本发明属于工业电镀废水处理技术领域，具体涉及一种带有除杂功能的镀镍在线回用方法。
背景技术：
电镀是利用电解原理在金属表面镀上一层其他金属薄层或合金的过程，可以提高金属的抗氧化、耐腐蚀等性能。在电镀生产过程中，由于电镀废水含有许多难以彻底出去的重金属离子，排放后会对人体、水体、环境产生巨大破坏。
虽然大部分企业使用了达标排放设备以减轻环境污染，但是达标排放仍存在许多问题。一方面，达标排放不等于零污染；另一方面，由于成本问题，部分企业达标排放设备可能不能完全使电镀废水达标。解决上述问题的方法之一就是实现电镀废水的零排放，实现电镀废水的全部有效利用，从而最大程度地降低环境污染。
在镀镍过程中，杂质会被引入到镀镍槽中，这些杂质包括有机物、其他固体杂质、其他重金属离子等。在镀镍槽中，重金属杂质会严重影响镀件产品质量。杂质铁的氢氧化物会沉淀在镀层中使镀层发脆；杂质铜含量达到0.01g/l～0.05g/l时，镀件会产生暗黑色粗糙的镀层，更多的铜杂质会将镀层变成黑色粗糙的甚至是海绵状的；杂质锌离子会使镀层发脆，锌更多时，镀层会出现黑色条纹；杂质铬对镀镍影响最大，六价铬含量达到0.01g/l时，镀层发黑且脆；六价铬含量超过0.1g/l时，无法镀出镍层。
现有的电镀废水零排放技术尚无配有除杂功能，电镀槽液的处理仍然需要生产线停工进行大处理，不可避免地会对企业的生产产生影响，给企业带来经济损失。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有镍在线回用设备不具备除杂功能、镀镍槽液处理困难、镀镍浓缩液浓度低等问题，根据螯合树脂离子选择性的不同，将除杂功能引入镀镍在线回用系统中，实现镀镍槽液除杂处理及镀镍漂洗水在线回用，降低了镀镍槽液大处理的时间，减少了企业由于槽液大处理带来的经济损失。
本发明的目的可以通过以下措施达到：
一种带有除杂功能的镍在线回用方法，该方法主要由镀镍槽液除杂、预处理、一段循环处理、二段循环处理四个工艺单元组成，具体包括以下步骤：
(1)、镀镍槽液除杂：镀镍槽中的镀镍槽液进入树脂罐中除去金属杂离子，进入镀镍槽液回收箱再返回镀镍槽，形成镀镍槽液的循环除杂过程；
(2)、预处理：将原料含镍的镀镍漂洗废水依次通入砂滤器、活性炭过滤器、保安过滤器进行过滤；
(3)、一段循环处理：经过预处理的废水通过增压泵送入保安过滤器进行过滤，再注入uf超滤装置进行超滤，超滤后的浓水与经过步骤(1)预处理的废水混合重新送入保安过滤器进行过滤，再注入uf超滤装置进行超滤，超滤后的淡水经高压泵注入一段反渗透膜分离装置中进行一段反渗透分离，得到纯水和一段浓缩液；
(4)、二段循环处理：一段浓缩液通过增压泵送入保安过滤器过滤，再经高压泵送入二段反渗透膜分离装置中进行二段反渗透分离，分离得到淡水和二段浓缩液；其中，得到的淡水与经过步骤(1)预处理的废水混合重新送入保安过滤器进行过滤，再注入uf超滤装置进行超滤，二段浓缩液与一段浓缩液合并后重新通过保安过滤器、二段反渗透膜分离装置，进行二段反渗透循环分离，直至浓缩液的镍离子浓度达到10～50g/l，将该浓缩液导入镀镍回收槽，当镀镍槽中的镀镍槽液不足时，将镀镍回收槽中的浓缩液补充到镀镍槽中。
