一种化学镀镍废水的处理方法和处理系统技术方案

本发明专利技术提供了一种化学镀镍废水的处理方法和处理系统，该处理方法其包括如下步骤：步骤S1，将化学镀镍废水转移到一级芬顿氧化反应器中，经酸碱调节pH后，在搅拌条件下投加芬顿试剂进行氧化破络反应；步骤S2，将步骤S1的出水转移至二级臭氧/过氧化钙氧化反应器中，通入臭氧，加入过氧化钙，进行协同氧化反应；步骤S3，在步骤S2的反应产物中加入碱和絮凝剂，进一步去除游离态重金属离子，废水经沉淀后进行固液分离。采用本发明专利技术的技术方案，将一级芬顿氧化和二级臭氧/过氧化钙氧化进行耦合联用，迅速氧化降解大多数有机污染物，实现重金属络合物高效破络、Ni

【技术实现步骤摘要】
一种化学镀镍废水的处理方法和处理系统
本专利技术属于废水处理
，尤其涉及一种化学镀镍废水的处理方法和处理系统。
技术介绍
化学镀镍是在金属镍盐和强还原剂次磷酸盐共存溶液中，通过自催化化学反应在材料表面沉积致密镀层的新型表面处理技术。随着镍-磷合金镀层沉积反应的进行，溶液体系中亚磷酸盐、钠离子、硫酸根离子等副产物不断积累，最终产生大量含重金属络合物的化学镀镍废水。针对该类污染水体，当前主要采用“预氧化破络+混凝沉淀”的治理思路进行处理。就预氧化破络而言，由于单一氧化技术如芬顿、臭氧等均存在局限性，实际处理过程倾向于通过技术耦合的方式强化氧化破络，以实现耦合工艺适用范围的拓宽和目标污染物的高效去除。中国专利CN110015805A将臭氧和非均相类芬顿氧化技术结合，在中性条件下处理有机废水。然而，受污水水质特性和不同氧化反应特点的影响，耦合处理工艺也暴露出诸多问题，例如：耦合联用时需要反复加酸或碱调节溶液pH；气态臭氧氧化剂在参与气固或气液界面反应时，无法实现完全利用，易造成资源浪费等。另一方面，针对混凝沉淀工艺，传统处理过程一般需要配备单独的沉淀反应池及机械搅拌装置，也存在占地面积大、试剂投加成本高等缺点，因此无法满足小型企业或低水量废水处理系统的实际需求。不仅如此，除外轨型重金属络合物外，化学镀镍废水中还存在次亚磷酸盐、及其他无机盐和有机物。主流“预氧化破络+混凝沉淀”处理方式比较侧重废水中重金属络合物的破络及重金属离子的达标，往往忽略了其他共存污染物的处理。基于此，急需开发一种适用于化学镀镍废水处理的综合处理方法。
技术实现思路
针对以上技术问题，本专利技术公开了一种化学镀镍废水的处理方法和处理系统，通过一级芬顿氧化和二级臭氧/过氧化钙氧化的耦合联用，在充分利用残余臭氧尾气、降低酸碱/絮凝剂消耗、高效分离沉淀产物的情况下，实现重金属络合物高效破络、Ni2+出水达标和共存污染物的同步削减。对此，本专利技术采用的技术方案为：一种化学镀镍废水的处理方法，其包括如下步骤：步骤S1，将化学镀镍废水转移到一级芬顿氧化反应器中，经酸碱调节pH至3-4后，在搅拌条件下投加芬顿试剂进行氧化破络反应；该步骤中，在强氧化性羟基自由基作用下，重金属络合物发生破络，有机配位体及其他有机污染物被氧化降解甚至矿化，游离态镍离子被释放，同时，次亚磷酸盐被逐步氧化为正磷酸根，其与芬顿反应产物Fe3+作用形成磷酸铁沉淀。尽管降解过程中伴有小分子酸的生成，但受质子化程度和氨氮形成的影响，废水pH值有所升高，但仍呈弱酸性。步骤S2，将步骤S1的出水转移至二级臭氧/过氧化钙氧化反应器中，通入臭氧，加入过氧化钙，进行协同氧化反应；该步骤中，由于废水的pH值呈弱酸性，因此无需调节废水pH值即可直接进行二次氧化反应。通过臭氧/过氧化钙的协同氧化，有机配位体及其他有机污染物和中间降解产物的矿化程度和正磷酸根转化率明显增加。在该反应阶段，钙离子可以进一步与磷酸根反应生成磷酸钙沉淀，并能以氢氧化钙的形式协同去除废水中污染物。步骤S3，在步骤S2的反应产物中加入碱和絮凝剂，通过混凝沉淀作用进一步去除游离态重金属离子，废水经沉淀后进行固液分离。由于小分子酸的矿化，废水pH值有所增加，同时由于氢氧化钙、磷酸钙等沉淀物的形式，游离重金属离子沉淀所需的碱或絮凝剂投加量有所减少。废水经短暂的沉淀期后进行快速固液分离。