淀2小时后大部分氢氧化钙-羟基氧化镍沉淀物回流到所述步骤(2)中的氧化池中，小部分沉淀物回流至原水口再进入第一沉淀池，上清液排入调节池。
(5)加入硫酸将步骤(4)中反应后上清液的pH于调节池中调节至8～9，并检测上清液水质达标后排放。
2.根据权利要求1所述的电镀含镍废水的处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中次氯酸钙的加入量为每吨废水中1.2～2kg，氢氧化钙-羟基氧化镍的加入量为每升废水中0.2～0.5mol，氧化时间为4小时，搅拌速度为150r/min。
3.根据权利要求1所述的电镀含镍废水的处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中废水在混凝池中的搅拌停留时间为10～15min;所述混凝池分为两格，第一格为快混池，转速控制在300r/min，第二格为慢混池，转速控制在50r/min，废水中分散的胶体粒子通过絮凝剂的絮凝作用形成较大颗粒后由快混池自流入慢混池中。
4.根据权利要求1所述的电镀含镍废水的处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中聚丙烯酰胺的加入量为每吨废水中加入3～10g。
5.根据权利要求1所述的电镀含镍废水的处理方法，其特征在于，所述步骤(4)步中沉淀池的表面负荷为1.2m3/(m2·h)，停留时间为2小时。
6.根据权利要求1所述的电镀含镍废水的处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中氧化池需要加盖密封。
说明书
一种电镀含镍废水的处理方法
技术领域
本发明涉及环保废水处理技术领域，特别涉及一种电镀含镍废水的处理方法。
背景技术
镍作为电镀行业废水中常见的重金属离子，对我国经济社会的发展起到了很大的促进作用。虽然镍是生物必需的微量元素之一，但过量的镍能阻滞植物生长发育，导致植物生长不良，对植物造成危害甚至死亡。同时，镍可以在植物体内积累，当超出正常含量的植物进入食物链时就会影响动物乃至人类的健康，镍的毒性与镍的形态有关，金属镍一般不会有急性毒性，但是胶体镍、络合镍、羰基镍往往毒性很大。研究表明，天然水体中镍的含量约为0.5ug/L，WHO建议饮用水中的镍浓度不要超多0.02mg/L，因此处理工业上大量镍作为电镀金属生产的废水应该从严。
环保部门规定电镀行业向外排放的废水镍含量必须严格达到规定的排放标准，根据环保部发布的《电镀污染物排放标准(GB21900-2008)》表3，允许排入水体的电镀废水中总镍浓度最高为0.1mg/L，因此，找到高效合理的除镍技术在日益倡导绿色环保的今天显得尤为重要。
目前处理含镍废水的方法主要有化学处理法、离子交换法、吸附法、膜分离技术以及生物法等。其中，化学处理法包括中和沉淀法、硫化物沉淀法以及氢氧化钙-羟基氧化镍法等，化学处理法工艺流程简单、操作方便、技术成熟是最常用的方法之一，但化学处理法占地面积大且很难稳定达标;离子交换法对于回收废水中有价值的镍和提高水的循环利用率具有很好的效果，但其操作工序较为复杂，离子交换树脂也常因为其他有机污染物的影响而使得寿命减短进而影响整个系统的处理效果;吸附法是利用吸附剂的独特结构去除重金属离子的一种方法，沸石、活性炭和腐殖酸等常被作为处理电镀含镍废水的吸附剂，但是目前工业上使用的吸附剂普遍价格昂贵并且吸附剂的再生和二次污染也是需要着重考虑的问题;膜分离技术应用于电镀含镍废水具有可以有效去除废水中的镍离子，设备简单，无需添加化学试剂等优点，但膜组件价格昂贵且在使用过程中会产生膜污染和膜堵塞，运行成本较高;生物处理法具有广阔的前景，但目前对于生物吸附剂和重金属之间的反应动力学认识还不够充分，吸附容量大的生物吸附剂也有待开发，离在工业上广泛应用还有一段距离。
