一种带有除杂功能的镀镍在线回用设备的制作方法

本实用新型属于工业电镀水处理技术领域，具体涉及一种带有除杂功能的镀镍在线回用设备。

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。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；杂质铬对镀液影响最大，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。所以有效去除镀镍槽液中的杂质离子可以有效减少镀液大处理带来的企业经济损失。

膜处理工艺作为一种成熟应用的电镀废水处理工艺，为电镀废水处理提供了一种新型的处理方案。采用膜分离技术对镀镍漂洗废水进行分离处理可以有效地实现金属离子的回收和水资源的充分利用。目前通常采用的是多种膜分离方法结合的处理方式，包括微滤、超滤、纳滤和反渗透的组合，但由于浓缩程度有限，实现完全的回收利用存在诸多困难。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有镍在线回用设备不具备镀镍槽液除杂功能、镀镍槽液处理困难、反渗透浓缩液浓缩程度有限等问题，将除杂功能引入镍在线回用设备中，在镀镍生产线中增加了镀镍回收槽，可实现镀镍槽液除杂处理及镀镍漂洗水在线回用。

本实用新型的目的可以通过以下措施达到：

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7、预处理系统、一段反渗透处理系统、二段反渗透处理系统、镀镍回收槽26；

所述的镀镍槽液除杂系统包括树脂罐4、镀镍槽液回收箱5，树脂罐4顶部入口与镀镍槽2的出口连接将镀镍槽液送入树脂罐4，经树脂罐4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4底部出口经镀镍槽液回收箱5与镀镍槽2连接将除杂后的镀镍槽液返回至镀镍槽2，形成镀镍槽液的循环除杂系统；

所述的漂洗水收集箱7与镀镍漂洗槽1连接，漂洗水收集箱7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9、活性炭过滤器10和第一保安过滤器11；所述的预处理系统的出口与一段反渗透处理系统的进口连接；所述的一段反渗透处理系统包括一段循环过滤水箱12、第二保安过滤器14、UF超滤装置15、一段反渗透膜分离装置17、纯水箱18，一段循环过滤水箱12的进口与预处理系统的出口连接，一段循环过滤水箱12的出口经第二保安过滤器14与UF超滤装置15的进口连接，UF超滤装置15的浓水出口与一段循环过滤水箱12的另一个入口连接，UF超滤装置15的淡水出口与一段反渗透膜分离装置17的进口连接，一段反渗透膜分离装置17的浓缩液出口与二段反渗透处理系统连接，一段反渗透膜分离装置17的淡水出口与纯水箱18相连，纯水箱18与镀镍漂洗槽1连接；所述的二段反渗透处理系统包括二段循环过滤水箱19、第三保安过滤器21、二段反渗透膜分离装置23、浓水收集箱24，二段循环过滤水箱19经第三保安过滤器21与二段反渗透膜分离装置23的进口连接，二段反渗透膜分离装置23的淡水出口与一段循环过滤水箱12连接，二段反渗透膜分离装置23的浓缩液出口与浓水收集箱24连接，浓水收集箱24分别与二段循环过滤水箱19、镀镍回收槽26连接，浓水收集箱24的出口依次与镀镍回收槽26、镀镍槽2连接，浓水收集箱24中的浓水返回至二段循环过滤水箱19进行循环浓缩直至满足镀镍要求，随后进入镀镍回收槽26。

优选的，所述的镀镍槽2与树脂罐4之间的连接管路上设有第一增压泵3，所述的除杂槽液收集箱5与镀镍槽2之间的连接管路上设有第二增压泵6。在所述的第一增压泵3泵口管路上设有控向阀。

所述的树脂罐4填充PUROLITE S950螯合树脂，该树脂会对镀镍槽液中的除镍外的重金属离子发生选择性吸附，吸附掉镀镍槽液中的少量铜离子、铬离子、锌离子、镉离子等。

