CN204151160U - 电镀废水中镍离子的去除装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电镀废水中镍离子的去除装置，属于电镀废水处理技术领域，先用预处理过滤方式对含镍废水进行过滤，再用离子交换吸附方式对含镍废水进行进行离子交换，并用洗脱再生方式对离子交换***进行离子的再生。包括储酸桶、储碱桶、多介质过滤器、精密过滤器、阳离子交换器、阴离子交换器、混合离子交换器；精密过滤器分别与多介质过滤器和阳离子交换器相连通；阳离子交换器与阴离子交换器相连通；阴离子交换器与混合离子交换器连通，阴离子交换器与排水管连通，储酸桶分别与阳离子交换器和混合离子交换器相连通，储碱桶分别与阴离子交换器和混合离子交换器相连通，本实用新型主要用于电镀废水中镍离子的去除技术中。
Description
技术领域
本实用新型涉及电镀废水处理技术领域，特别涉及电镀废水中镍离子的去除装置。
背景技术
电镀行业是污染较为严重且不可替代的行业。电镀废水是较难处理且总量较大的污染物。据资料统计，我国目前约有2万余家电镀企业，行业每年排出约40亿吨电镀废水，导致水环境污染严重。含镍电镀废水主要来源于电镀和漂洗等工序，具有成分复杂、处理难度大和贵金属离子浪费严重等特点。
目前，含镍离子电镀废水常用处理方法有化学沉淀法、吸附法、反渗透法、电解法和膜分离法以及多种方法组合运用技术等。这些技术方法在工程上均有应用，但或多或少存在着一定的不足和缺陷，影响其在工程应用上的成熟和推广。如应用较为普遍的化学沉淀法即用石灰调节废水pH值，再加重金属离子捕获剂等进行中和、混凝和沉淀作用，就存在着药剂用量大、沉淀污泥多和二次污染严重等不足；其它工艺方法还存在着设备占地面积大、工艺操作复杂、工艺条件不稳定和治理不彻底等弊端。
总之，一般的含镍废水处理方法是将废水中溶解的镍离子转化成沉淀或是更加易于处理的形式，并对沉淀或其它形式的中间产物采取填埋或其它处置。此类方法只是对镍离子的污染转移，并未对终端产物作妥善处置，其仍会对环境造成二次污染。因此，提供一种含镍离子废水高效、低成本的清洁处理装置，既可避免二次污染，还能节约资源，具有重要意义。
实用新型内容
本实用新型是为了解决现有电镀废水中镍离子去除装置存在二次污染以及设备占地面积大、工艺操作复杂、工艺条件不稳定的不足，提供一种先采用预处理过滤方式对含镍废水进行过滤，然后采用离子交换吸附方式对含镍废水进行进行离子交换后排出符合排放标准的水，并采用洗脱再生方式对离子交换***进行离子的再生，装置体积小，工艺简单，稳定可靠的一种电镀废水中镍离子的去除装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种电镀废水中镍离子的去除装置，包括：储酸桶、储碱桶、多介质过滤器、精密过滤器、阳离子交换器、阴离子交换器、混合离子交换器、废水流量计、碱液流量计、酸液流量计、在线pH计、在线电导率仪、加压泵、加酸泵、加碱泵、中间水箱、排水管和若干根管道；多介质过滤器带阀门的出水管通过管道与精密过滤器的进水管相连通；精密过滤器的出水管通过管道与废水流量计的进水管相连通；废水流量计的出水管通过管道与阳离子交换器带阀门的进水管相连通；阳离子交换器带阀门的出水管通过管道与中间水箱的进水管相连通；中间水箱带阀门的出水管通过管道与加压泵的进水管相连通；加压泵的出水管通过管道与阴离子交换器带阀门的进水管相连通；阴离子交换器带阀门的出水管通过管道与混合离子交换器带阀门的进水管相连通；储酸桶带阀门的出酸管通过管道与加酸泵的进酸管相连通，加酸泵的出酸管通过管