CN105084599A - 一种含铬、镍废液处理装置的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含铬、镍废液处理装置的处理方法。该装置包括药剂抽取与混合反应部分、絮凝与过滤部分、中和与排放部分和相应配套管路，其按以下步骤具体进行：1）调节PH；2）还原反应；3）沉淀反应；4）絮凝；5）二级过滤；6）排放中和。本发明通过向反应容器中增加絮凝剂，并在过渡容器上设置过滤容器，使固体颗粒物絮凝成团状物，再经过过滤容器的初级过滤，收集了99%的铬、镍沉淀物，处理效率高，同时装置与还原剂（NH₄）₂SO₄·FeSO₄·6H₂O的配合使用，延长整个装置的有效使用周期。

Description

一种含铬、镍废液处理装置的处理方法

技术领域

本发明属于化学废液处理装置领域，更具体地说，涉及对成分较复杂且量小的铬、镍废液的处理装置，此装置尤其适用于化学实验室和各地的污染源监测站，还涉及其处理方法。

背景技术

随着社会工业的不断发展，环境污染也日益严重，各地环保部门都要求企业安装污染源在线监测设备（监测COD、氨氮、pH等），而这些在线监测设备本身所产生的废液大多含有对人体有害的重金属离子，若不经处理直接排入下水道，造成严重二次污染。目前比较通行的做法是对有毒有害废液中的重金属进行处理、回收，集中后送到专业废液处理厂进行消纳处理，此种方法要花费大量人力、财力，因为处理相同重量的铬、镍废液所需要的费用有时比购进新的化学试剂费用还要高。

虽然市场上也陆续出现了一些针对上述废液进行处理的装置，由于装置结构的特殊性，将现有处理工艺中的固体化学试剂必须全部换为液体化学试剂，而这些液体化学试剂由于化学性质不稳定，试剂在一个月或更短时间内就会失效，需要频繁进行更换，试剂成本大大增加；此外针对废液中同时出现铬、镍两种金属离子时，处理时会出现干扰，影响金属离子最终处理结果，镍离子含量超标。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种含铬、镍废液处理装置的处理方法，改变现有工艺的不稳定化学试剂，延长装置的更换使用周期，保障装置的正常运行，节约成本，提高废液的处理效果。

本发明一种含铬、镍废液处理装置的处理方法，该装置包括药剂抽取与混合反应部分、絮凝与过滤部分、中和与排放部分和相应配套管路。装置的处理方法，按以下步骤具体进行：

1）调节PH；蠕动泵将一定量的含铬、镍废液从试剂桶抽取到反应容器中，然后蠕动泵将一定量的酸从试剂桶抽取到反应容器中，调节废液的PH值至2-3；

2）还原反应：蠕动泵将一定量的还原剂从试剂桶抽取到反应容器中，进行还原反应；

3）沉淀反应：蠕动泵从试剂桶抽取NaOH到反应容器中，使Cr³⁺、Ni²⁺离子转化为化合态沉淀，直至Cr³⁺、Ni²⁺离子完全沉淀，生成铬、镍固体沉淀物；

4）絮凝：絮凝蠕动泵从絮凝试剂桶中抽取一定量的絮凝剂于反应容器，使铬、镍固体沉淀物絮凝；

5）二级过滤：过渡容器中的混合液经计量泵进行定量抽取经过高低两级精度过滤器过滤，初级过滤除去铬和镍的沉淀物，二级过滤除去水中悬浮物其中二级过滤为精密过滤（精度在0.4-0.1微米），由于沉淀物属于危险固体废弃物，收集并保存送危险废物处理中心；

6）排放中和：过滤后的溶液进入中和容器，当液位传感器检测到液位达到设定值后，PH计向***反馈所检测到的PH值，如果PH值达标，即可开启电磁阀进行排放，如果PH值不达标，即开启中和蠕动泵抽取试剂桶中的试剂到中和容器中进行中和反应，在此反应期间空气泵向中和容器持续鼓气以促进反应充分，当PH计向***反馈所检测到得PH值为6-9区间时，即停止中和过程，并开启电磁阀进行排放，所述的还原剂为（NH₄）₂SO₄·FeSO₄·6H₂O。