专利号为201610340999.3的中国专利公开了一种电镀含镍废水的高效处理方法，利用微电解反应器进行了两次微电解，虽然出水镍可以达标排放，但是其工艺复杂并将产生大量污泥，污泥后续处理复杂，镍的回收利用价值低，因此，急需开发一种更加高效的综合处理电镀含镍废水的处理方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用氢氧化钙-羟基氧化镍催化次氯酸对电镀含镍废水进行处理的方法以解决现有技术中反应慢、破络不彻底和废渣量大的问题。
本发明通过以下技术方案来实现发明目的：
一种电镀含镍废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)在电镀废水中加入氢氧化钠，将pH值调节至8.5～12.0，以去除离子态镍和减少氰化物的散出，并回收氢氧化镍沉淀;
(2)打开阀门使步骤(1)中的废水自流入氧化池中，再将定量的次氯酸钙均匀混合于氧化池废水中，再并往氧化池中添加氢氧化钙-羟基氧化镍，开启搅拌装置进行充分反应;
(3)步骤(2)中的废水自流入混凝池中，在混凝池中添加聚丙烯酰胺(PAM)作为絮凝剂，然后开启搅拌机开始搅拌。
(4)打开阀门使步骤(3)中的废水自流入沉淀池进行固液分离，沉淀2小时后大部分氢氧化钙-羟基氧化镍沉淀物回流到所述步骤(2)中的氧化池中，小部分沉淀物回流至原水口，上清液排入调节池。
(5)加入硫酸将步骤(4)中反应后上清液的pH于调节池中调节至8～9，并检测上清液水质达标后排放。
进一步地，所述步骤(2)中次氯酸钙的加入量为每吨废水中1.2～2kg，氢氧化钙-羟基氧化镍的加入量为每升废水中0.2～0.5mol，氧化时间为4小时，搅拌速度为150r/min，由此，在步骤(2)中加入氢氧化钙-羟基氧化镍使其中的羟基氧化镍促进了次氯酸根的分解，其反应方式式如下：NiOOH+ClO-=NiOOH+Cl-+[O]，增加了水体中自由氧的含量，而氢氧化钙-羟基氧化镍中氢氧化钙能对镍离子和络合镍同时进行吸附，这就增加了自由氧与废水中络合镍EDTA-Ni的碰撞机率，加速了其对EDTA-Ni的破络。
进一步地，所述步骤(3)中废水在混凝池中的搅拌停留时间为10～15min;所述混凝池分为两格，第一格为快混池，转速控制在300r/min，第二格为慢混池，转速控制在50r/min，废水中的分散的胶体粒子通过絮凝剂作用絮凝成较大颗粒后由快混池自流入慢混池中。由此，快混池的转速控制在300r/min，使废水在快混池中与氢氧化钠和PAM快速混合反应，在快速的搅拌作用下，破坏粒子稳定性从而增加粒子与粒子间彼此碰撞的机率;同时PAM高分子絮凝剂通过吸附架桥和网捕卷扫作用将废水中细小分散的胶体粒子絮凝成较大颗粒，以便利于步骤(4)中的固液分离，在形成大颗粒后，废水自流进入慢混池，搅拌机的转速控制在50r/min才不会破坏大颗粒，并能继续保持让小颗粒被凝聚成大颗粒。
进一步地，所述聚丙烯酰胺的加入量为每吨废水中加入3～10g。
进一步地，所述步骤(4)中沉淀池的表面负荷为1.2m3/(m2·h)，停留时间为2小时，沉淀池所产生的沉淀主要是前期添加的氢氧化钙-羟基氧化镍，沉淀后再将其回流进入氧化池，使其得到循环利用，定期将部分沉淀回流进入加碱沉淀池，使去除的镍得到充分的回收利用，使得整个体系的镍都能够得到回收利用，消除了其他化学氧化法的需要处理沉淀物步骤，大大降低了废水处理成本。
进一步地，所述步骤(2)中氧化池需要加盖密封。
本发明提供的电镀含镍废水的处理方法具有以下有益效果：
(1)利用氢氧化钙-羟基氧化镍进行催化，能加速次氯酸转化为自由基，产生大量自由氧，增加了水体中自由氧的含量，而氢氧化钙/羟基氧化镍中氢氧化钙能同时吸附镍离子和络合镍EDTA-Ni，增加了自由氧与EDTA-Ni的碰撞机率，提高了对EDTA-Ni的破络彻底性，同时氢氧化钙有利于后续混凝反应，使得离子态镍离子被迅速捕集从而提高了去除率;
(2)新产生的羟基氧化镍沉淀可再回流进入氧化池，不仅得到循环利用同时随着催化剂量的增加也能够加速EDTA-Ni的破络;另外定期将部分沉淀回流进入加碱沉淀池，使去除的镍得到充分的回收利用，使得整个体系的镍都能够得到回收利用，无需再另外处理沉淀物，大大降低了废水处理成本;
(3)利用氢氧化钙-羟基氧化镍催化氧化处理电镀含镍废水所采用的反应器结构简单，工程造价低，操作简便，运行费用低，且镍能全部回收有利于推广应用。