申请日2018.08.09
公开(公告)日2018.12.18
IPC分类号C02F9/06; C02F101/20
摘要
本发明公开了一种低浓度含强络合镍废水的处理方法，首先，将含镍废水调节pH为中性，经多介质过滤器、活性炭过滤器进行预处理后，再进入反渗透系统处理;将反渗透系统处理后的浓水调节pH后，依次进行铁碳微电解和芬顿反应;对芬顿反应后出水加入氧化剂;往氧化后的出水，加入还原剂还原;往还原反应后出水加碱，然后沉淀;将沉淀后得到的上清液调节pH后，用选择性螯合离子交换树脂吸附后排放。本发明公开的处理方法提高了后续破络措施的针对性和反应效率;产水率高、膜污染程度轻;可实现最终排水稳定达到出水总镍含量<0.1mg/L;运行费用低。
权利要求书
1.一种低浓度含强络合镍废水的处理方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)含镍废水调节pH为中性，经多介质过滤器、活性炭过滤器进行预处理后，再进入反渗透系统处理，反渗透系统处理后的产水回用;
(2)将反渗透系统处理后的浓水调节pH为2～5后，依次进行铁碳微电解和芬顿反应;
(3)对芬顿反应后出水加入氧化剂，进一步氧化并去除氨氮;
(4)往氧化后的出水，加入还原剂还原;
(5)往还原反应后出水加碱，使含镍废水呈碱性，然后沉淀;
(6)将沉淀后得到的上清液调节pH后，用选择性螯合离子交换树脂吸附后排放。
2.根据权利要求1所述的一种低浓度含强络合镍废水的处理方法，其特征是，步骤1所述的含镍废水总镍含量3-20mg/L，EDTA含量2-15mg/L，氨氮含量50-500mg/L的废水。
3.根据权利要求1所述的一种低浓度含强络合镍废水的处理方法，其特征是，步骤(1)中废水调节pH为6.5～8.5。
4.根据权利要求1所述的一种低浓度含强络合镍废水的处理方法，其特征是，步骤(1)中反渗透系统处理后的产水率为60%～75%。
5.根据权利要求1所述的一种低浓度含强络合镍废水的处理方法，其特征是，步骤(2)中的铁碳微电解反应需曝气反应30min～120min;步骤(2)中的芬顿氧化反应时间为30min～120min。
6.根据权利要求1或5所述的一种低浓度含强络合镍废水的处理方法，其特征是，步骤(2)中的芬顿反应需要加入药剂为H2O2和FeSO4，H2O2的加药量为1.0～2.0gH2O2/gCOD，FeSO4的加药量为0.4～0.6gFeSO4/gH2O2。
7.根据权利要求1所述的一种低浓度含强络合镍废水的处理方法，其特征是，步骤(3)中所述氧化剂为NaClO，其加药量为8～15g有效氯/g氨氮;氧化反应时间为20min～40min。
8.根据权利要求1所述的一种低浓度含强络合镍废水的处理方法，其特征是，步骤(4)中还原剂为NaHSO3，NaHSO3加药量根据氧化还原电位调节，维持氧化还原电位<150mV。
9.根据权利要求1所述的一种低浓度含强络合镍废水的处理方法，其特征是，步骤(5)中调节pH为8.5～12.0，且不加入混凝剂、絮凝剂;沉淀时间为1h～3h。
10.根据权利要求1所述的一种低浓度含强络合镍废水的处理方法，其特征是，步骤(6)中调节pH为3.0～5.0;所述选择性螯合离子交换树脂所用的螯合树脂塔的流速为7～15BV/h。
说明书
一种低浓度含强络合镍废水的处理方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种半导体行业所产生的低浓度含强络合镍废水的处理方法。
背景技术
半导体生产过程中的镀镍环节会产生大量的含镍废水。与传统电镀行业废水不同，半导体行业含镍废水具有一些独有的特征：废水量大、总镍浓度低但EDTA络合镍占比大、废水电导率低、氨氮浓度高。传统的含镍废水处理方法均不完全适用于该废水的处理与回用，如物化沉淀法、离子交换法、吸附法无法破坏EDTA-Ni螯合物的环状结构，造成沉淀出水总镍不达标;芬顿、电解等氧化预破络方法则对EDTA-Ni破络不充分、污泥量大、后期费用高;蒸发法则存在能耗高、造价高的问题。
