一種含硝酸的化學鍍鎳廢液的處理方法及對應的處理系統的製作方法

2023-09-17 19:29:00 3

一種含硝酸的化學鍍鎳廢液的處理方法及對應的處理系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種含硝酸的化學鍍鎳廢液的處理方法，其是一種環境友好的處理方法，具有可觀的綜合環境和經濟效益。該方法包括以下步驟：(1)將含鎳廢液過濾，去除機械雜質；(2)將含鎳廢液通過擴散滲析膜分離出硝酸；(3)對過膜後的含鎳廢液進行pH調節，調節pH至3.5～4.0，然後過濾；(4)將含鎳廢液過螯合樹脂回收鎳，然後用鹽酸洗脫吸附在樹脂上的鎳製備氯化鎳；(5)向過樹脂後的廢液中加入氧化劑，高溫氧化除磷，然後過濾，過濾掉鈣與磷酸鹽形成的沉澱，回收磷酸鈣；(6)向濾液中加入重金屬離子捕集劑、反應30min～40min；(7)向濾液中加入絮凝劑PAC、PAM進行絮凝沉降，之後上清液達標排放。
【專利說明】
一種含硝酸的化學鍍鎳廢液的處理方法及對應的處理系統

【技術領域】
[0001]本發明涉及廢液處理的【技術領域】，具體為一種含硝酸的化學鍍鎳廢液的處理方法，本發明還提供了實現該方法的一種含硝酸的化學鍍鎳廢液的處理系統。

【背景技術】
[0002]化學鍍鎳由於具有優良的耐蝕性、耐磨性和鍍層厚度的均勻性等特點，而被廣泛地應用於航空、航天、電子、石油化工、機械、紡織和汽車等領域。然而，在鍍鎳的過程中，會不斷地積累亞磷酸根離子、鈉離子、硫酸根離子等，導致鍍液性能惡化，鍍層質量下降，一般使用幾個周期後會報廢，產生化學鍍鎳廢液。化學鍍鎳廢液中一般含有鎳離子2?7g/L，磷80?200g/L，此外，還含有大量的絡合劑、穩定劑、緩衝劑等，化學需氧量(COD)高。鎳是一種昂貴的短缺金屬資源，並且鎳離子已經被證實具有強的致癌作用，能在土壤中富集影響農作物生長，在水中影響漁業生產。磷是引起水體富營養化的主要汙染因素之一。我國汙水排放標準中對鎳和磷的濃度都有嚴格的限制，最新的電鍍汙染物排放標準GB21900-2008要求出水中的Ni <0.5mg/L、總磷< 1.0mg/L，太湖流域等採取特別保護措施的地區要求Ni< 0.lmg/L、總磷< 0.5mg/Lo所以,化學鍍鎳廢液必須經過處理之後才能排放。由於化學鍍鎳廢液的組成複雜，處理相當困難。因此，化學鍍鎳廢液中鎳的回收利用及廢液中其它有害成分的達標處理成為急需解決的課題。一些廠家的化學鍍鎳廢液中混入了高濃度的硝酸廢液，在中和沉澱過程中會產生大量的含氮廢水，不僅會造成嚴重的環境問題，更是一種資源浪費。所以，如何實現混有硝酸的化學鍍鎳廢液的資源回收利用，是一個難上加難的問題。
[0003]目前，對化學鍍鎳廢液的處理方法主要有化學沉澱法、催化還原法、電解法、離子交換法、電滲析法、吸附法、溶劑萃取法等。經單一的處理方法處理後的廢水無法達到國家一級排放標準(鎳離子濃度< 0.1ppm)，既會導致環境汙染，且造成資源的浪費。目前關於化學鍍鎳廢液的文獻資料，多是針對鎳或是磷的單獨處理，綜合處理鎳和磷的較少，沒有文獻涉及到含硝酸的化學鍍鎳廢液的處理。


【發明內容】

[0004]針對上述問題，本發明提供了一種含硝酸的化學鍍鎳廢液的處理方法，針對含有10?30%的硝酸的化學鍍鎳廢液，能夠實現90%以上的HN03的回收，既減少了汙染，又實現了硝酸的資源回收利用；還能夠實現磷99.9%的回收,鎳離子< 0.1ppm,達到國家一級排放標準，是一種環境友好的處理方法，具有可觀的綜合環境和經濟效益。