步骤(1)中，镀镍槽中的镀镍槽液通过压力为0.2～1mpa增压泵增压后自顶部进液口进入树脂罐，在温度25～45℃下，镀镍槽液以流速1～4bv/h自上而下穿过树脂层除去金属杂离子，优选的，以2bv/h为宜。除杂后的槽液再进入除杂槽液收集箱，随后返回至镀镍槽，形成镀镍槽液的循环除杂过程。
其中，树脂罐中填充具有离子选择性较强的螯合树脂。根据螯合树脂离子选择性的不同，选择的螯合树脂对金属杂离子铜离子、铬离子、铁离子、锌离子、镉离子的选择性明显大于镍离子，螯合树脂会优先吸附金属杂离子而几乎不吸附镍离子，从而实现镀镍槽液的除杂功能。所述的螯合树脂优选采用purolite的s950树脂。
步骤(2)中，首先使用0.2～1mpa的增压泵对镀镍漂洗废水进行增压，依次送入砂滤器、活性炭过滤器中进行粗滤，其目的为粗滤掉废水中的悬浮物、杂质、有机物等，再经保安过滤器进行精滤完成预处理，去除水中的细小颗粒，避免造成膜损伤、堵塞等；预处理后的含镍漂洗废水的ph值一般需要达到4～9，送入一段循环过滤水箱中。预处理的作用是滤除镀镍漂洗废水中的有机物、杂质、细小颗粒等，以免这些物质进入循环分离系统中，造成分离膜的污染、堵塞和使用寿命下降。
步骤(3)中，经过预处理的废水通过压力为增压泵0.5～1mpa送入保安过滤器进行过滤，再注入uf超滤装置进行超滤，超滤膜是一种具有筛分作用的多孔膜，可分离直径为100纳米至几十微米的粒子、胶体、有机物等杂质，避免上述杂质对反渗透膜造成损伤和堵塞。
所述的uf超滤装置的膜为中空纤维膜，中空纤维膜的材质为聚四氟乙烯。
超滤后的淡水经压力为1～2.5mpa的高压泵注入一段反渗透膜分离装置中进行一段反渗透分离，一段反渗透分离的温度为10～40℃。一段循环分离得到的纯水率低于15μs/cm，可直接回用镀镍生产线；一段浓缩液中的镍离子浓度(质量体积浓度，mg/l或g/l，下同)为原料含镍的镀镍漂洗废水的8～15倍，一段浓缩液进入二段循环过滤水箱中。
一段反渗透膜分离装置的分渗透膜可以采用lfci抗污染复合膜。
步骤(4)中，一段浓缩液通过压力范围为0.5～1mpa的增压泵送入保安过滤器中进行过滤，去除可能存在的微粒；过滤后用压力为1～2.5mpa的高压泵注入二段反渗透膜分离装置中进行二段反渗透分离，二段反渗透分离的温度为10～40℃；分离产生的淡水经过步骤(1)预处理的废水混合再送入保安过滤器进行过滤，再注入uf超滤装置进行超滤，二段浓缩液与一段浓缩液合并后重新通过保安过滤器、二段反渗透膜分离装置，反复循环直至得浓缩液的镍离子浓度达到10～50g/l，导入浓水收集箱，再输送至镀镍回收槽，将镀镍回收槽中的浓缩液补充至镀镍槽中可充分利用镀镍浓缩液。
二段反渗透膜分离装置的反渗透膜采用cap3复合膜。
本发明的另一个目的是提供一种带有除杂功能的镀镍在线回用设备，包括镀镍槽液除杂系统、漂洗水收集箱、预处理系统、一段循环处理系统、二段循环处理系统、镀镍回收槽；
所述的镀镍槽液除杂系统包括树脂罐、镀镍槽液回收箱，树脂罐顶部入口与镀镍槽的出口连接将镀镍槽液送入树脂罐，树脂罐底部出口经镀镍槽液回收箱与镀镍槽连接形成镀镍槽液的循环除杂系统；
