CN107759006A - 一种含镍工业废水处理装置及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能够对含镍工业废水进行处理的装置及其处理工艺：该装置由1套组合反应器组成，化学镍废水和电镀镍废水分别运用化学沉淀法进行处理，延长沉淀时间，实现自然沉淀出水。然后再通过氨氮吹托装置处理氨氮，最后运用厌氧‑好氧‑人工湿地***联合法对COD进行分级高效处理。本发明以实际含镍工业废水为进水，通过控制物料投加量、反应时间，使镍能以化学沉淀形式去除并回收，同时运用物理‑生物联合法使COD、氨氮得到高效去除，最终使出水都能够达到国家排放标准。对污水进行有效处理的基础上，提高了镍的回收，具有工艺方法简单、运行成本低等优势。

Description

一种含镍工业废水处理装置及工艺
技术领域
本发明主要涉及到环保设备领域，特指一种能够对含镍工业废水进行处理的装置及其处理方法。涉及工业含镍废水处理技术领域。
技术背景
含镍废水一般分为两类，一类是电镀镍废水，里面的镍是以镍离子的形态存在。另一类废水是化学镀镍废水，里面的镍离子与络合剂结合形成络合健，同时废水中含有大量的次磷酸根离子。
电镀镍废水成分简单，里面的镍是以镍离子的形态存在。化学镀镍废水的主要特点是镀液使用若干周期后，由于副产物含量不断升高，造成镀速减慢、镀液性能恶化、镀层力学能力与光泽度下降、孔隙率上升等缺陷，最终导致镀液报废。化学镀镍废液中含有2g/L～7g/L的镍和8g/L～20g/L的磷，同时还存在大量的还原剂如：次磷酸钠、亚磷酸钠等、pH缓冲剂(醋酸-醋酸钠)、稳定剂、加速剂及光亮剂等大量的有机物。特点就是镍、COD、磷、氨氮含量都很高。
近年来，利用化学沉淀法去除镍得到广泛研究以及应用，利用各种离子与镍离子形成沉淀去除镍。同时，形成的镍沉淀能够有效回收，化学沉淀法的优点是工艺比较成熟，实用，操作费用较低。然而，处理过程中没有对含镍废水进行分类处理，镍的除去效率不高。同时对于废水中磷、氨氮、COD去除率不高。
生物法降解有机废水在国内外都得到广泛的使用，具有运行费用低、处理效率高等优点。其中厌氧生物处理对于高浓度有机废水有良好的处理效果，好氧生物处理对低浓度有机废水有良好的处理效果。
人工湿地主要通过土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水进行处理的一种技术，具有抗负荷能理强、良好的处理效果、工艺简单、成本低、运行费用少等特点。
本发明在原有化学沉淀除镍技术的基础上，解决原有的工艺缺点，研发出一种投资少、管理维护简单、出水水质稳定的污水处理设备，对我国含镍废水(特别是镍、COD、磷、氨氮含量都很高)的处理，具有重要的实践意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种含镍废水(特别是镍、COD、磷、氨氮含量都很高)的处理装置，降低含镍废水处理的建设和运行费用，同时在处理过程中能够回收大部分的镍。处理后含镍工业废水中镍、COD、磷、氨氮出水都能够达到国家排放标准。
本发明的技术方案如下：本发明所用装置为申请人自行设计的反应器，核心单元为1套组合装置，详见图1所示。
装置主体为12个反应器：反应器10、反应器11、反应器12、反应器13、反应器14、反应器15、破络池48、多介质过滤器49、氨氮吹托装置50、厌氧反应器51、好氧反应器52、人工湿地***53；3个调节池：调节池1、调节池2、调节池5，反应器与调节池之间使用连通管将它们连接起来，同时安装电磁阀，可以定时开启阀门。
技术创新：该处理装置，可以将化学镍废水、电镀镍废水反别在2个反应器中单独去除，有利于节约成本；延长化学镍废水的沉淀时间，实现自然沉淀，不用添加混凝剂和絮凝剂，降低成本，同时充分沉淀的废渣含镍量高，具有良好的回收价值；利用深度破络方法进一步提高镍的处理效果，从而达到排放标准；利用物理吹托法将氨氮去除，利用厌氧-好氧-人工湿地***联合法将COD降解，这样做能够使复杂含镍废水得到彻底的处理，具有工艺简单，成本低，副产物能较好反哺成本等诸多有点。
本发明解决其技术问题所采用的的技术方案：一种含镍工业废水处理装置及工艺，采用核心单元为12个反应器的装置，其特征在于，包括以下步骤：