优选的，所述的镀镍槽液除杂系统还包括化学清洗系统，所述的化学清洗系统包括再生酸箱27、酸泵28、再生废水收集箱29，再生酸箱27经酸泵28与树脂罐4相连，树脂罐4底部出口与再生废水收集箱29连接。化学清洗系统用于处理树脂罐内的螯合树脂，包括预处理、清洗、再生等。进一步优选的，在所述的再生酸箱27的出口管路上设有控向阀。

优选的，所述的漂洗水收集箱7与预处理系统的连接管路上设有第三增压泵8；所述的一段循环过滤水箱12与第二保安过滤器14连接管路上设有第四增压泵13；所述的UF超滤装置15的淡水出口与一段反渗透膜分离装置17的连接管路上设有第一高压泵16；所述的二段循环过滤水箱19与第三保安过滤器21的连接管路上设有第五增压泵20；所述的第三保安过滤器21与二段反渗透膜分离装置23的连接管路上设有第二高压泵22；所述的浓水收集箱24与镀镍回收槽26的连接管路上设有第六增压泵25；所述的纯水箱18与镀镍漂洗槽1之间设有纯水泵。

优选的，在所述的浓水收集箱24与二段循环过滤水箱19的连接管路上设有控向阀；在所述的浓水收集箱24与镀镍回收槽26的连接管路上设有控向阀；分别用于控制二段循环过滤水箱19中浓缩液中的流向。

优选的，所述的第一保安过滤器11为5μm保安过滤器；所述的第二保安过滤器14为1μm保安过滤器；所述的第三保安过滤器21为1μm保安过滤器。

所述的UF超滤装置15的膜为中空纤维膜，中空纤维膜的材质为聚四氟乙烯。

使用时：镀镍槽2中的镀镍槽液通过管道流入树脂罐4，经过树脂罐4吸附除镍外的重金属离子，镀镍槽液进入镀镍槽液回收箱5，随后经增压泵返回至镀镍槽2中。镀镍漂洗槽1中的漂洗废水通过溢流进入漂洗水收集箱7，漂洗水收集箱7中的漂洗废水首先通过增压泵依次进入石英砂过滤器9和活性炭过滤器10中粗滤，再进入第一保安过滤器11中精滤，去除漂洗废水中的有机物、杂质、悬浮物等，避免堵塞、污染UF超滤装置15；经上述步骤处理后的废水进入一段循环过滤水箱12，随后进入第二保安过滤器14，去除可能存在的微粒等，随后废水进入UF超滤装置15，有效去除废水中的微粒、胶体、细菌、微生物等；经过UF超滤装置15净化的浓水回到一段循环过滤水箱12中重新进行一段反渗透处理，超滤后的淡水经高压泵进入一段反渗透膜分离装置17中进行反渗透处理，分离得到纯水和反渗透浓水，纯水进入纯水箱18中回用与镀镍漂洗槽1，浓水进入二段循环过滤水箱19，二段循环过滤水箱19中的浓水经增压泵进入第三保安过滤器21进行过滤，经过第二保安过滤器21过滤的浓水经高压泵泵入二段反渗透膜分离装置23中，二段反渗透装置出来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12重新进行一段反渗透处理，浓水进入浓水收集箱24；浓水收集箱24中的浓水返回至二段循环过滤水箱19重新进行二段反渗透处理经多次循环浓缩直至满足镀镍要求，经增压泵进入镀镍回收槽26，随后补充到镀镍槽2中。

和现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型带有除杂功能的镍在线回用设备设计合理，利用螯合树脂选择性的不同，优先吸附铜、铬、铁、铅等重金属离子，有效去除镀镍槽液中的杂质金属离子，避免了杂质金属离子影响电镀产品的质量，大大降低了镀镍槽液大处理的频率。与此同时，本实用新型进一步提高了现有镍在线回用设备的特点，对镀镍漂洗水进行浓缩处理，操作简单，能够有效地利用淡水资源，同时可以将镀镍浓水回用到电镀槽中，避免了贵金属资源的浪费，避免了环境污染。