所述的漂洗水收集箱与镀镍漂洗槽连接，漂洗水收集箱的出口与所述的预处理系统的进口连接；所述的预处理系统包括依次相连的石英砂过滤器、活性炭过滤器和第一保安过滤器；所述的预处理系统的出口与一段循环处理系统的进口连接；所述的一段循环处理系统包括一段循环过滤水箱、第二保安过滤器、uf超滤装置、一段反渗透膜分离装置、纯水箱，一段循环过滤水箱的进口与预处理系统的出口连接，一段循环过滤水箱的出口经第二保安过滤器与uf超滤装置的进口连接，uf超滤装置的浓水出口与一段循环过滤水箱连接，uf超滤装置的淡水出口与一段反渗透膜分离装置的进口连接，一段反渗透膜分离装置的浓缩液出口与二段反循环处理系统连接，一段反渗透膜分离装置的淡水出口与纯水箱相连，纯水箱与镍漂洗槽连接；所述的二段循环处理系统包括二段循环过滤水箱、第三保安过滤器、二段反渗透膜分离装置、浓水收集箱，二段循环过滤水箱经第三保安过滤器与二段反渗透膜分离装置的进口连接，二段反渗透膜分离装置的淡水出口与一段循环过滤水箱连接，二段反渗透膜分离装置的浓缩液出口与浓水收集箱连接，浓水收集箱的出口经并联设置的管路分别与二段循环过滤水箱、镀镍回收槽连接，浓水收集箱的出口依次与镀镍回收槽、镀镍槽连接。
所述的镀镍槽与树脂罐之间的连接管路上设有第一增压泵，所述的除杂槽液收集箱与镀镍槽之间的连接管路上设有第二增压泵。
所述的漂洗水收集箱与预处理系统的连接管路上设有第三增压泵。
所述的一段循环过滤水箱与第二保安过滤器连接管路上设有第四增压泵；所述的一段循环过滤水箱中装有液位器，通过液位器控制第四增压泵的开关；所述的uf超滤装置的淡水出口与一段反渗透膜分离装置的连接管路上设有第一高压泵。
所述的纯水箱与镀镍漂洗槽之间设有纯水泵。
所述的二段循环过滤水箱与第三保安过滤器的连接管路上设有第五增压泵；所述的第三保安过滤器与二段反渗透膜分离装置的连接管路上设有第二高压泵；所述的浓水收集箱与镀镍回收槽的连接管路上设有第六增压泵。
所述的第一保安过滤器为5μm保安过滤器；所述的第二保安过滤器为1μm保安过滤器；所述的第三保安过滤器为1μm保安过滤器。
本发明的特点是：镀镍槽液可以在线除杂回用，无需经过复杂的槽液大处理，减少了由于槽液大处理带来的经济损失；与此同时，镀镍漂洗水中的废水和金属镍100％回收，无需对外排放；废水经反渗透装置分离得到的纯水直接回用至生产线；镀镍浓缩液可直接回用至生产线中，无需额外处理；特别地，本发明在镀镍槽前增加了镀镍回收槽，反复循环浓缩后的浓缩液补充至镀镍回收槽中，经清洗过后的镀镍件会带有部分清水，在进入镀镍槽前，首先进入镀镍回收槽，将清水带入镀镍回收槽，镀件随后进入镀镍槽，镀件出槽后再次进入镀镍回收槽，将镀镍液带入镀镍回收槽，镀镍回收槽中的镍离子浓度升高，平衡时，镀镍回收槽中的镍离子浓度约为镀镍槽液浓度的一半。在镀镍过程中，镀镍槽液挥发，体积减少，将回收槽中的浓缩液补充到镀镍槽中，从而实现了镀液的在线回用。
本发明的有益效果：
本发明综合利用了螯合树脂与膜循环分离浓缩技术，实现了镀镍槽液在线除杂和镀镍漂洗废水的完全在线回用，实现电镀槽液在线除杂和电镀漂洗废水的真正意义上的零排放。此方法操作简单，是目前电镀废水零排放技术的进一步改进。具体表现为：