(1)第一天打开输水泵6，进水阀门21，化学镀镍废水从调节池2进入反应器11；进水完毕后，打开计量泵8，进药阀门20，硫化钠和氢氧化钙分别从加药池3、4，通过计量泵8加入反应器11中，然后打开搅拌器40；
(2)第二天打开输水泵6，进水阀门22，化学镀镍废水从调节池2进入反应器12；进水完毕后，打开计量泵8，进药阀门19，硫化钠和氢氧化钙分别从加药池3、4，通过计量泵8加入反应器12中，然后打开搅拌器41；
(3)第三天打开输水泵6，进水阀门23，化学镀镍废水从调节池2进入反应器13；进水完毕后，打开计量泵8，进药阀门18，硫化钠和氢氧化钙分别从加药池3、4，通过计量泵8加入反应器13中，然后打开搅拌器42；
(4)第四天打开输水泵6，进水阀门24，化学镀镍废水从调节池2进入反应器14；进水完毕后，打开计量泵8，进药阀门17，硫化钠和氢氧化钙分别从加药池3、4，通过计量泵8加入反应器14中，然后打开搅拌器43；
(5)第五天打开输水泵6，进水阀门25，化学镀镍废水从调节池2进入反应器15；进水完毕后，打开计量泵8，进药阀门16，硫化钠和氢氧化钙分别从加药池3、4，通过计量泵8加入反应器15中，然后打开搅拌器44；
(6)第五天打开输水泵7，进水阀门36，电镀镍废水从调节池1进入反应器10；进水完毕后，打开计量泵9，进药阀门39，氢氧化钙分别从加药池4，通过计量泵9加入反应器10中，然后打开搅拌器45；
(7)第六天打开排水阀30、37，上清液分别从反应器11、10进入调节池5；打开排泥阀31、38，反应器中的沉淀物分别从上述2个反应器排出；排泥完成后，关闭反应器11、10的排水阀、排泥阀，分别按照步骤(1)、(6)运行。
(8)打开进水阀46，上清液从调节池5进入破络池48，加入适量破络剂后，打开搅拌器47，搅拌结束后进行泥水分离，打开排水阀55，上清液进入多介质过滤器49，排水完毕后关闭阀门，打开排泥阀54，排泥完成后，关闭排泥阀54。
(9)上清液通过多介质过滤器49后，通过排水阀门56进入氨氮吹托装置50，进行氨氮去除，反应结束后，液体通过排水阀57进入厌氧反应器51。
(10)24小时后，厌氧反应器上清液通过排水阀58进入好养反应器52，进行COD深度处理，反应结束后上清液通过排水阀60进入人工湿地***53，排水结束后，关闭排水阀60，打开排泥阀59，将好氧反应器的污泥适量排出。
(11)上清液进入人工湿地24h后，通过排水阀门61，将其排出，排水结束后关闭阀门。
(12)第7天，按照步骤(2)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)运行。
(13)第8天，按照步骤(3)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)运行。
(14)第9天，按照步骤(4)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)运行。
(15)第10天，按照步骤(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)运行。
上述装置的核心在于将原来的混合的含镍废水分开单独处理，延长化学镍废水的沉淀时间，实现自然沉淀，从而极大的节约了药剂费用，提高了处理效果，利用物理法去除氨氮，同时利用厌氧-好氧-人工湿地***联合法将COD去除，成本低。有效地解决了含镍废水处理费用高、效果差、镍回收率低的问题。同时使得此装置在含镍废水处理中的推广能力进一步加强。
与传统的含镍废水处理工艺相比，上述运行方法具有如下方面的优势：
(1)***管理简单方便，使化学镍废水与电镀镍废水完全分开处理，药剂浪费问题得到极大的解决，出水稳定；
(2)不需要添加混凝剂、絮凝剂，节约成本；
(3)处理效果好，***安全、可靠，同时能够获得镍含量高的泥渣，有利于镍的回收，同时能够反哺成本。
(4)厌氧-好氧-人工湿地***联合降解COD，成本低，副产物具有经济价值；
(5)通过多介质过滤器和人工湿地***巩固处理效果。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明污水处理装置示意图；