进一步的，在步骤1）中，所述的酸为盐酸或硫酸或两者的混合酸。

其中，药剂抽取与混合反应部分包括三个反应蠕动泵、三个试剂桶、反应容器、过渡容器；反应蠕动泵的一端管子***试剂桶中，另一端管子***反应容器中，过渡容器置于反应容器的下端；絮凝与过滤部分包括絮凝蠕动泵、絮凝试剂桶、过滤容器，絮凝蠕动泵的一端管子***絮凝试剂桶中，另一端管子***反应容器中，过滤容器放置在过渡容器的开口上，反应容器与过滤容器之间的管道上设置电磁阀；中和与排放部分包括中和蠕动泵、中和试剂桶、中和容器、电磁计量泵、排液电磁阀，中和蠕动泵的一端管子***中和试剂桶中，另一端管子***中和容器中，过渡容器内的管子通到中和容器的上面，管子上设置电磁计量泵，中和容器的下部设置有排液电磁阀。

药剂抽取与混合反应部分包括若干反应蠕动泵、若干试剂桶、反应容器、过渡容器；反应蠕动泵的一端管子***试剂桶中，另一端管子***反应容器中，反应容器下端连接管道，管道置于过渡容器内，管道侧面连接反应电磁阀，过渡容器内的管子经压力变送器后伸至中和与排放部分内；絮凝与过滤部分包括絮凝蠕动泵、絮凝试剂桶、过滤容器，絮凝蠕动泵的一端管子***絮凝试剂桶中，另一端管子***反应容器中，过滤容器放置在过渡容器的开口上，管道处于过滤容器上面；中和与排放部分包括中和蠕动泵、中和试剂桶、中和容器、电磁计量泵、排液电磁阀，中和蠕动泵的一端管子***中和试剂桶中，另一端管子***中和容器中，中和容器上面进口端的管道经电磁计量泵与过渡容器相通，其下部设置有排液电磁阀。

本发明装置通过向反应容器中增加絮凝剂，并且在过渡容器上设置了过滤容器，因而使固体颗粒物经过絮凝后成为团状物，再经过过滤容器的初级过滤，收集了99%的铬、镍沉淀物，处理效率高，方便收集处理固体物，节约了时间和成本，同时该装置与还原剂（NH₄）₂SO₄·FeSO₄·6H₂O的配合使用，整个处理方法衔接有序，实现自动控制，还原剂（NH₄）₂SO₄·FeSO₄·6H₂O的使用周期大大延长，提高了含铬、镍废液的处理效果，使得废液达到排放标准。

附图说明

图1是本发明废液处理装置的主视图；

图2是图1的后视图；

图3是本发明废液处理装置的原理示意图（图中箭头所指为液体流向）。

具体实施方式

从附图可知，本发明一种含铬、镍废液处理装置，它包括药剂抽取与混合反应部分、絮凝与过滤部分、中和与排放部分和相应配套管路。

其中，药剂抽取与混合反应部分包括三个反应蠕动泵1-1、三个试剂桶1-2、反应容器6、过渡容器10，三个试剂桶中分别装有酸、还原剂（NH₄）₂SO₄·FeSO₄·6H₂O、NaOH；反应蠕动泵1-1的一端管子***试剂桶1-2中，另一端管子***反应容器6中，过渡容器10置于反应容器6的下端；絮凝与过滤部分包括絮凝蠕动泵2-1、絮凝试剂桶2-2、过滤容器9，絮凝蠕动泵2-1的一端管子***絮凝试剂桶2-2中，另一端管子***反应容器6中，过滤容器9放置在过渡容器10的开口上，反应容器6与过滤容器9之间的管道5上设置电磁阀7；中和与排放部分包括中和蠕动泵3-1、中和试剂桶3-2、中和容器8、电磁计量泵12、排液电磁阀14，中和蠕动泵3-1的一端管子***中和试剂桶3-2中，另一端管子***中和容器8中，过渡容器10内的管子11通到中和容器8的上面，管子上设置电磁计量泵12，中和容器8的下部设置有排液电磁阀14，絮凝与过滤部分还包括絮凝搅拌泵4，絮凝搅拌泵4对絮凝试剂桶2-2的试剂进行搅拌，使絮凝剂能充分地进行入反应容器6中，尽量使铬、镍固体沉淀物絮凝。

