申请日 20190604
公开（公告）日 20201204
IPC分类号 C02F9/06; C02F9/08; C02F103/16; C02F101/20; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种化学镀镍废水零排放处理系统及处理方法，一种化学镀镍废水零排放处理系统，包括依次连通的镍废水收集罐、袋式过滤器、管式微滤、中间水箱、第一增压泵、超滤、纳滤、反渗透膜、高压反渗透膜和电化学装置，其中，管式微滤的浓水出口与含镍废水收集罐回水口连通，所述的镍废水收集罐内设置有氧化装置和搅拌装置；本发明的化学镀镍废水零排放处理系统，适用于化学镀工业废水处理。本发明主要采用管式微滤、特种超滤、特种纳滤、高压反渗透等新型膜技术材料，形成针对化学镀废水的膜处理工艺。
权利要求书
1.一种化学镀镍废水零排放处理系统，其特征在于：包括依次连通的镍废水收集罐、袋式过滤器、管式微滤、中间水箱、第一增压泵、超滤、纳滤、反渗透膜、高压反渗透膜和电化学装置，其中，管式微滤的浓水出口与含镍废水收集罐回水口连通，所述的镍废水收集罐内设置有氧化装置和搅拌装置；
所述的反渗透膜的进水侧与所述的纳滤的淡水侧连通，所述的反渗透膜的浓水侧连接至增压泵进水侧，反渗透膜的淡水侧达标排放，
所述的高压反渗透膜的进水侧经第二增压泵与所述的纳滤的浓水侧连通，高压反渗透膜的淡水侧连接至第一增压泵进水侧，高压反渗透膜的浓水侧设置有电导率仪以控制其连接至第一增压泵进水侧或电化学装置，电化学装置废水出口与纳滤过滤组件进水口连接，产品出口得到回收的重金属。
2.根据权利要求1所述的一种化学镀镍废水零排放处理系统，其特征在于：管式微滤的冲洗机构包括压缩空气源、电动阀门DV2和反洗柱。
3.根据权利要求1所述的一种化学镀镍废水零排放处理系统，其特征在于：所述的连通通过管路连接，在管路上对应设置的pH传感器、电导率传感器、压力传感器、流量传感器以或阀门。
4.根据权利要求1所述的一种化学镀镍废水零排放处理系统，其特征在于：所述氧化装置为紫外-臭氧联合氧化装置或紫外氧化装置。
5.根据权利要求4所述的一种化学镀镍废水零排放处理系统，其特征在于：紫外氧化装置包括紫外灯和石英玻璃管，石英玻璃管套装于紫外灯外且两端密封以将紫外灯与废水环境隔离，石英玻璃管外侧有二氧化钛镀层。
6.根据权利要求1所述的一种化学镀镍废水零排放处理系统，其特征在于：所述袋式过滤器为不锈钢过滤器，内装精度5μm～20μm的布袋。
7.根据权利要求1所述的一种化学镀镍废水零排放处理系统，其特征在于：所述管式微滤为带有错流冲刷功能、精度0.1μm的无机膜过滤器。
8.根据权利要求1所述的一种化学镀镍废水零排放处理系统，其特征在于：所述超滤为耐污染型超滤膜，分子截流量为2000道尔顿，能够有效拦截废水中的微小颗粒物和大分子有机物。
9.根据权利要求1所述的一种化学镀镍废水零排放处理系统，其特征在于：所述纳滤为二价离子分离效率95％以上的纳滤，所述高压反渗透为工作压力120bar、耐受含盐量60g/L以上和脱盐率99.5％以上的反渗透膜。
10.一种如权利要求1-9任一项所述化学镀镍废水零排放处理系统的处理方法，其特征在于：包括以下步骤，
1)镍废水收集罐中收集量达到设定值时，开启搅拌装置和氧化装置；
2)废液通过增压泵进依次入袋式过滤器和管式微滤，过滤清液排入中间水箱；
3)中间水箱内的过滤清液进入超滤，超滤淡水通过第一增压泵依次进入纳滤和反渗透，反渗透的渗透淡水达到工业污水排放标准，进入排放管网，浓水返回到第一增压泵前重新过滤净化；
4)超滤的浓水经第二增压泵进入高压反渗透，其淡水返回到第一增压泵前重新过滤净化；通过电导率传感器对高压反渗透过滤浓水电导率进行监测，控制其废液返回到第一增压泵前重新浓缩或者进入电化学装置进行重金属镍的回收处理；电化学装置处理废水返回到第一增压泵前。