其中：1-电镀镍废水调节池、2-化学镍废水调节池、3-氢氧化钙药剂池、4-硫化钠药剂池、5-调节池、6-计量泵、7-计量泵、8-计量泵、9-计量泵、10-反应器、11-反应器、12-反应器、13-反应器、14-反应器、15-反应器、16-进药阀门、17-进药阀门、18-进药阀门；19-进药阀门、20-进药阀门、21-进药阀门、22-进药阀门、23-进药阀门、24-进药阀门、25-进药阀门、26-排水阀、27-排水阀、28-排水阀、29-排水阀、30-排水阀、31-排泥阀、32-排泥阀、33-排泥阀、34-排泥阀、35-排泥阀、36-进水阀、37-排水阀、38-排泥阀、39-进药阀门、40-搅拌器、41-搅拌器、42-搅拌器、43-搅拌器、44-搅拌器、45-搅拌器；46-进水阀；47-搅拌器；48-破络池；49-多介质过滤器；50-氨氮吹托装置；51-厌氧反应器；52-好氧反应器；53-人工湿地***；54-排泥阀；55-排水阀；56-排水阀；57-排水阀；58-排水阀；59-排泥阀；60-排水阀；61-排水阀；
具体实施例
以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
实施例
下面以实际含镍工业废水的处理为例对本发明加以说明。
实施例1：
用上述预处理装置按上述运行方法处理实际含镍工业废水。化学镀镍废水进水中Ni2+为6120mg/L，COD为32800mg/L，TP为215mg/L，TN为1580mg/L；电镀镍废水进水中Ni2+为8120mg/L。
稳定运行后结果如下：水中Ni2+为0.05mg/L，出水COD为38mg/L、TP为0.2mg/L、氨氮为5.9mg/L；由此可知装置对于Ni2+、COD、氨氮、磷的去除有良好的效果，且***能一直稳定运行。
实施例2：
用上述预处理装置按上述运行方法处理实际含镍工业废水。化学镀镍废水进水中Ni2+为72500mg/L，COD为37600mg/L，TP为254mg/L，TN为1850mg/L；电镀镍废水进水中Ni2+为9540mg/L。
稳定运行后结果如下：水中Ni2+为0.02mg/L，出水COD为45mg/L、TP为0.31mg/L、氨氮为4.5mg/L；由此可知装置对于Ni2+、COD、氨氮、磷的去除有良好的效果，且***能一直稳定运行。

Claims (9)

1.一种含镍工业废水处理装置及工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)第一天打开输水泵6，进水阀门21，化学镀镍废水从调节池2进入反应器11；进水完毕后，打开计量泵8，进药阀门20，硫化钠和氢氧化钙分别从加药池3、4，通过计量泵8加入反应器11中，然后打开搅拌器40；
(2)第二天打开输水泵6，进水阀门22，化学镀镍废水从调节池2进入反应器12；进水完毕后，打开计量泵8，进药阀门19，硫化钠和氢氧化钙分别从加药池3、4，通过计量泵8加入反应器12中，然后打开搅拌器41；
(3)第三天打开输水泵6，进水阀门23，化学镀镍废水从调节池2进入反应器13；进水完毕后，打开计量泵8，进药阀门18，硫化钠和氢氧化钙分别从加药池3、4，通过计量泵8加入反应器13中，然后打开搅拌器42；
(4)第四天打开输水泵6，进水阀门24，化学镀镍废水从调节池2进入反应器14；进水完毕后，打开计量泵8，进药阀门17，硫化钠和氢氧化钙分别从加药池3、4，通过计量泵8加入反应器14中，然后打开搅拌器43；
(5)第五天打开输水泵6，进水阀门25，化学镀镍废水从调节池2进入反应器15；进水完毕后，打开计量泵8，进药阀门16，硫化钠和氢氧化钙分别从加药池3、4，通过计量泵8加入反应器15中，然后打开搅拌器44；
(6)第五天打开输水泵7，进水阀门36，电镀镍废水从调节池1进入反应器10；进水完毕后，打开计量泵9，进药阀门39，氢氧化钙分别从加药池4，通过计量泵9加入反应器10中，然后打开搅拌器45；
(7)第六天打开排水阀30、37，上清液分别从反应器11、10进入调节池5；打开排泥阀31、38，反应器中的沉淀物分别从上述2个反应器排出；排泥完成后，关闭反应器11、10的排水阀、排泥阀，分别按照步骤(1)、(6)运行。
(8)打开进水阀46，上清液从调节池5进入破络池48，加入适量破络剂后，打开搅拌器47，搅拌结束后进行泥水分离，打开排水阀55，上清液进入多介质过滤器49，排水完毕后关闭阀门，打开排泥阀54，排泥完成后，关闭排泥阀54。