作为本发明的一种改进方式，絮凝与过滤部分还包括二级过滤器13，二级过滤器13设置在过渡容器10与中和容器8之间的管道上。二级过滤器13可以对管道内的杂质进行进一步过滤，且因为绝大部分的絮凝物已被过滤容器9拦截，因此本过滤器的滤芯使用寿命长，并提高了工作效率。

作为本发明的一种改进方式，絮凝与过滤部分还包括压力检测部分，压力检测部分包括压力变送器15和手动开关阀16，压力变送器15处于二级过滤器13和过渡容器10之间的管路上，手动开关阀16处于二级过滤器13的两端。这样，当二级过滤器13因收集的沉淀物过多而出现堵塞时压力会升高，压力变送器15检测到***压力上升到设定值时会反馈给***，然后关闭手动开关阀14，以更换二级过滤器13的滤芯。

一种上述装置的处理方法，按以下步骤具体进行：

1）调节PH；蠕动泵将一定量的含铬、镍废液从试剂桶抽取到反应容器中，然后蠕动泵将一定量的盐酸或硫酸或两者的混合酸从酸试剂桶抽取到反应容器中，调节废液的PH值至2-3；

2）还原反应：蠕动泵将一定量的（NH₄）₂SO₄·FeSO₄·6H₂O从试剂桶抽取到反应容器中，进行还原反应，反应方程式如下：

6Fe²⁺+Cr₂O₇ ^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O

还原剂将废液中的高毒性的重铬酸根离子还原成低毒的三价铬；

3）沉淀反应：蠕动泵从试剂桶抽取NaOH到反应容器中，使Cr³⁺、Ni²⁺离子转化为化合态沉淀，直至Cr³⁺、Ni²⁺离子完全沉淀，生成铬、镍固体沉淀物，在此过程中，控制溶液的PH为9-11；

4）絮凝：絮凝蠕动泵从絮凝试剂桶中抽取一定量的絮凝剂于反应容器，使铬、镍固体沉淀物絮凝，由于氢氧化铁具有一定的絮凝作用，因此，絮凝剂的量可以减少；

5）二级过滤：过渡容器中的混合液经计量泵进行定量抽取经过高低两级精度过滤器过滤，初级过滤除去铬和镍的沉淀物，二级过滤除去水中悬浮物其中二级过滤为精密过滤（精度在0.4-0.1微米），由于沉淀物属于危险固体废弃物，收集并保存送危险废物处理中心；

6）排放中和：过滤后的溶液进入中和容器，当液位传感器检测到液位达到设定值后，PH计向***反馈所检测到的PH值，如果PH值达标，即可开启电磁阀进行排放，如果PH值不达标，即开启中和蠕动泵抽取试剂桶中的试剂到中和容器中进行中和反应，在此反应期间空气泵向中和容器持续鼓气以促进反应充分，当PH计向***反馈所检测到得PH值为6-9区间时，即停止中和过程，并开启电磁阀进行排放。

本发明装置在中和反应器中增加了絮凝剂并在过滤容器中多了一道初级过滤，二级过滤还是用滤芯；由于固体颗粒物经过絮凝成为团状物后，经过初级过滤就把收集了99%的絮凝后颗粒物，因此相比于原来的不加絮凝剂的两级滤芯方式，本发明既延长了滤芯使用寿命、降低了成本，又提高了工作效率。

采用本发明装置对所取含铬、镍废液的处理结果与标准允许排放浓度相对比，如下表中所列：

污染物	标准允许排放浓度mg/L	案例1	案例2	案例3
					总铬	1.5	1.37	1.44	1.33
总镍	1.0	0.86	0.92	0.87

由于废液处理装置使用的试剂至少需要维持在2-3个月，实行定期进行更换，在密封条件下，还原剂（NH₄）₂SO₄·FeSO₄·6H₂O的稳定性好，保证该装置的试剂长期有效，延长更换期间，节约了试剂成本；同时铵根离子与Ni²⁺形成配合物，NaOH与形成的配合物反应，Ni²⁺沉淀完全，保证废水的Ni²⁺浓度符合排放要求。