作为本专利技术的进一步改进，在步骤S2反应的同时，采用序批式进水至一级芬顿氧化反应器内进行氧化破络反应，并将二级臭氧/过氧化钙氧化反应器内残余臭氧尾气抽吸至一级芬顿氧化反应器内，其与芬顿试剂共同作用。采用此技术方案，将二级臭氧/过氧化钙氧化反应器内残余臭氧尾气抽吸至一级芬顿氧化反应器内，其与芬顿试剂共同作用，进一步促进废水中污染物的氧化降解，提高了耦合体系臭氧的整体利用率。作为本专利技术的进一步改进，还包括对反应后的残余臭氧进行处理。进一步地，通过臭氧尾气破坏系统进行处理。作为本专利技术的进一步改进，调控步骤S1、步骤S2、步骤S3的加药时间，以调节各阶段的反应时间，并依次序批式进水至一级芬顿氧化反应器和二级臭氧/过氧化钙氧化反应器内，实现废水的达标处理。作为本专利技术的进一步改进，步骤S1中，采用曝气方式进行搅拌。本专利技术还公开了一种化学镀镍废水的处理系统，其包括一级芬顿氧化反应器、二级臭氧/过氧化钙氧化反应器、加药装置、臭氧发生器，所述一级芬顿氧化反应器和二级臭氧/过氧化钙氧化反应器串联，所述一级芬顿氧化反应器设有进水口、出水口、加药口、排泥口、尾气排放口，所述二级臭氧/过氧化钙氧化反应器设有入水口、出水口、药物加料口、排泥口、气体出口，所述一级芬顿氧化反应器的出水口与二级臭氧/过氧化钙氧化反应器的入水口连通，所述臭氧发生器的气体出口与二级臭氧/过氧化钙氧化反应器连通，所述加药装置设有芬顿试剂药物仓、酸仓、过氧化钙仓、碱和絮凝剂仓，所述芬顿试剂药物仓通过管路与加药口连接，所述过氧化钙仓、碱和絮凝剂出口分别通过管路与药物加料口连接。该系统采用如上所述的化学镀镍废水的处理方法对化学镀镍废水进行处理。其中，所述加药装置包括一级芬顿氧化反应器、二级臭氧/过氧化钙氧化反应器反应所需投加的各种药剂储集及投加装置。作为本专利技术的进一步改进，所述一级芬顿氧化反应器的出水口通过给水泵与二级臭氧/过氧化钙氧化反应器的入水口连接。作为本专利技术的进一步改进，所述一级芬顿氧化反应器、二级臭氧/过氧化钙氧化反应器的底端均呈漏斗状。作为本专利技术的进一步改进，所述一级芬顿氧化反应器内设有第一曝气构件和尾气排放口，所述二级臭氧/过氧化钙氧化反应器内设有第二曝气构件，所述臭氧发生器的气体出口与第二曝气构件连通，所述二级臭氧/过氧化钙氧化反应器的气体出口与第一曝气构件连通。进一步地，所述第一曝气构件、第二曝气构件为曝气头或曝气盘。采用序批式进水至一级芬顿氧化反应器内进行氧化破络反应，并将二级臭氧/过氧化钙氧化反应器内残余臭氧尾气抽吸至一级芬顿氧化反应器内，其与芬顿试剂共同作用。作为本专利技术的进一步改进，所述尾气排放口通过尾气吸收管路与臭氧尾气破坏装置连接。作为本专利技术的进一步改进，所述的化学镀镍废水的处理系统包括储气设备，所述二级臭氧/过氧化钙氧化反应器的气体出口与储气设备连接，所述储气设备的出口与第一曝气构件连通。作为本专利技术的进一步改进，所述一级芬顿氧化反应器、二级臭氧/过氧化钙氧化反应器均包括反应柱，所述反应柱内设有内部导流构件，所述内部导流构件包括中空的圆筒形导流板。所述第一曝气构件、第二曝气构件均位于圆筒形导流板的下方。进一步的，所述反应柱的底端均呈漏斗状。作为本专利技术的进一步改进，所述反应柱的底部设有排泥口。作为本专利技术的进一步改进，所述圆筒形导流板通过连接件与反应柱连接，所述圆筒形导流板位于反应柱的中部，所述圆筒形导流板的下端向外倾斜，形成向外的倾斜边缘。作为本专利技术的进一步改进，所述加药装置包括酸碱加药管路、FeSO4溶液、H2O2溶液加药管路、过氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化学镀镍废水的处理方法，其特征在于，其包括如下步骤：/n步骤S1，将化学镀镍废水转移到一级芬顿氧化反应器中，经酸碱调节pH至3-4后，在搅拌条件下投加芬顿试剂进行氧化破络反应；/n步骤S2，将步骤S1的出水转移至二级臭氧/过氧化钙氧化反应器中，通入臭氧，加入过氧化钙，进行协同氧化反应；/n步骤S3，在步骤S2的反应产物中加入碱和絮凝剂，进一步去除游离态重金属离子，废水经沉淀后进行固液分离。/n