[0005]一種含硝酸的化學鍍鎳廢液的處理方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟:
[0006](I)將含鎳廢液過濾，去除機械雜質；
[0007](2)將經過步驟(I)的含鎳廢液通過擴散滲析膜分離出硝酸；
[0008](3)對過膜後的含鎳廢液進行pH調節，調節pH至3.5?4.0，然後過濾；
[0009](4)將經過步驟(3)的含鎳廢液過螯合樹脂回收鎳，然後用鹽酸洗脫吸附在樹脂上的鎳製備氯化鎳；
[0010](5)向過樹脂後的廢液中加入氧化劑，高溫氧化除磷，然後過濾，過濾掉鈣與磷酸鹽形成的沉澱，回收磷酸鈣；
[0011](6)向經過步驟(5)的濾液中加入重金屬離子捕集劑、反應30min?40min ;
[0012](7)向經過步驟(6)的濾液中加入絮凝劑PAC、PAM進行絮凝沉降，之後上清液達標排放。
[0013]其進一步特徵在於:
[0014]所述步驟(I)中的含鎳廢液中含有質量分數10%?30%的硝酸；
[0015]所述步驟(2)中的擴散滲析膜為陰離子擴散滲析膜；
[0016]所述步驟(2)中的含鎳廢液要與水同時過擴散滲析膜，含鎳廢液與水的體積比為1:1，速度都為8?10L/min ；
[0017]所述步驟(3)中用10%?50%的氫氧化鈉溶液對過膜後的含鎳廢液進行pH調節,調節pH至3.5?4.0 ;
[0018]所述步驟(4)中的螯合樹脂具體為D403型螯合樹脂；
[0019]所述步驟(5)中加入的氧化劑為次氯酸鈣，次氯酸鈣還起到調節pH和沉澱劑的作用；
[0020]所述步驟(5)中每噸廢液中次氯酸鈣的用量不小於60kg ；
[0021]所述步驟￠)中的重金屬離子捕捉劑為二硫代胺基甲酸鹽類衍生物；
[0022]所述步驟(6)中的重金屬離子捕捉劑要配成2%的溶液，用量為每噸廢水IL ；
[0023]所述步驟(7)中PAC配成5%。的溶液、PAM配成2%。的溶液，用量均為每噸廢水2L ；
[0024]所述步驟(7)中經過絮凝沉降後的上層清液可以選擇排入廢水處理系統，再次經過廢水處理系統淨化後排放，更進一步確保排放出的廢水的環保性。
[0025]一種含硝酸的化學鍍鎳廢液的處理系統，其特徵在於:其包括廢液淨化裝置、擴散滲析裝置、離子交換柱、氧化反應釜和絮凝沉降槽，所述擴散滲析裝置包括自來水高位儲槽、擴散滲析膜和回收硝酸儲槽；廢液儲槽連接所述廢液淨化裝置的進口，所述廢液淨化裝置的出口連接所述擴散滲析膜的原液進口，自來水高位儲槽連接所述擴散滲析膜的擴散液進口，所述擴散滲析膜的擴散液出口連接至所述回收硝酸儲槽，所述擴散滲析膜的原液出口連接至搪瓷反應罐，所述搪瓷反應罐的出口連通至1#板框過濾機，所述1#板框過濾機的濾液出口連接至離子交換柱的入口，所述離子交換柱內布置有樹脂，所述離子交換柱的出口連接至所述氧化反應釜的入口，所述氧化反應釜的出口連通至2#板框過濾機，所述2#板框過濾機的出口連接至所述絮凝沉降槽，所述絮凝沉降槽中加入重金屬離子捕集劑、PAC和PAM進行絮凝沉降。
[0026]其進一步特徵在於:所述廢液淨化裝置包括1#進料泵與砂芯過濾器，所述廢液儲槽順次連接所述1#進料泵、砂芯過濾器，所述砂芯過濾器的出口連接至所述擴散滲析膜的原液進口 ；