Claims (6)

1.一种含铬、镍废液处理装置的处理方法，该装置包括药剂抽取与混合反应部分、絮凝与过滤部分、中和与排放部分和相应配套管路，其处理方法按以下步骤具体进行：

1）调节PH；将一定量的含铬、镍废液加入到反应容器中，然后将一定量的酸加入到反应容器中，调节废液的PH值至2-3；

2）还原反应：蠕动泵将一定量的还原剂从试剂桶抽取到反应容器中，进行还原反应；

3）沉淀反应：蠕动泵从试剂桶抽取NaOH到反应容器中，使Cr³⁺、Ni²⁺离子转化为化合态沉淀，直至Cr³⁺、Ni²⁺离子完全沉淀，生成铬、镍固体沉淀物；

4）絮凝：絮凝蠕动泵从絮凝试剂桶中抽取一定量的絮凝剂于反应容器，使铬、镍固体沉淀物絮凝；

5）二级过滤：过渡容器中的混合液经计量泵进行定量抽取经过高低两级精度过滤器过滤，初级过滤除去铬和镍的沉淀物，二级过滤除去水中悬浮物其中二级过滤为精密过滤，由于沉淀物属于危险固体废弃物，收集并保存送危险废物处理中心；

6）排放中和：过滤后的溶液进入中和容器，当液位传感器检测到液位达到设定值后，PH计向***反馈所检测到的PH值，如果PH值达标，即可开启电磁阀进行排放，如果PH值不达标，即开启中和蠕动泵抽取试剂桶中的试剂到中和容器中进行中和反应，在此反应期间空气泵向中和容器持续鼓气以促进反应充分，当PH计向***反馈所检测到得PH值为6-9区间时，即停止中和过程，并开启电磁阀进行排放；其特征在于：所述的还原剂为（NH₄）₂SO₄·FeSO₄·6H₂O。

2.根据权利要求1所述含铬、镍废液处理装置的处理方法，其特征在于：在步骤1）中，所述的酸为盐酸或硫酸或两者的混合酸。

3.根据权利要求1或2所述含铬、镍废液处理装置的处理方法，其特征在于：所述装置的药剂抽取与混合反应部分包括三个反应蠕动泵（1-1）、三个试剂桶（1-2）、反应容器（6）、过渡容器（10），反应蠕动泵（1-1）的一端管子***试剂桶（1-2）中，另一端管子***反应容器（6）中，过渡容器（10）置于反应容器（6）的下端；絮凝与过滤部分包括絮凝蠕动泵（2-1）、絮凝试剂桶（2-2）、过滤容器（9），絮凝蠕动泵（2-1）的一端管子***絮凝试剂桶（2-2）中，另一端管子***反应容器（6）中，过滤容器（9）放置在过渡容器（10）的开口上，反应容器（6）与过滤容器（9）之间的管道（5）上设置电磁阀（7）；中和与排放部分包括中和蠕动泵（3-1）、中和试剂桶（3-2）、中和容器（8）、电磁计量泵（12）、排液电磁阀（14），中和蠕动泵（3-1）的一端管子***中和试剂桶（3-2）中，另一端管子***中和容器（8）中，过渡容器（10）内的管子（11）通到中和容器（8）的上面，管子上设置电磁计量泵（12），中和容器（8）的下部设置有排液电磁阀（14）。

4.根据权利要求3所述含铬、镍废液处理装置的处理方法，其特征在于：所述装置的絮凝与过滤部分还包括絮凝搅拌泵（4），絮凝搅拌泵（4）对絮凝试剂桶（2-2）的试剂进行搅拌。

5.根据权利要求4所述含铬、镍废液处理装置的处理方法，其特征在于：所述装置的絮凝与过滤部分还包括二级过滤器（13），二级过滤器（13）设置在过渡容器（10）与中和容器（8）之间的管道上。

6.根据权利要求5所述含铬、镍废液处理装置的处理方法，其特征在于：所述装置的絮凝与过滤部分还包括压力检测部分，压力检测部分包括压力变送器（15）和手动开关阀（16），压力变送器（15）处于二级过滤器（13）和过渡容器（10）之间的管路上，手动开关阀（16）处于二级过滤器（13）的两端。