专利文件(CN106698759 A)公开了一种化学镀镍废水零排放处理方法，此方法主要包括芬顿和UV光催化氧化预处理、均相膜、反渗透等组合工艺。但当废水含有EDTA等强络合剂时，芬顿和UV光催化氧化预处理加药量大、出水水质仍无法达到高标准排放要求(《电镀行业污染物排放标准》(GB21900-2008)表三，下文简称表三标准);而均相膜电渗析装置对进水水质要求较高，前期加入的大量芬顿试剂，造成废水电导率高、水质波动较大，易造成装置更换频繁，进而产生投资高、电耗高、运行费用高的问题。
专利文件(CN105461119 A)公开了阳极氧化封孔产生的含镍废水的处理方法及处理系统，主要步骤包括破络预处理、芬顿、调碱混凝沉淀和离子吸附。该方法包括了各种破络工艺的组合，亦会大幅增加污泥产生量，进而产生较高的污泥处理费用。该系统出水全部排放，并未提出污水回用措施。
由上述内容可知，现有工艺的主要问题集中在强络合物的破络处理、废水的回用等方面。鉴于半导体行业含镍废水的独有特性，需要一种统筹考虑废水高标准排放与回用、污泥减量的工艺。
发明内容
发明目的：本发明提供一种低浓度含强络合镍废水的处理方法，以解决现有技术存在的废水回用率低、破络不充分、出水总镍无法达到排放标准等问题。
技术方案：本发明公开了一种低浓度含强络合镍废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)含镍废水调节pH为中性，经多介质过滤器、活性炭过滤器进行预处理后，再进入反渗透系统处理，反渗透系统处理后的产水回用;
(2)将反渗透系统处理后的浓水调节pH为2～5后，依次进行铁碳微电解和芬顿反应;
(3)对芬顿反应后出水加入氧化剂，进一步氧化并去除氨氮;
(4)往氧化后的出水，加入还原剂还原;
(5)往还原反应后出水加碱，使含镍废水呈碱性，然后沉淀;
(6)将沉淀后得到的上清液调节pH后，用选择性螯合离子交换树脂吸附后排放。
11、其中，步骤1所述的含镍废水总镍含量3-20mg/L，EDTA含量2-15mg/L，氨氮含量50-500mg/L的废水。
其中，步骤(1)中废水调节pH为6.5～8.5。
其中，步骤(1)中反渗透系统处理后的产水率为60%～75%。
其中，步骤(2)中的铁碳微电解反应需曝气反应30min～120min;步骤(2)中的芬顿氧化反应时间为30min～120min。
其中，步骤(2)中的芬顿反应需要加入药剂为H2O2和FeSO4，H2O2的加药量为1.0～2.0gH2O2/gCOD，FeSO4的加药量为0.4～0.6gFeSO4/gH2O2。
其中，步骤(3)中所述氧化剂为NaClO，其加药量为8～15g有效氯/g氨氮;氧化反应时间为20min～40min。
其中，步骤(4)中还原剂为NaHSO3，NaHSO3加药量根据氧化还原电位调节，维持氧化还原电位<150mV。
其中，步骤(5)中调节pH为8.5～12.0，且不加入混凝剂、絮凝剂;沉淀时间为1h～3h。
其中，步骤(6)中调节pH为3.0～5.0;所述选择性螯合离子交换树脂所用的螯合树脂塔的流速为7～15BV/h。
有益效果：本发明公开的低浓度含强络合镍废水的处理方法具有以下优点：
1)针对半导体行业含镍废水电导率低、镍浓度低和污染较轻的特点，废水仅经调节pH和过滤后，利用反渗透进行浓缩，产水回用，浓水再进行深度处理。前置浓缩过程提高了废水(浓水)中镍离子和强络合物的浓度，提高了后续破络措施的针对性和反应效率，并有效降低了废水处理设施的规模、造价和运行成本。
2)废水进入反渗透系统前未加入氧化剂、絮凝剂，因此RO进水电导率低、产水率高、膜污染程度轻。
3)铁碳微电解、芬顿氧化、氧化除氨氮等工艺组合，充分考虑了该类废水含有EDTA络合镍、高氨氮的水质特点，可实现最终排水稳定达到表三的标准，即出水总镍含量<0.1mg/L。
4)废水沉淀前不加聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)等混凝剂、絮凝剂，而是利用强氧化过程产生的Fe3+和加入的碱进行絮凝反应，进一步降低了运行费用。