1、本发明利用螯合树脂离子选择性的不同，优先吸附镀镍槽液中的杂质金属离子(铜、铬、铁、锌、镉离子)，而对镍离子几乎不发生吸附，实现了镀镍槽液的在线除杂处理，而不需要对镀镍槽液进行费水费力的大处理，经济简单地解决了镀镍槽液除杂的问题。
2、本发明通过二次循环处理将镀镍漂洗废水分离得到纯水和镀镍浓缩液，纯水回用至生产线中；并在传统的电镀废水在线回用设备的基础上，添加了镀镍回收槽，将得到的浓度较高的含镍浓缩液回用至镀镍回收槽中，再补充至镀镍槽中。从而实现水资源和重金属资源的循环利用。
附图说明
图1为本发明简明流程示意图；
图2是本发明的流程示意图。
具体实施方式
以下结合流程示意图对本发明进行进一步说明。
一种带有除杂功能的镀镍在线回用设备，包括镀镍槽液除杂系统、漂洗水收集箱、预处理系统、一段循环处理系统、二段循环处理系统、镀镍回收槽。
所述的镀镍槽液除杂系统包括树脂罐、镀镍槽液回收箱，树脂罐顶部入口与镀镍槽的出口连接将镀镍槽液送入树脂罐，经树脂罐中的螯合树脂吸附除去镀镍槽液中的铜离子、铬离子、铁离子、锌离子、镉离子等金属杂离子，树脂罐底部出口经镀镍槽液回收箱与镀镍槽连接形成镀镍槽液的循环除杂系统，镀镍槽与树脂罐之间的连接管路上设有第一增压泵，除杂槽液收集箱与镀镍槽之间的连接管路上设有第二增压泵。
所述的漂洗水收集箱与镀镍漂洗槽连接，漂洗水收集箱的出口经第三增压泵与所述的预处理系统的进口连接。所述的预处理系统包括依次相连的石英砂过滤器活性炭过滤器和第一保安过滤器；所述的预处理系统的出口与一段循环处理系统的进口连接；所述的一段循环处理系统包括一段循环过滤水箱、第二保安过滤器、uf超滤装置、一段反渗透膜分离装置、纯水箱，一段循环过滤水箱的进口与预处理系统的出口连接，一段循环过滤水箱的出口经第四增压泵、第二保安过滤器与uf超滤装置的进口连接，uf超滤装置的浓水出口与一段循环过滤水箱连接，uf超滤装置的淡水出口经第一高压泵与一段反渗透膜分离装置的进口连接，一段反渗透膜分离装置的浓缩液出口与二段循环处理系统连接，一段反渗透膜分离装置的淡水出口与纯水箱相连，纯水箱经纯水泵与镍漂洗槽连接；所述的二段循环处理系统包括二段循环过滤水箱、第三保安过滤器、二段反渗透膜分离装置、浓水收集箱，二段循环过滤水箱依次经第五增压泵、第三保安过滤器、第二高压泵与二段反渗透膜分离装置的进口连接，二段反渗透膜分离装置的淡水出口与一段循环过滤水箱连接，二段反渗透膜分离装置的浓缩液出口与浓水收集箱连接，浓水收集箱的出口经并联设置的管路分别与二段循环过滤水箱、镀镍回收槽连接，浓水收集箱中的浓水返回至二段循环过滤水箱进行循环浓缩直至满足镀镍要求再进入镀镍回收槽，浓水收集箱的出口经第六增压泵依次与镀镍回收槽、镀镍槽连接。
所述的树脂罐填充purolites950螯合树脂。
所述的第一保安过滤器为5μm保安过滤器；所述的第二保安过滤器为1μm保安过滤器；所述的第三保安过滤器为1μm保安过滤器。
以镀铬、镀铜、镀镍生产线为例，如图1、2所示，一种带有除杂功能的镀镍在线回用方法，该方法主要由镀镍槽液除杂、预处理、一段循环处理、二段循环处理四个工艺单元组成，具体包括以下步骤：