[0027]優選地，所述砂芯過濾器的出口連接至廢液高位儲槽，所述廢液高位儲槽的出口連接至所述擴散滲析膜的原液進口；
[0028]所述1#板框過濾機的濾液出口通過2#進料泵連接至滲析殘液儲槽的入口，所述滲析殘液儲槽的出口連接至所述離子交換柱的入口。
[0029]採用本發明後，針對含有高濃度硝酸的化學鍍鎳廢液的綜合處理，可以實現硝酸的資源回收利用，減少含氮廢水的產生量，經過處理廢水的Ni含量< 0.lppm，達到國家一級排放標準，可以實現99.9%以上的磷資源的回收利用，同時能夠顯著降低廢水中的COD，該方法具有工藝簡單，對環境汙染小，處理效果好等優點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為本發明的方法步驟示意圖；
[0031]圖2為本發明的系統的結構示意框圖；
[0032]附圖中的序號及對應名稱如下:
[0033]廢液儲槽1、1#進料泵2、砂芯過濾器3、廢液高位儲槽4、自來水高位儲槽5、回收硝酸儲槽6、擴散滲析膜7、搪瓷反應罐8、1#板框壓濾機9、2#進料泵10、滲析殘液儲罐11、離子交換柱12、氧化反應釜13、2#板框壓濾機14、絮凝沉降槽15。

【具體實施方式】
[0034]一種含硝酸的化學鍍鎳廢液的處理方法，針對含有高濃度硝酸的化學鍍鎳廢液的綜合處理，可以實現硝酸的資源回收利用，減少含氮廢水的產生量，經過處理廢水的Ni含量< 0.lppm，達到國家一級排放標準，可以實現99.9%以上的磷資源的回收利用，同時能夠顯著降低廢水中的C0D，該方法包括以下步驟，見圖1:
[0035](I)將含有質量分數10%?30%的硝酸的含鎳廢液過濾，去除機械雜質；
[0036](2)將經過步驟(I)處理的含鎳廢液通過陰離子擴散滲析膜分離出硝酸，含鎳廢液要與水同時過擴散滲析膜，含鎳廢液與水的體積比為1:1，速度都為8?10L/min ；
[0037](3)用10%?50%的氫氧化鈉溶液對過膜後的含鎳廢液進行pH調節，調節pH至
3.5?4.0，然後過濾，去除一些含鎳的沉澱；
[0038](4)將經過步驟(3)含鎳廢液過D403型螯合樹脂回收鎳，然後用鹽酸洗脫吸附在樹脂上的鎳製備氯化鎳；
[0039](5)向過樹脂後的廢液中加入次氯酸鈣作為氧化劑，高溫氧化除磷，然後過濾，過濾掉鈣與磷酸鹽形成的沉澱，回收磷酸鈣，其中次氯酸鈣還起到調節PH和沉澱劑的作用，且確保每噸廢液中次氯酸鈣的用量不小於60kg ；
[0040](6)向濾液中加入重金屬離子捕集劑，重金屬離子捕捉劑為二硫代胺基甲酸鹽類衍生物，重金屬離子捕捉劑要配成2%的溶液，用量為每噸廢水IL ；
[0041](7)向經過步驟(6)的濾液中加入絮凝劑PAC、PAM進行絮凝沉降，之後上清液達標排放，其中PAC配成5%。的溶液、PAM配成2%。的溶液，用量均為每噸廢水2L。
[0042]步驟(7)中經過絮凝沉降後的上層清液可以選擇排入廢水處理系統，再次經過廢水處理系統淨化後排放，更進一步確保排放出的廢水的環保性。
[0043]文中英文簡稱的中文解釋如下:
[0044]PAC:聚合氯化鋁是一種無機高分子混凝劑，又被簡稱為聚鋁；
[0045]PAM:聚丙烯醯胺，是一種現狀的有機高分子聚合物，同時也是一種高分子水處理絮凝劑產品。
