一种化学镀镍废液的处理方法技术

本发明专利技术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，本发明专利技术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。低。

【技术实现步骤摘要】
一种化学镀镍废液的处理方法


[0001]本专利技术涉及工业废水处理
，具体为一种化学镀镍废液的处理方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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

[0004]为了解决上述难题，本专利技术提供一种化学镀镍废液的处理方法，包括以下步骤：
[0005]废液预处理：将废液的pH值调整为1.5～2.5；
[0006]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；r/>[0007]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；
[0008]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；
[0009]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；
[0010]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；
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]进一步的，在废液除磷步骤中，氧化剂为高铁酸盐。
[0016]进一步的，氧化剂为高铁酸钠或高铁酸钾。
[0017]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。
[0018]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。
[0019]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。
[0020]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。
[0021]有益效果在于：
[0022]1、本专利技术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。
[0023]2、在废液除镍步骤中本专利技术选择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。
[0024]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。
[0025]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。
具体实施方式
[0026]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以使本领域的技术人员更加清楚地理解本专利技术。
[0027]以下各实施例，仅用于说明本专利技术，但不止用来限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的具体实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的情况下，所获得的其他所有实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0028]在本专利技术实施例中，若无特殊说明，所有原料组分均为本领域技术人员熟知的市售产品；在本专利技术实施例中，若未具体指明，所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。
[0029]原料来源：
[0030]干牛粪，购自石家庄百丰生物科技有限公司；
[0031]KMnO4、氢氧化钠和浓硫酸，均购自广东启明化工科技有限公司；
[0032]高铁酸钠，购自江苏博思特化工科技有限公司；
[0033]高铁酸钾，购自山东创益化工有限公司；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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：废液预处理：将废液的pH值调整为1.5～2.5；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；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；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；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；生化处理：对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；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0.10～0.14mol/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。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)m...

【专利技术属性】
技术研发人员：高东瑞，冯伟，张俊青，黄坚勃，黄佳辉，
申请(专利权)人：广东臻鼎环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：