公布日：2023.12.08
申请日：2023.09.14
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/22(2023.01)N;C02F1/38(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/
08(2023.01)N;C02F5/02(2023.01)N;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/20(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种处理镍厂废水的方法及其系统，该方法包括步骤如下：(1)将含镍废水中加入碱，调整其pH后，静置后再加入絮凝剂进行絮凝沉淀，得到预处理后的水；(2)将预处理后的水调节pH后，进行冷冻结晶后得到第一处理水，将第一处理水进行循环处理，得到污泥和第二处理水；(3)将第二处理水通过过滤处理后得到过滤处理水；(4)将过滤处理水加入超滤系统得到超滤处理水，将超滤处理水通入纳滤系统得到纳滤处理水和纳滤浓水；(5)将纳滤浓水通入反渗透系统中得到反渗透浓水和反渗透处理水，将所述浓水进一步通入MVR蒸发脱盐装置中，得到固体和脱盐处理水；本发明的处理镍厂废水的方法显著降低废水中镍离子含量和盐含量。
权利要求书
1.一种处理镍厂废水的方法，其特征在于，包括步骤如下：(1)将含镍废水中加入碱，调整其pH后，静置后再加入絮凝剂进行絮凝沉淀，得到预处理后的水；(2)将预处理后的水调节pH后，进行冷冻结晶后得到第一处理水，将第一处理水进行循环处理，得到污泥和第二处理水；(3)将第二处理水通过过滤处理后得到过滤处理水；(4)将过滤处理水加入超滤系统得到超滤处理水，将超滤处理水通入纳滤系统得到纳滤处理水和纳滤浓水；(5)将纳滤浓水通入反渗透系统中得到反渗透浓水和反渗透处理水，将所述浓水进一步通入MVR蒸发脱盐装置中，得到固体和脱盐处理水。
2.根据权利要求1所述的一种处理镍厂废水的方法，其特征在于，所述冷冻结晶中的温度≤0℃，冷冻时间为12-20h。
3.根据权利要求2所述的一种处理镍厂废水的方法，其特征在于，所述步骤(1)中pH为9-11，步骤(2)中pH为7-8.5。
4.根据权利要求1所述的一种处理镍厂废水的方法，其特征在于，所述步骤(3)中过滤处理的装置包括盘式过滤器、多介质过滤器、袋式过滤器、保安过滤器中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的一种处理镍厂废水的方法，其特征在于，所述保安过滤器和多介质过滤器的过滤精度为40-60μm。
6.根据权利要求1所述的一种处理镍厂废水的方法，其特征在于，所述超滤系统、纳滤系统和反渗透系统的运行温度为30-45℃。
7.根据权利要求1所述的一种处理镍厂废水的方法，其特征在于，所述纳滤系统中的压力为30-50Bar。
8.根据权利要求1所述的一种处理镍厂废水的方法，其特征在于，所述纳滤浓水的含盐量为30-40％。
9.根据权利要求1所述的一种处理镍厂废水的方法，其特征在于，所述反渗透系统中的压力为1-2MPa。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的处理镍厂废水的方法在处理镍厂废水上的应用。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的第一个方面提供了一种处理镍厂废水的方法，包括步骤如下：
(1)将含镍废水中加入碱，调整其pH后，静置15-30min后再加入絮凝剂进行絮凝沉淀，沉淀时间为2-20min，得到预处理后的水；
(2)将预处理后的水调节pH后，进行冷冻结晶后得到第一处理水，将第一处理水进行循环处理，得到污泥和第二处理水。
(3)将第二处理水通过过滤处理后得到过滤处理水。
(4)将过滤处理水加入超滤系统得到超滤处理水，将超滤处理水通入纳滤系统得到纳滤处理水和纳滤浓水。
(5)将纳滤浓水通入反渗透系统中得到反渗透浓水和反渗透处理水，将所述浓水进一步通入MVR蒸发脱盐装置中，得到盐水和脱盐处理水。
