一种化学镀镍废液的处理方法与流程

文档序号:35509821发布日期:2023-09-20 19:25阅读:57来源:国知局

本发明涉及工业废水处理,具体为一种化学镀镍废液的处理方法。


背景技术:

1、化学镀是一种成熟的表面处理技术,相较于电镀技术,化学镀使用的对象更广泛,形成的镀层均匀、针孔小、可焊性好。化学镀镍是其中一种重要的镀种,广泛用于机械、化工、采矿、医疗等行业,镀层是一种镍磷合金,主流镀镍溶液主要包括镍盐、磷还原剂、有机络合物等,其中镍盐是镀层主要金属成分,磷还原剂将镍还原为金属镍,同时部分磷也进入到镀层内,提高镀层化学性能,络合物主要提高镀液稳定性。

2、化学镀镍溶液还会通过补充各种成分延长使用时间,但当亚磷酸根、有机物等积累超过一定限值时,溶液无法使用,需要报废处理,此时废液中镍含量2~8g/l,磷含量40~120g/l,有机物含量50~200g/l。国家对废水中镍、磷、铵和化学耗氧量(cod)的排放浓度有严格限制,必须经过严格处理后才能排放。从资源利用角度看,镍是稀缺有色金属,磷是肥料的主要成分,镍和磷含量较高的化学镀镍废液无疑具有很高的综合利用价值。但是由于化学镀镍废液性质非常复杂,采用常规手段仍然存在处理难度大,处理成本高,投入大量处理药剂会引入新的污染因子等问题。


技术实现思路

1、为了解决上述难题,本发明提供一种化学镀镍废液的处理方法,包括以下步骤:

2、废液预处理:将废液的ph值调整为1.5~2.5;

3、废液除磷:向上述ph值为1.5~2.5的废液中加入氧化剂,反应2~5h;

4、废液除铁:将上述除磷后的废液ph值调整为5.5~6.5,使废液中的铁离子形成氢氧化铁沉淀,过滤得到第一滤液,以减少后续含镍污泥量;

5、废液除镍:向上述每100ml滤液中加入10~50g改性生物炭,恒温震荡处理后,过滤得到第二滤液;

6、镍铁净化:向上述第二滤液中加入硫化物沉淀剂和pam浓液,使溶液中的镍和铁全部转化为硫化物沉淀,过滤得到第三滤液;

7、生化处理:对上述第三滤液采用水解酸化结合mbr工艺快速去除剩余的络合有机物;

8、其中改性生物炭按照以下步骤制备:将干牛粪粉碎过筛后,在缺氧条件下热解后得到牛粪生物炭,向牛粪生物炭加入0.10mol/l kmno4溶液浸渍1~2h,再用去离子水洗涤2~4次,100~120℃干燥3~5h,制得改性生物炭。

9、进一步的,改性生物炭的制备步骤中,热解温度为400~600℃,热解时间为3~5h,热解温度和热解时间的控制可以显著改善生物炭的孔径结构、比表面积和表面官能团,随着温度上升和时间,牛粪生物炭的孔道坍缩、孔径变小,形成大量微孔。

10、进一步的,改性生物炭的制备步骤中,牛粪生物炭与kmno4溶液料液比为1g:(3~6)ml。

11、进一步的,在废液预处理步骤中,采用40%~50%硫酸和20%~30%氢氧化钠调整废液的ph值,可以使后续磷氧化效果更佳。

12、进一步的,在废液除磷步骤中,氧化剂为高铁酸盐。

13、进一步的,氧化剂为高铁酸钠或高铁酸钾。

14、进一步的,在废液除磷步骤中,氧化剂的加入量为总磷摩尔数的1.1~1.4倍,可以将全部含磷基团氧化成正磷酸根,同时还可以氧化少量有机络合物,以提高后续镍沉淀效果,生成的正磷酸根与三价铁离子反应,得到磷酸铁沉淀,实现磷回收。

15、进一步的,在废液除磷步骤中,氧化剂在1~2h内分批加完,并且边加边搅拌,搅拌速度为400~700rpm。

16、进一步的,在镍铁净化步骤中,硫化物沉淀剂为硫化钠、硫氢化钠、硫化氢中的任一种,硫化物沉淀剂的加入量为理论沉淀摩尔量的2~3倍,反应时长1~3h,进一步沉淀去除废液中镍和铁。

17、进一步的,在镍铁净化步骤中,pam浓液浓度为10%~20%,加入量为溶液总质量0.5‰~1.5‰,反应0.5~1.5h,通过絮凝沉淀、静置和过滤,可以更进一步去除废液中镍和铁。

18、有益效果在于:

19、1、本发明对整个工艺步骤进行合理设计,在不引入新的污染因子前提下,实现了废液中镍、磷的资源化处理。通过加入氧化剂高铁酸盐除去磷离子,然后通过调节废液ph值使得大部分铁离子沉淀,接着利用改性生物炭除去大部分镍离子,随后加入硫化物沉淀剂和pam稀释液去除剩余的镍离子和铁离子,最后采用水解酸化结合mbr工艺快速去除剩余的络合有机物,整个工艺流程短,药剂使用少,成本低。

20、2、在废液除镍步骤中本发明选择0.10~0.14mol/l kmno4对牛粪生物炭进行改性,这个浓度范围内的kmno4能使牛粪生物炭吸附络合镍离子能力得到显著提高,改性活性炭对镍离子的吸附量达到最大,这是因为kmno4具有强氧化性,可以与牛粪生物炭发生氧化还原反应,使得牛粪生物炭表面含氧官能团的数量增加,并且当kmno4还原为不溶性的mno2吸附于牛粪生物炭表面后对镍离子有很强的吸附能力,一旦kmno4浓度过高则会造成牛粪生物炭微孔数量减少、比表面积减小,进而导致牛粪生物炭表面后对镍离子吸附量降低。

21、3、在废液除磷步骤中选用的氧化剂为高铁酸盐,高铁酸盐是一种强氧化剂盐,氧化还原电位高达2.2v,比臭氧(2.076v)高,虽然低于羟基自由基(2.85v),但常用的芬顿氧化法对条件控制要求高,亚铁催化过氧化氢产生羟基自由基效果不稳定,过氧化氢容易被多种物质催化分解,导致实际氧化效果差;而高铁酸盐由于铁的高价态产生的强氧化性,效果稳定,氧化工艺简单,利用高铁酸盐的强氧化性,可以快速将两种离子转化为正磷酸根,再与氧化剂还原后生产的三价铁反应生产磷酸铁成,实现磷酸回收。

22、4、在镍铁净化步骤中选用硫化物沉淀剂和pam稀释液双重作用可以去除化学镀镍废液中残留的金属,大大提高废液的可生化性,可生化性是指污水中污染物被微生物降解的难易程度。



技术特征:

1.一种化学镀镍废液的处理方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的化学镀镍废液的处理方法,其特征在于,所述改性生物炭的制备步骤中热解温度为400~600℃,热解时间为3~5h。

3.根据权利要求1所述的化学镀镍废液的处理方法,其特征在于,所述改性生物炭的制备步骤中,牛粪生物炭与kmno4溶液料液比为1g:(3~6)ml。

4.根据权利要求1所述的化学镀镍废液的处理方法,其特征在于,在所述废液预处理步骤中,采用40%~50%硫酸和20%~30%氢氧化钠调整废液的ph值。

5.根据权利要求1所述的化学镀镍废液的处理方法,其特征在于,在所述废液除磷步骤中,氧化剂为高铁酸盐。

6.根据权利要求5所述的化学镀镍废液的处理方法,其特征在于,所述氧化剂为高铁酸钠或高铁酸钾。

7.根据权利要求1所述的化学镀镍废液的处理方法,其特征在于,在所述废液除磷步骤中,氧化剂的加入量为总磷摩尔数的1.1~1.4倍。

8.根据权利要求1所述的化学镀镍废液的处理方法,其特征在于,在所述废液除磷步骤中,氧化剂在1~2h内分批加完,并且边加边搅拌,搅拌速度为400~700rpm。

9.根据权利要求1所述的化学镀镍废液的处理方法,其特征在于,在所述镍铁净化步骤中,硫化物沉淀剂为硫化钠、硫氢化钠、硫化氢中的任一种,硫化物沉淀剂的加入量为理论沉淀摩尔量的2~3倍,反应时长1~3h。

10.根据权利要求1所述的化学镀镍废液的处理方法,其特征在于,在所述镍铁净化步骤中,pam浓液浓度为10%~20%,加入量为溶液总质量0.5‰~1.5‰,反应0.5~1.5h。


技术总结
本发明公开了一种化学镀镍废液的处理方法包括以下步骤:废液预处理、废液除磷、废液除铁、废液除镍、镍铁净化和生化处理,本发明对整个工艺步骤进行合理设计,在不引入新的污染因子前提下,实现了废液中镍、磷的资源化处理。通过加入氧化剂高铁酸盐除去磷离子,然后通过调节废液pH值使得大部分铁离子沉淀,接着利用改性生物炭除去大部分镍离子,随后加入硫化物沉淀剂和PAM稀释液去除剩余的镍离子和铁离子,最后采用水解酸化结合MBR工艺快速去除剩余的络合有机物,整个工艺流程短,药剂使用少,成本低。

技术研发人员:高东瑞,冯伟,张俊青,黄坚勃,黄佳辉
受保护的技术使用者:广东臻鼎环境科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/15
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