道与酸液流量计的进酸管相连通，酸液流量计的出酸管分别通过管道与阳离子交换器带阀门的进酸管和混合离子交换器带阀门的进酸管相连通；储碱桶带阀门的出碱管通过管道与加碱泵的进碱管相连通，加碱泵的出碱管通过管道与碱液流量计的进碱管相连通，碱液流量计的出碱管分别通过管道与阴离子交换器带阀门的进碱管和混合离子交换器带阀门的进碱管相连通；多介质过滤器分别设有带阀门的进水管、带阀门的排气管和带阀门的排出管；阳离子交换器分别设有带阀门的排气管和带阀门的排出管；阴离子交换器分别设有带阀门的排气管和带阀门的排出管；混合离子交换器分别设有带阀门的排气管、带阀门的进气管、带阀门排出管和带阀门的产水管，在混合离子交换器的排出管上分别设有在线pH计和在线电导率仪；并且，多介质过滤器的排出管、阳离子交换器的排出管、阴离子交换器的排出管和混合离子交换器的排出管分别通过管道与排水管相连通。
本方案中的多介质过滤器和精密过滤器等构成预处理过滤***，阳离子交换器、阴离子交换器和混合离子交换器等构成离子交换***，储酸桶、储碱桶、加酸泵、加碱泵、碱液流量计、酸液流量计等构成树脂再生***。本方案先采用预处理过滤方式对含镍废水进行过滤，然后采用离子交换吸附方式对含镍废水进行进行离子交换后排出符合排放标准的水，并采用洗脱再生方式对离子交换***进行离子的再生，装置体积小，工艺简单，稳定可靠。
预处理过滤：将含镍离子的电镀废水依次送入多介质过滤器和精密过滤器，去除废水中的杂质、悬浮物和有机物，保证和提高后续处理单元效率；
离子交换吸附：将得到的出水依次通过阳离子交换器、阴离子交换器和混合离子交换器，逐级降低出水镍离子浓度；
洗脱再生：一个工作周期后树脂达到饱和状态，采用再生液对离子交换树脂进行洗脱再生，收集洗脱液回用。离子交换树脂恢复未饱和状态进入下一个工作周期。
吸附反应：电镀废水中镍离子完全吸附于离子交换树脂上，直至离子交换树脂吸附饱和，反应式为R-Na+Ni2+→R-Ni+2Na+；
洗脱反应：采用再生液对离子交换树脂进行洗脱再生，使树脂上吸附的镍离子脱离，树脂状态由饱和恢复到未饱和，同时得到高浓度镍离子洗脱液，反应式为R-Ni+2H+→R-H+Ni2+和
R-H+2NaOH→R-Na+H2O；
中和反应：混合离子树脂床采用先酸后碱分步再生，保证下一工作周期的处理效果。
通过离子交换，可将较低浓度的含镍离子废水富集为较高浓度的含镍离子浓缩液，体积上实现废水减量；
高浓度含镍离子浓缩液可出售或作为工业原料回用于生产工艺中，可避免二次污染，增加生产附加值，出水也可作为中水回用于生产工艺中，实现降本增效；
离子交换树脂饱和后经洗脱再生可回复到未饱和状态再吸附，可多次重复使用，具有吸附效率高，操作能耗成本低，出水水质好可达到国家排放标准，实现节能减排。
作为优选，多介质过滤器的滤料为无烟煤和石英砂，精密过滤器的滤料过滤精度为5μm，阳离子交换器由D001MB型大孔强酸性树脂填充，阴离子交换器由D201MB型大孔强碱性树脂填充，混合离子交换器由填充质量比为1∶2的D001MB型大孔强酸性阳树脂和D201MB型大孔强碱性阴树脂混合填充，储酸桶中盛装有浓度为5-10％的HCl溶液，储碱桶中盛装有浓度为5-10％的NaOH溶液。
作为优选，还包括一根交汇管，交汇管的一端分别通过管道连接在加碱泵带阀门的出碱管上和加酸泵带阀门的出酸管上，交汇管的另一端分别通过管道连接在碱液流量计带阀门的进碱管上和酸液流量计带阀门的进酸管上。
作为优选，在线pH计和在线电导率仪设置在在混合离子交换器的排出管的管道转弯处，且均与混合离子交换器的排出管呈三通形式安装。