进一步优选的，所述步骤(1)中加入的碱的组成为氢氧化钠和碳酸钠，两者质量比为3：7，所述絮凝剂为常规絮凝剂，优选为聚合硫酸铁，浓度为200-1000mg/L。
进一步优选的，所述步骤(2)中冷冻结晶后经离心、过滤后得到第一处理水。
进一步优选的，所述步骤(2)中通过冷冻釜进行冷冻结晶后，再经卧式螺旋沉降离心机、盘式过滤器过滤后得到第一处理水。
进一步优选的，所述步骤(4)中的纳滤系统包括一级纳滤系统和二级纳滤系统，所述超滤处理水通过一级纳滤系统后得到中间处理水和浓水，所述浓水通入二级纳滤系统得到纳滤处理水和纳滤浓水。
优选的，所述冷冻结晶中的温度≤0℃，冷冻时间为12-20h。
进一步优选的，所述冷冻结晶中的温度为-8到0℃，冷冻时间为12-18h。
进一步优选的，所述冷冻结晶中的温度为-7℃，冷冻时间为12-16h。
优选的，所述步骤(1)中pH为9-11，步骤(2)中pH为7-8.5。
进一步优选的，所述步骤(1)中pH为9.5-10.5，步骤(2)中pH为7.5-8.5。
进一步优选的，所述步骤(1)中pH为10，步骤(2)中pH为8。
优选的，所述步骤(3)中过滤处理的装置包括盘式过滤器、多介质过滤器、袋式过滤器、保安过滤器中的至少一种。
进一步优选的，所述步骤(3)中过滤处理的装置为袋式过滤器、多介质过滤器和保安过滤器。
优选的，所述保安过滤器和多介质过滤器的过滤精度为40-60μm。
进一步优选的，所述保安过滤器和多介质过滤器的过滤精度为45-55μm。
进一步优选的，所述保安过滤器和多介质过滤器的过滤精度为50μm。
优选的，所述超滤系统、纳滤系统和反渗透系统的运行温度为30-45℃。
进一步优选的，所述超滤系统、纳滤系统和反渗透系统的运行温度为30-42℃。
进一步优选的，所述超滤系统、纳滤系统和反渗透系统的运行温度为40℃。
优选的，所述纳滤系统中的压力为30-50Bar。
进一步优选的，所述纳滤系统中的压力为35-45Bar。
进一步优选的，所述纳滤系统中的压力为40Bar。
优选的，所述纳滤浓水的含盐量为30-40％。
进一步优选的，所述纳滤浓水的含盐量为30-37％。
进一步优选的，所述纳滤浓水的含盐量为35％。
优选的，所述反渗透系统中的压力为1-2MPa。
进一步优选的，所述反渗透系统中的压力为1.2-1.8MPa。
进一步优选的，所述反渗透系统中的压力为1.5MPa。
本发明第二方面提供了一种处理镍厂废水的方法在处理镍厂废水上的应用。
本发明中的含镍废水包括硫酸盐、钙离子、镁离子、悬浮物等成分，通过絮凝沉淀除去了废水中大部分的钙离子、镁离子和悬浮物，降低了水的硬度，同时更有利于后续芒硝结晶的过程，避免废水内污染物过多导致晶体无法长大的问题，同时限定冷冻的温度为-8到0℃，析晶12h以上，此时废水中的硫酸钠随着温度的降低，其溶解度降低，硫酸盐晶体充分析出，显著降低了硫酸根的含量，但由于废水中还具有少量的污染物，析晶时间过长可能会导致污染物包裹在晶核外面，使晶体无法长大，只能获得微晶粉，导致后续离心过滤难以去除。
在上述基础上，调整膜系统运行温度为35-42℃，虽然一定程度上能够提高超滤、纳滤、反渗透膜的水通量，但温度过高一方面导致溶液中溶质的扩散速率较高，降低了盐分的拒除效果，导致除盐率降低，另一方面可能会使得水中的一些杂质加快反应导致腐蚀性能提高，对膜系统的寿命产生显著影响，同时限定纳滤系统中的进膜压力为40Bar，进一步提高脱盐率。
进一步限定经过纳滤膜后DTRO膜的进膜压力为1-2MPa，浓水的含盐量为30-35％，提高了通过膜的水通量，提高了脱盐率，避免浓水的含盐量过高导致浓度差越大，透盐率上升，反渗透膜的脱盐率下降的问题，同时避免进膜压力过高导致COD含量反而上升的问题。
有益效果：本发明的处理镍厂废水的方法能够极大程度上的降低含镍废水中悬浮物、COD等含量，显著降低了废水中的硬度，虽然加入了絮凝剂和酸碱，但是能够在后续处理中降低废水排放的含盐率，解决了现有技术中应用于水处理的化学沉淀法的含盐率较高的技术问题，同时排出的硫酸钠和氯化钠还能够回收利用，具有良好的推广前景；此外，本发明的处理工艺简单，并且膜系统稳定运行，能够一定程度上降低运行成本，实现了对废水的零排放，满足环保部门对镍厂生产废水排放的标准。
（发明人：张海军;余婷婷）