镀镍槽液除杂：采用增压泵(本例选用的泵的压力为0.5mpa)将镀镍槽液(镍离子：71.08g/l、铜离子：8.56mg/l、铬离子：7.26mg/l)增压后自树脂罐顶部进液口注入树脂罐，在温度25℃下，镀镍槽液以流速2bv/h自上而下穿过树脂层除去金属杂离子，经过重金属离子除杂后的镀镍槽液(镍离子：70.98g/l、铜离子：0.96mg/l、铬离子：1.12mg/l)进入镀镍槽液回收箱，随后经管道返回至镀镍槽，形成一个循环过程。其中，树脂选用purolites950型树脂。
预处理：将没处理的镀镍漂洗废水(镍离子：179mg/l)通过增压泵(压力为0.5mpa)进行加压，依次通过过滤污水量为3t/h的砂滤器和活性炭过滤器进行粗滤，再经5μm保安过滤器进行精滤，经过预处理的含镍漂洗废水的ph实测值为6～6.5，送入一段循环过滤水箱中。
一段循环分离：一段循环过滤水箱中装有液位器，通过一段循环过滤水箱中的液位控制器启动增压泵(压力为0.5mpa)，通过增压泵加压先将废水送入保安过滤器进行过滤，再注入uf超滤装置进行超滤，超滤膜可有效地去除废水中的微粒、胶体、细菌和高分子物质等。经过超滤后的浓水与经过预处理的废水混合再送入保安过滤器进行过滤，再注入uf超滤装置进行超滤，超滤后的淡水通过1.0mpa的高压泵泵入一段反渗透膜分离装置中进行一段反渗透分离，得到纯水和一段浓缩液，纯水电导率小于15μs，一段浓缩液中镍离子浓度约为原料含镍的镀镍漂洗废水的10倍。纯水回用至电镀生产线，一段浓缩液进入二段循环分离。本实施例一段反渗透膜分离装置选用的是lfci抗污染复合膜，主要参数依次为：ph范围3～10，最高操作压力为4mpa，透过液流量为1.7t/h，脱盐率为99.5％，操作温度为45℃以下。
二段循环分离：一段浓缩液进入二段循环过滤水箱，经压力为1.0mpa的增压泵进入5μm保安过滤器，去除可能存在的微粒。过滤后的废水经2.0mpa的高压泵泵入二段反渗透膜分离装置内进行二段反渗透分离，产生的淡水含盐量和电导率较高，不满足作为漂洗水的要求，因而回到一段循环过滤水箱与经过预处理的废水混合再送入保安过滤器进行过滤，再注入uf超滤装置进行超滤，再次进行一段循环分离中，二段浓缩液进入浓水收集箱中，再返回二段循环过滤水箱中与一段浓缩液合并后重新通过保安过滤器、二段反渗透膜分离装置，进行二段反渗透循环分离，反复循环直至浓缩液的镍离子浓度达到24.3g/l，输送至镀镍回收槽。其中，二段反渗透膜采用cap3低压复合膜，主要参数分别为：ph范围为3～10，最高操作压力为4mpa，透过液流量为1.7t/h，脱盐率为99.6％，操作温度为45℃以下。
在电镀生产线上添加镀镍回收槽，前处理后的镀件优先进入镀镍回收槽再进入镀镍槽，最后再次进入镀镍回收槽，此时镀镍回收槽内的镍离子浓度可达36.4g/l，约为镀镍槽液中镍离子浓度的一半。当镀镍槽液不足时，将镀镍回收槽中的浓缩液补充至镀镍槽中，与原镀镍槽液混合后，混合槽液中的铜离子浓度为17.5mg/l、铬离子浓度为2.3mg/l，经purolites950型树脂除杂后用于电镀。