[0046]文中所有的百分比、千分比均為質量分數比。
[0047]一種含硝酸的化學鍍鎳廢液的處理系統，見圖2:其包括廢液淨化裝置、擴散滲析裝置、離子交換柱12、氧化反應釜13和絮凝沉降槽15，所述擴散滲析裝置包括自來水高位儲槽5、擴散滲析膜7和回收硝酸儲槽8 ;所述廢液淨化裝置包括進料泵2與砂芯過濾器3，所述廢液儲槽I順次連接所述進料泵2、砂芯過濾器3，所述砂芯過濾器3的出口連接至廢液高位儲槽4，所述廢液高位儲槽4的出口連接至所述擴散滲析膜7的原液進口 ；自來水高位儲槽5連接所述擴散滲析膜7的擴散液進口，所述擴散滲析膜7的擴散液出口連接至所述回收硝酸儲槽6，所述擴散滲析膜7的原液出口連接至搪瓷反應罐8，所述搪瓷反應罐8的出口連通至1#板框過濾機9，所述1#板框過濾機9的濾液出口通過2#進料泵10連接至滲析殘液儲槽11的入口，所述滲析殘液儲槽11的出口連接至所述離子交換柱12的入口，所述離子交換柱12內布置有樹脂，所述離子交換柱12的出口連接至所述氧化反應釜13的入口，所述氧化反應釜13的出口連通至2#板框過濾機14，所述2#板框過濾機14的出口連接至所述絮凝沉降槽15，所述絮凝沉降槽15中加入重金屬離子捕集劑、PAC和PAM進行絮凝沉降。
[0048]其中所述擴散滲析膜7具體為陰離子交換膜擴散深吸器，其為現有產品，其具有擴散液流入的擴散液進口和供擴散液流出的擴散液出口、供原液流入的原液進口和供原液流出的原液出口，其內部通過若干陰離子交換膜片和隔板間隔設置並分割成多個原液腔室、多個擴散液腔室，即每一膜片的兩側分別是原液腔室和擴散液腔室；原液腔室的兩端分別與原液進口、原液出口連通，擴散液腔室的兩端分別與擴散液進口、擴散液出口連通。
[0049]其工作原理如下:將廢液儲槽I中的含硝酸的化學鍍鎳廢液通過1#進料泵2泵入砂芯過濾器3，過濾去除機械雜質，濾液進入廢液高位儲槽4備用，在自來水高位儲槽5中加入自來水備用，控制廢液與自來水的相對流速，利用液位差使化學鍍鎳廢液與自來水同時通過擴散滲析膜7，經擴散滲析，化學鍍鎳廢液中的大部分硝酸進入水中，達到分離硝酸的目的，回收的硝酸進入回收硝酸儲槽6中暫存，部分水進入化學鍍鎳廢液中產生滲析殘液，滲析殘液進入搪瓷反應罐8中，在搪瓷反應罐8中加入液鹼調節滲析殘液的pH至3.5?
4.0，然後經過1#板框過濾機9壓濾，濾液收集並通過2#進料泵10泵入滲析殘液儲槽11中，滲析殘液經過離子交換柱12進行離子交換，殘液中的鎳吸附到樹脂上，經過離子交換柱12之後的殘液進入氧化反應釜13中，在氧化反應釜13中加入次氯酸鈣進行氧化破絡並生成磷酸鈣沉澱，之後通過2#板框壓濾機14進行壓濾，濾液進入絮凝沉降槽15，在絮凝沉降槽中加入重金屬離子捕集劑、PAC和PAM進行絮凝沉降。
[0050]以上實施例只為說明本發明的技術構思及特點，並不能以此限制本發明的保護範圍，凡根據本發明精神實質多作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種含硝酸的化學鍍鎳廢液的處理方法，其特徵在於: 該方法包括以下步驟: (1)將含鎳廢液過濾，去除機械雜質； (2)將經過步驟(I)的含鎳廢液通過擴散滲析膜分離出硝酸； (3)對過膜後的含鎳廢液進行pH調節，調節pH至3.5?4.0，然後過濾； (4)將經過步驟(3)的含鎳廢液過螯合樹脂回收鎳，然後用鹽酸洗脫吸附在樹脂上的鎳製備氯化鎳； (5)向過樹脂後的廢液中加入氧化劑，高溫氧化除磷，然後過濾，過濾掉鈣與磷酸鹽形成的沉澱，回收磷酸鈣； (6)向經過步驟(5)的濾液中加入重金屬離子捕集劑、反應30min?40min; (7)向經過步驟￠)的濾液中加入絮凝劑PAC、PAM進行絮凝沉降，之後上清液達標排放。