说明书
化学镀镍废水零排放处理系统及处理方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种化学镀镍废水零排放处理系统及处理方法。
背景技术
化学镀是电镀工艺的一种，又称为无电解镀，是指在一定条件下，水溶液中的金属离子被还原剂还原，并且沉淀到固态基体表面上的过程。化学镀可以在各种材料上镀覆金属，无论零件多么复杂，凡能接触到溶液的地方都能获得厚度均匀的镀层，且镀层致密、孔隙少，在均匀性、耐蚀性、硬度、可焊性、磁性、装饰性上都显示出优越性，而且不需要电源，操作简便，因此应用已很普遍。化学镀主要用于镀镍和镀铜。化学镀镍是化学镀中发展最快的一种，技术日臻成熟，应用越来越广泛，生产规模日益扩大。
化学镀镍废水主要分为工艺槽老化液与漂洗废水，废水产量大，对环境污染大，并且老化液及废水的组成比较复杂，包含了无机盐、络合物、有机物等，处理比较困难。
化学镀镍废水中含有镍离子和大量的次磷酸盐、亚磷酸盐污染物。镍离子具有强致癌作用，在土壤中富集影响农作物生长，在水中影响渔业生产，经过一系列的环境迁移转化最终进入食物链，对人类健康产生了严重的威胁。而次磷酸盐和亚磷酸盐溶解度大且难与沉淀剂反应形成沉淀，导致水体富营养化严重的同时亦造成了磷资源的流失。因此化学镀镍产生的清洗废水处理及回收磷和重金属镍成为当前研究热点之一。
目前，国内外对化学镀镍废水的处理方法主要有三类：第一类是化学法，废水中的重金属离子经化学反应去除，包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法、电化学还原法等；第二类是物理法，在不改变废水中重金属化学形态的条件下进行吸附、浓缩、分离的方法，包括离子交换、吸附和膜分离等；第三类是生化法，借助微生物或植物的絮凝、吸收、积累、富集等作用去除废水中重金属，包括生物絮凝法、生物化学法和植物生态修复等。
这些方法中有的用到有毒有害试剂，有的成本高，有的稳定性差，有的操作繁琐，有的富集因子低。例如：沉淀法要求处理的废水有较高的絮体分形维数，即处理过程中可以形成较大较多絮体，这样才可使沉降效果好；由于废水中存在络合剂，沉淀法难以有效去除络合态重金属镍，中和沉淀法需要投加大量化学药剂，且产生大量的含重金属化学污泥，极易造成二次污染；硫化物沉淀法是使用硫化剂使重金属离子转化为不溶的硫化物沉淀，但是硫化剂本身具有一定毒性，而且价格较高；电化学法只适合处理高浓度的重金属废水，电耗大、投资成本高；离子交换法中离子交换装置价格昂贵，且不易再生；生物化学法对废水的可生化性即废水的BOD、COD含量要求较高，对有机高浓度废水处理难度较大，且在微生物吸附过程中，吸附容量易受环境因素的影响，微生物对重金属的吸附具有选择性，而重金属废水常含有多种有害重金属，影响微生物的作用，应用上受限制。
因此，针对络合态含镍重金属废水传统处理工艺各有利弊和局限性，多数单一方法都不能得到很好的处理效果，不能实现废水零排放且废水不能够回收循环使用。实际应用中经常采用多种技术联合处理工艺，这些工艺在实际应用中都存在一定不足：
1、废水处理包含pH调节、络合态镍破除、混凝絮凝、重金属捕捉、有机物氧化等过程，需多次加入酸碱试剂、破络剂、絮凝剂、氧化剂、离子捕捉剂等化学药剂，导致药剂投加量大，易造成二次污染；
2、废水处理需要pH调节池、化学反应池、物理沉淀池、电凝聚浮沉、生物流化床等设备，工艺设备占地面积大，操作成本高、固定投资较大；
3、废水处理过程中需要频繁进行药剂投加、混凝沉淀、污泥过滤、生物养护等操作，工艺过程较复杂，操作难度较大；
4、絮凝沉淀、重金属离子捕捉、生物反应处理时间长，导致废水处理整体周期长，效率低；
5、人工维护工作量大，自动化程度低。