作为优选，在多介质过滤器的排气管、阳离子交换器的排气管、阴离子交换器的排气管和混合离子交换器的排气管上分别设有压力表。这种结构便于控制，稳定性高，安全性好。
本实用新型能达到如下效果：
1、本实用新型先采用预处理过滤方式对含镍废水进行过滤，然后采用离子交换吸附方式对含镍废水进行进行离子交换后排出符合排放标准的水，并采用洗脱再生方式对离子交换***进行离子的再生。
2、本实用新型能使含镍离子电镀废水处理具有效率高效、工艺流程短，处理效果好，维护管理方便，运行能耗低和不产生二次污染等特点，特别是高浓度镍离子洗脱液可作为工业原料回用，出水达到国家排放标准且可作为生产中水利用，能为用户实现节能减排的明显效果。
3、本实用新型的装置体积小、工艺简单、稳定可靠。
附图说明
图1是本实用新型的一种连接结构示意图。
图中：多介质过滤器1，阀门11，阀门12，阀门13，阀门14，精密过滤器2，废水流量计3，阳离子交换器4，阀门41，阀门42，阀门43，阀门44，阀门45，中间水箱5，阀门51，加压泵6，阴离子交换器7，阀门71，阀门72，阀门73，阀门74，阀门76，混合离子交换器8，阀门81，阀门82，阀门83，阀门84，阀门85，阀门86，阀门87，排水管9，储酸桶A，阀门A1，加酸泵B，阀门B1，交汇管C，酸液流量计D，阀门D1，储碱桶E，阀门F1，加碱泵F，阀门F1，碱液流量计G，阀门G1在线pH计M，在线电导率仪K，压力表J，管道H。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：电镀废水中镍离子的去除装置，参见图1所示，包括：储酸桶A、储碱桶E、多介质过滤器1、精密过滤器2、阳离子交换器4、阴离子交换器7、混合离子交换器8、废水流量计3、碱液流量计G、酸液流量计D、在线pH计M、在线电导率仪K、加压泵6、加酸泵B、加碱泵F、中间水箱5、排水管9和若干根管道H。多介质过滤器1带阀门13的出水管通过管道与精密过滤器2的进水管相连通。精密过滤器的出水管通过管道与废水流量计3的进水管相连通。废水流量计的出水管通过管道与阳离子交换器4带阀门41的进水管相连通。阳离子交换器带阀门43的出水管通过管道与中间水箱5的进水管相连通。中间水箱带阀门51的出水管通过管道与加压泵6的进水管相连通。加压泵的出水管通过管道与阴离子交换器7带阀门71的进水管相连通。阴离子交换器带阀门73的出水管通过管道与混合离子交换器8带阀门81的进水管相连通。多介质过滤器分别设有带阀门11的进水管、带阀门12的排气管和带阀门14的排出管。阳离子交换器分别设有带阀门42的排气管和带阀门44的排出管。阴离子交换器分别设有带阀门72的排气管和带阀门74的排出管。混合离子交换器分别设有带阀门82的排气管、带阀门87的进气管、带阀门84排出管和带阀门83的产水管，在混合离子交换器的排出管上分别设有在线pH计M和在线电导率仪K。并且，多介质过滤器的排出管、阳离子交换器的排出管、阴离子交换器的排出管和混合离子交换器的排出管分别通过管道与排水管9相连通。储酸桶A带阀门A1的出酸管通过管道与加酸泵B的进酸管相连通，加酸泵的出酸管通过管道与酸液流量计D的进酸管相连通，酸液流量计的出酸管分别通过管道与阳离子交换器带阀门45的进酸管和混合离子交换器带阀门85的进酸管相连通。储碱桶E带阀门F1的出碱管通过管道与加碱泵F的进碱管相连通，加碱泵的出碱管通过管道与碱液流量计G的进碱管相连通，碱液流量计的出碱管分别通过管道与阴离子交换器带阀门76的进碱管和混合离子交换器带阀门86的进碱管相连通。还包括一根交汇管C，交汇管的一端分别通过管道连接在加碱泵带阀门F1的出碱管上和加酸泵带阀门B1的出酸管上，交汇管的另一端分别通过管道连接在碱液流量计带阀门D1的进碱管上和酸液流量计带阀门G1的进酸管上。