附图说明

图1为本实用新型带有除杂功能的镀镍在线回用设备的结构示意图；

图2为镀镍槽液除杂系统局部示意图。

图中：1-镀镍漂洗槽、2-镀镍槽、3-第一增压泵、4-树脂罐、5-镀镍槽液回收箱、6-第二增压泵、7-漂洗水收集箱、8-第三增压泵、9-石英砂过滤器、10-活性炭过滤器、11-第一保安过滤器、12-一段循环过滤水箱、13-第四增压泵、14-第二保安过滤器、15-UF超滤装置、16-第一高压泵、17-一段反渗透膜分离装置、18-纯水箱、19-二段循环过滤水箱、20-第五增压泵、21-第三保安过滤器、22-第二高压泵、23-二段反渗透膜分离装置、24-浓水收集箱、25-第六增压泵、26-镀镍回收槽、27-再生酸箱、28-酸泵、29-再生废水收集箱。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

如图1所示，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7、预处理系统、一段反渗透处理系统、二段反渗透处理系统、镀镍回收槽26。

所述的镀镍槽液除杂系统包括树脂罐4、镀镍槽液回收箱5，树脂罐4顶部入口与镀镍槽2的出口连接将镀镍槽液送入树脂罐4，经树脂罐4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4底部出口经镀镍槽液回收箱5与镀镍槽2连接形成镀镍槽液的循环除杂系统，镀镍槽2与树脂罐4之间的连接管路上设有第一增压泵3，除杂槽液收集箱5与镀镍槽2之间的连接管路上设有第二增压泵6。

所述的漂洗水收集箱7与镀镍漂洗槽1连接，漂洗水收集箱7的出口经第三增压泵8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9、活性炭过滤器10和第一保安过滤器11；所述的预处理系统的出口与一段反渗透处理系统的进口连接；所述的一段反渗透处理系统包括一段循环过滤水箱12、第二保安过滤器14、UF超滤装置15、一段反渗透膜分离装置17、纯水箱18，一段循环过滤水箱12的进口与预处理系统的出口连接，一段循环过滤水箱12的出口经第四增压泵13、第二保安过滤器14与UF超滤装置15的进口连接，UF超滤装置15的浓水出口与一段循环过滤水箱12连接，UF超滤装置15的淡水出口经第一高压泵16与一段反渗透膜分离装置17的进口连接，一段反渗透膜分离装置17的浓缩液出口与二段反渗透处理系统连接，一段反渗透膜分离装置17的淡水出口与纯水箱18相连，纯水箱18经纯水泵与镀镍漂洗槽1连接；所述的二段反渗透处理系统包括二段循环过滤水箱19、第三保安过滤器21、二段反渗透膜分离装置23、浓水收集箱24，二段循环过滤水箱19依次经第五增压泵20、第三保安过滤器21、第二高压泵22与二段反渗透膜分离装置23的进口连接，二段反渗透膜分离装置23的淡水出口与一段循环过滤水箱12连接，二段反渗透膜分离装置23的浓缩液出口与浓水收集箱24连接，浓水收集箱24的出口分别与二段循环过滤水箱19、镀镍回收槽26连接，浓水收集箱24的出口经第六增压泵25依次与镀镍回收槽26、镀镍槽2连接，浓水收集箱24中的浓水返回至二段循环过滤水箱19进行循环浓缩直至满足镀镍要求，随后进入镀镍回收槽26。

所述的树脂罐4填充PUROLITE S950螯合树脂。

所述的镀镍槽液除杂系统还包括化学清洗系统，所述的化学清洗系统包括再生酸箱27、酸泵28、再生废水收集箱29，再生酸箱27经酸泵28与树脂罐4相连，树脂罐4底部出口与再生废水收集箱29连接。在所述的第一增压泵3泵口管路上设有控向阀，在所述的再生酸箱27的出口管路上设有控向阀。