【技术特征摘要】
1.一种化学镀镍废水的处理方法，其特征在于，其包括如下步骤：
步骤S1，将化学镀镍废水转移到一级芬顿氧化反应器中，经酸碱调节pH至3-4后，在搅拌条件下投加芬顿试剂进行氧化破络反应；
步骤S2，将步骤S1的出水转移至二级臭氧/过氧化钙氧化反应器中，通入臭氧，加入过氧化钙，进行协同氧化反应；
步骤S3，在步骤S2的反应产物中加入碱和絮凝剂，进一步去除游离态重金属离子，废水经沉淀后进行固液分离。


2.根据权利要求1所述的化学镀镍废水的处理方法，其特征在于：在步骤S2反应的同时，采用序批式进水至一级芬顿氧化反应器内进行氧化破络反应，并将二级臭氧/过氧化钙氧化反应器内残余臭氧尾气抽吸至一级芬顿氧化反应器内，其与芬顿试剂共同作用。


3.根据权利要求2所述的化学镀镍废水的处理方法，其特征在于：对反应后的残余臭氧进行处理。


4.根据权利要求2所述的化学镀镍废水的处理方法，其特征在于：调控步骤S1、步骤S2、步骤S3的加药时间，以调节各阶段的反应时间，并依次序批式进水至一级芬顿氧化反应器和二级臭氧/过氧化钙氧化反应器内，实现废水的连续达标处理。


5.一种化学镀镍废水的处理系统，其特征在于：其包括一级芬顿氧化反应器、二级臭氧/过氧化钙氧化反应器、加药装置、臭氧发生器，所述一级芬顿氧化反应器和二级臭氧/过氧化钙氧化反应器串联，所述一级芬顿氧化反应器设有进水口、出水口、加药口、排泥口、尾气排放口，所述二级臭氧/过氧化钙氧化反应器设有入水口、出水口、药物加料口、排泥口、气体出口，所述一级芬顿氧化反应器的出水口与二级臭氧/过氧化钙氧化反应器的入水口连通，所述臭氧发生器的气体出口与二级臭氧/过氧化钙氧化反应器连通，所述加药装置设有芬顿试剂药物...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵子龙，王宏杰，董文艺，何柳，汪兴，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳，
类型：发明
国别省市：广东;44