传统膜分离技术由于对进水水质要求比较高，难以单独用于化学镀镍废水的处理，经常在联合处理工艺后端用于最终废液的浓缩处理。但是随着膜技术的发展，新型耐污染、分离能力强的膜组件已经出现，能够应用于化学镀镍废水的处理，并可以实现有价值废物的资源化回收利用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种化学镀镍废水零排放处理系统，该化学镀镍废水零排放处理系统简化了工艺流程，降低操作难度，提升处理效率。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种化学镀镍废水零排放处理系统，包括依次连通的镍废水收集罐、袋式过滤器、管式微滤、中间水箱、第一增压泵、超滤、纳滤、反渗透膜、高压反渗透膜和电化学装置，其中，管式微滤的浓水出口与含镍废水收集罐回水口连通，所述的镍废水收集罐内设置有氧化装置和搅拌装置；
所述的反渗透膜的进水侧与所述的纳滤的淡水侧连通，所述的反渗透膜的浓水侧连接至增压泵进水侧，反渗透膜的淡水侧达标排放，
所述的高压反渗透膜的进水侧经第二增压泵与所述的纳滤的浓水侧连通，高压反渗透膜的淡水侧连接至第一增压泵进水侧，高压反渗透膜的浓水侧设置有电导率仪以控制其连接至第一增压泵进水侧或电化学装置，电化学装置废水出口与纳滤过滤组件进水口连接，产品出口得到回收的重金属。
在上述技术方案中，管式微滤的冲洗机构包括压缩空气源、电动阀门DV2和反洗柱。
在上述技术方案中，所述的连通通过管路连接，在管路上对应设置的pH传感器、电导率传感器、压力传感器、流量传感器以或阀门。
在上述技术方案中，所述氧化装置为紫外-臭氧联合氧化装置或紫外氧化装置。
在上述技术方案中，紫外氧化装置包括紫外灯和石英玻璃管，石英玻璃管套装于紫外灯外且两端密封以将紫外灯与废水环境隔离，石英玻璃管外侧有二氧化钛镀层。
在上述技术方案中，所述袋式过滤器为不锈钢过滤器，内装精度5μm～20μm的布袋。
在上述技术方案中，所述管式微滤为带有错流冲刷功能、精度0.1μm的无机膜过滤器。
在上述技术方案中，所述超滤为耐污染型超滤膜，分子截流量为2000道尔顿，能够有效拦截废水中的微小颗粒物和大分子有机物。
在上述技术方案中，所述纳滤为二价离子分离效率95％以上的纳滤。
在上述技术方案中，所述高压反渗透为工作压力120bar、耐受含盐量60g/L以上和脱盐率 99.5％以上的反渗透膜。
一种所述化学镀镍废水零排放处理系统的处理方法，包括以下步骤，
1)镍废水收集罐中收集量达到设定值时，开启搅拌装置和氧化装置；
2)废液通过增压泵进依次入袋式过滤器和管式微滤，过滤清液排入中间水箱；
3)中间水箱内的过滤清液进入超滤，超滤淡水通过第一增压泵依次进入纳滤和反渗透，反渗透的渗透淡水达到工业污水排放标准，进入排放管网，浓水返回到第一增压泵前重新过滤净化；
4)超滤的浓水经第二增压泵进入高压反渗透，其淡水返回到第一增压泵前重新过滤净化；通过电导率传感器对高压反渗透过滤浓水电导率进行监测，控制其废液返回到第一增压泵前重新浓缩或者进入电化学装置进行重金属镍的回收处理；电化学装置处理废水返回到第一增压泵前。
本发明的优点和有益效果为：
本发明的化学镀镍废水零排放处理系统，适用于化学镀工业废水处理。本发明主要采用管式微滤、特种超滤、特种纳滤、高压反渗透等新型膜技术材料，形成针对化学镀废水的膜处理工艺。本发明对化学镀镍废水处理过程采用高级氧化装置降解有机物，取消了多种类型和批次的药剂添加过程，没有絮凝沉淀污染物产生，减少了二次污染隐患，简化工艺流程，降低操作难度，提升处理效率。本发明处理工艺采用全膜法处理，工艺流程简化，设备集成度高，占地面积小。本发明采用一键式操作控制，自动化程度高，操作成本低。本发明可实现化学镀镍废水零排放，回收重金属镍，资源循环利用，环保效益高。
发明人 （张凯;刘明亚;魏世超;毕远伟;杜鹃;）