(9)上清液通过多介质过滤器49后，通过排水阀门56进入氨氮吹托装置50，进行氨氮去除，反应结束后，液体通过排水阀57进入厌氧反应器51。
(10)24小时后，厌氧反应器上清液通过排水阀58进入好养反应器52，进行COD深度处理，反应结束后上清液通过排水阀60进入人工湿地***53，排水结束后，关闭排水阀60，打开排泥阀59，将好氧反应器的污泥适量排出。
(11)上清液进入人工湿地24h后，通过排水阀门61，将其排出，排水结束后关闭阀门。
(12)第7天，按照步骤(2)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)运行。
(13)第8天，按照步骤(3)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)运行。
(14)第9天，按照步骤(4)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)运行。
(15)第10天，按照步骤(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)运行。
2.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述步骤中装置的制作，该装置由：1-电镀镍废水调节池、2-化学镍废水调节池、3-氢氧化钙药剂池、4-硫化钠药剂池、5-调节池、6-计量泵、7-计量泵、8-计量泵、9-计量泵、10-反应器、11-反应器、12-反应器、13-反应器、14-反应器、15-反应器、16-进药阀门、17-进药阀门、18-进药阀门；19-进药阀门、20-进药阀门、21-进药阀门、22-进药阀门、23-进药阀门、24-进药阀门、25-进药阀门、26-排水阀、27-排水阀、28-排水阀、29-排水阀、30-排水阀、31-排泥阀、32-排泥阀、33-排泥阀、34-排泥阀、35-排泥阀、36-进水阀、37-排水阀、38-排泥阀、39-进药阀门、40-搅拌器、41-搅拌器、42-搅拌器、43-搅拌器、44-搅拌器、45-搅拌器；46-进水阀；47-搅拌器；48-破络池；49-多介质过滤器；50-氨氮吹托装置；51-厌氧反应器；52-好氧反应器；53-人工湿地***；54-排泥阀；55-排水阀；56-排水阀；57-排水阀；58-排水阀；59-排泥阀；60-排水阀；61-排水阀；装置进水是由泵定时抽水，通过进水管进入反应器。
3.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述步骤中装置的制作，反应器10、11、12、13、14、15、48的材料为玻璃钢。
4.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述步骤反应器加入药剂后都打开搅拌器，进行20min的搅拌，转速60r/min。
5.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述步骤中调节池1、2的水源分别为电镀镍废水、化学镍废水。
6.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述步骤中反应器11、 12、13、14、15的反应周期为5天，即每隔5天排水、排泥一次，然后进水一次；反应器10的反应周期为1天，即每天进水，次日排水、排泥，然后进水。
7.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述步骤中多介质过滤器，主要是由优质均粒砾石、石英砂、磁铁矿、无烟煤等滤料构成。
8.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述步骤中厌氧反应器运行周期为24h，好氧反应器运行周期为5h。
9.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述步骤中人工湿地***以粉煤灰、煤渣为填料。
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