多介质过滤器的滤料为无烟煤和石英砂，精密过滤器的滤料过滤精度为5μm，阳离子交换器由D001MB型大孔强酸性树脂填充，阴离子交换器由D201MB型大孔强碱性树脂填充，混合离子交换器由填充质量比为1∶2的D001MB型大孔强酸性阳树脂和D201MB型大孔强碱性阴树脂混合填充，储酸桶中盛装有浓度为5-10％的HCl溶液，储碱桶中盛装有浓度为5-10％的NaOH溶液。在线pH计和在线电导率仪设置在在混合离子交换器的排出管的管道转弯处，且均与混合离子交换器的排出管呈三通形式安装。在多介质过滤器的排气管、阳离子交换器的排气管、阴离子交换器的排气管和混合离子交换器的排气管上分别设有压力表J。
进水处理流程。参见图1所示，首先把装有含镍废水容器的出水管连接在阀门11的管道上，然后分别打开阀门11、阀门13、阀门41、阀门43、阀门51、阀门71、阀门73、阀门81和阀门83，并打开加压泵6。首先含镍废水在多介质过滤器1和精度过滤器2中进行预处理过滤，然后含镍废水依次进入阳离子交换器4、阴离子交换器7和混合离子交换器8中，通过离子交换吸附方式对含镍废水进行进行离子交换后排出符合排放标准的水。具体进水处理流程是：含镍废水流经阀门11进入多介质过滤器1的顶部，经多介质过滤器1罐体内滤料的过滤作用后，出水流经多介质过滤器1底部阀门13进入精密过滤器2，经精密过滤器2过滤后，其出水进入到废水流量计3后就从阀门41进入到阳离子交换器4顶部，经阳离子交换器4罐体内阳离子树脂的离子交换吸附作用后，出水经阳离子交换器4底部阀门43进入到中间水箱5，含镍废水从阀门51流入加压泵6，含镍废水经加压泵6加压后流经阀门71进入阴离子交换器7顶部，经阴离子交换器7罐体内阴离子树脂的离子交换吸附作用后，出水经阴离子交换器7底部阀门73后再从阀门81进入到混合离子交换器8顶部，经混合离子交换器8罐体内阴阳离子树脂的离子交换吸附作用后，出水经混合离子交换器8底部流出阀门83流出，完成废水处理全流程。进水处理流程中未提及的阀门均处于关闭状态。
进酸再生过程。再生酸液由储酸桶A开始，采用加酸泵B加压后再生酸液进入酸液流量计D。从酸液流量计D流出端流出的一部分再生酸液从阀门45进入阳离子交换器4罐体顶部，经罐体内饱和离子树脂与再生酸液离子交换再生后，洗脱液经阳离子交换器4底部阀门44流入到排水管9中；从酸液流量计D流出端流出的另一部分再生酸液从阀门85进入混合离子交换器8罐体顶部，经罐体内饱和离子树脂与再生酸液离子交换再生后，洗脱液经混合离子交换器8顶部阀门84流入到排水管9中；进酸再生过程中未提及的阀门均处于关闭状态。
进碱再生过程。再生碱液由储碱桶E开始，采用加碱泵F加压后再生碱液进入碱液流量计G。从碱液流量计G流出端流出的一部分再生碱液从阀门76进入阴离子交换器7罐体顶部，经罐体内饱和离子树脂与再生碱液离子交换再生后，洗脱液经阴离子交换器7底部阀门74流入到排水管9中；从碱液流量计G流出端流出的另一部分再生碱液从阀门86进入混合离子交换器8罐体顶部，经罐体内饱和离子树脂与再生碱液离子交换再生后，洗脱液经混合离子交换器8底部阀门84流入到排水管9中；进碱再生过程中未提及的阀门均处于关闭状态。
进气冲洗过程。空气由阀门87进入混合离子交换器8罐体底部，罐体内离子树脂冲洗后空气由罐体顶部从阀门82排出。进气过程中未提及的阀门均处于关闭状态。
在此工艺过程中对各离子交换器处理单元出水中pH值、电导率和镍离子含量进行了监测，其数据如下表1所列。