2.如權利要求1所述的一種含硝酸的化學鍍鎳廢液的處理方法，其特徵在於:所述步驟(2)中的擴散滲析膜為陰離子擴散滲析膜。
3.如權利要求1所述的一種含硝酸的化學鍍鎳廢液的處理方法，其特徵在於:所述步驟(2)中的含鎳廢液要與水同時過擴散滲析膜，含鎳廢液與水的體積比為1:1，速度都為8 ?10L/mino
4.如權利要求1所述的一種含硝酸的化學鍍鎳廢液的處理方法，其特徵在於:所述步驟(3)中用10%?50%的氫氧化鈉溶液對過膜後的含鎳廢液進行pH調節，調節pH至3.5 ?4.0。
5.如權利要求1所述的一種含硝酸的化學鍍鎳廢液的處理方法，其特徵在於:所述步驟(5)中加入的氧化劑為次氯酸鈣，次氯酸鈣還起到調節pH和沉澱劑的作用，所述步驟(5)中每噸廢液中次氯酸鈣的用量不小於60kg。
6.如權利要求1所述的一種含硝酸的化學鍍鎳廢液的處理方法，其特徵在於:所述步驟(6)中的重金屬離子捕捉劑為二硫代胺基甲酸鹽類衍生物。
7.如權利要求1所述的一種含硝酸的化學鍍鎳廢液的處理方法，其特徵在於:所述步驟(6)中的重金屬離子捕捉劑要配成2%的溶液，用量為每噸廢水IL ;所述步驟(7)中PAC配成5%。的溶液、PAM配成2%。的溶液，用量均為每噸廢水2L。
8.如權利要求1所述的一種含硝酸的化學鍍鎳廢液的處理方法，其特徵在於:所述步驟(7)中經過絮凝沉降後的上層清液可以選擇排入廢水處理系統，再次經過廢水處理系統淨化後排放。
9.一種含硝酸的化學鍍鎳廢液的處理系統，其特徵在於:其包括廢液淨化裝置、擴散滲析裝置、離子交換柱、氧化反應釜和絮凝沉降槽，所述廢液淨化裝置包括1#進料泵與砂芯過濾器，所述擴散滲析裝置包括自來水高位儲槽、擴散滲析膜和回收硝酸儲槽；所述廢液儲槽順次連接所述1#進料泵、砂芯過濾器，所述砂芯過濾器的出口連接至廢液高位儲槽，所述廢液高位儲槽的出口連接至所述擴散滲析膜的原液進口，自來水高位儲槽連接所述擴散滲析膜的擴散液進口，所述擴散滲析膜的擴散液出口連接至所述回收硝酸儲槽，所述擴散滲析膜的原液出口連接至搪瓷反應罐，所述搪瓷反應罐的出口連通至1#板框過濾機，所述1#板框過濾機的濾液出口連接至離子交換柱的入口，所述離子交換柱內布置有樹脂，所述離子交換柱的出口連接至所述氧化反應釜的入口，所述氧化反應釜的出口連通至2#板框過濾機，所述2#板框過濾機的出口連接至所述絮凝沉降槽，所述絮凝沉降槽中加入重金屬離子捕集劑、PAC和PAM進行絮凝沉降。
10.如權利要求9所述的一種含硝酸的化學鍍鎳廢液的處理系統，其特徵在於:所述1#板框過濾機的濾液出口通過2#進料泵連接至滲析殘液儲槽的入口，所述滲析殘液儲槽的出口連接至所述離子交換柱的入口。
【文檔編號】C01G53/09GK104291498SQ201410608941
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年11月3日 優先權日:2014年11月3日
【發明者】薛克豔, 莊永, 金梁雲, 趙中華, 劉彥超 申請人:崑山市千燈三廢淨化有限公司