所述的第一保安过滤器11为5μm保安过滤器；所述的第二保安过滤器14为1μm保安过滤器；所述的第三保安过滤器21为1μm保安过滤器。

所述的UF超滤装置15的膜为中空纤维膜，中空纤维膜的材质为聚四氟乙烯。

采用本实用新型的基本流程：使用压力范围为0.2～1.0MPa的第一增压泵3将镀镍槽液送入树脂罐4中进行金属离子杂质除杂，除杂后的镀镍槽液进入镀镍槽液回收箱5中，随后经第二增压泵6回用至镀镍槽2中。使用压力范围为0.2～1.0MPa的第三增压泵8将漂洗水收集箱7中的漂洗废水依次送入石英砂过滤器9、活性炭过滤器10、5μm保安过滤器11进入一段循环过滤水箱12，一段循环过滤水箱12中的废水通过第四增压泵13依次进入1μm保安过滤器14、UF超滤装置15中，经过UF超滤装置15净化的浓水回到一段循环过滤水箱12中重新进行一段反渗透处理，使用压力范围为1.2～1.8MPa第一高压泵16将超滤后的淡水送入一段反渗透膜分离装置17中进行反渗透处理，一段反渗透膜分离装置17的反渗透膜主要参数为：pH范围3～10，最高操作压力为4MPa，膜透过液流量为1.7T/h，脱盐率为99.5％，操作温度为45℃以下，反渗透淡水电导率小于15μs，分离得到纯水和反渗透浓水，纯水回用至电镀生产线，浓水为废水浓度的十倍，经第三保安过滤器21进入二段反渗透膜分离装置23，二段反渗透膜分离装置23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，二段反渗透膜分离产生的淡水再次进入一段反渗透处理中，浓水进入浓水收集箱24中再次进入二段反渗透处理，反复浓缩后的浓水进入镀镍回收槽26中，镀镍回收槽26中的回收液再补充至镀镍槽2，从而实现镀镍废水的循环使用。

应用实施例：

镀镍槽液除杂：采用第一增压泵3(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)增压后自顶部进液口注入树脂罐4，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5，随后经管道返回至镀镍槽2，形成一个循环过程。其中，树脂选用PUROLITE S950型树脂。

预处理：将没处理的镀镍漂洗废水(镍离子：179mg/L)通过第三增压泵8(压力为0.5MPa)进行加压，依次通过过滤污水量为3T/h的石英砂过滤器9和活性炭过滤器10进行粗滤，再经5μm的第一保安过滤器11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12中。

一段反渗透分离：一段循环过滤水箱12中的废水通过第四增压泵13(压力为0.5MPa)，送入第二保安过滤器14进行过滤，再注入UF超滤装置15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第二保安过滤器14进行过滤，再注入UF超滤装置15进行超滤，超滤后的淡水通过1.0MPa的第一高压泵16泵入一段反渗透膜分离装置17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反渗透分离。一段反渗透膜分离装置17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。

二段反渗透分离：一段浓缩液进入二段循环过滤水箱19，经压力为1.0MPa的第五增压泵20进入5μm保安过滤器21，去除可能存在的微粒。过滤后的废水经2.0MPa的第二高压泵22泵入二段反渗透膜分离装置23内进行二段反渗透分离，产生的淡水回到一段循环过滤水箱12与经过预处理的废水混合再送入第二保安过滤器14进行过滤，再注入UF超滤装置15进行超滤，再次进行一段反渗透分离中，二段浓缩液进入浓水收集箱24中，再返回二段循环过滤水箱19中与一段浓缩液合并后重新通过第三保安过滤器21、二段反渗透膜分离装置23，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26，前处理后的镀件优先进入镀镍回收槽26再进入镀镍槽2，最后再次进入镀镍回收槽26，此时镀镍回收槽内26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26中的浓缩液补充至镀镍槽2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PUROLITE S950型树脂除杂后用于电镀。