表1 含镍漂洗水处理工艺中各单元出水监测数据
本实例先采用预处理过滤方式对含镍废水进行过滤，然后采用离子交换吸附方式对含镍废水进行进行离子交换后排出符合排放标准的水，并采用洗脱再生方式对离子交换***进行离子的再生，使含镍离子电镀废水处理具有效率高效、工艺流程短，处理效果好，维护管理方便，运行能耗低和不产生二次污染等特点，特别是高浓度镍离子洗脱液可作为工业原料回用，出水达到国家排放标准且可作为生产中水利用，能为用户实现节能减排的明显效果。
上面结合附图描述了本实用新型的实施方式，但实现时不受上述实施例限制，本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变化或修改。
Claims (4)
1.一种电镀废水中镍离子的去除装置，其特征在于，包括：储酸桶(A)、储碱桶(E)、多介质过滤器(1)、精密过滤器(2)、阳离子交换器(4)、阴离子交换器(7)、混合离子交换器(8)、废水流量计(3)、碱液流量计(G)、酸液流量计(D)、在线pH计(M)、在线电导率仪(K)、加压泵(6)、加酸泵(B)、加碱泵(F)、中间水箱(5)、排水管(9)和若干根管道(H)；
多介质过滤器(1)带阀门(13)的出水管通过管道与精密过滤器(2)的进水管相连通；精密过滤器的出水管通过管道与废水流量计(3)的进水管相连通；废水流量计的出水管通过管道与阳离子交换器(4)带阀门(41)的进水管相连通；阳离子交换器带阀门(43)的出水管通过管道与中间水箱(5)的进水管相连通；中间水箱带阀门(51)的出水管通过管道与加压泵(6)的进水管相连通；加压泵的出水管通过管道与阴离子交换器(7)带阀门(71)的进水管相连通；阴离子交换器带阀门(73)的出水管通过管道与混合离子交换器(8)带阀门(81)的进水管相连通；
储酸桶(A)带阀门(A1)的出酸管通过管道与加酸泵(B)的进酸管相连通，加酸泵的出酸管通过管道与酸液流量计(D)的进酸管相连通，酸液流量计的出酸管分别通过管道与阳离子交换器带阀门(45)的进酸管和混合离子交换器带阀门(85)的进酸管相连通；
储碱桶(E)带阀门(E1)的出碱管通过管道与加碱泵(F)的进碱管相连通，加碱泵的出碱管通过管道与碱液流量计(G)的进碱管相连通，碱液流量计的出碱管分别通过管道与阴离子交换器带阀门(76)的进碱管和混合离子交换器带阀门(86)的进碱管相连通；
多介质过滤器分别设有带阀门(11)的进水管、带阀门(12)的排气管和带阀门(14)的排出管；阳离子交换器分别设有带阀门(42)的排气管和带阀门(44)的排出管；阴离子交换器分别设有带阀门(72)的排气管和带阀门(74)的排出管；混合离子交换器分别设有带阀门(82)的排气管、带阀门(87)的进气管、带阀门(84)排出管和带阀门(83)的产水管，在混合离子交换器的排出管上分别设有在线pH计(M)和在线电导率仪(K)；并且，多介质过滤器的排出管、阳离子交换器的排出管、阴离子交换器的排出管和混合离子交换器的排出管分别通过管道与排水管(9)相连通。
2.根据权利要求1所述的电镀废水中镍离子的去除装置，其特征在于，还包括一根交汇管(C)，交汇管的一端分别通过管道连接在加碱泵带阀门(F1)的出碱管上和加酸泵带阀门(B1)的出酸管上，交汇管的另一端分别通过管道连接在碱液流量计带阀门(D1)的进碱管上和酸液流量计带阀门(G1)的进酸管上。
3.根据权利要求1所述的电镀废水中镍离子的去除装置，其特征在于，在线pH计和在线电导率仪设置在在混合离子交换器的排出管的管道转弯处，且均与混合离子交换器的排出管呈三通形式安装。
4.根据权利要求1或2或3所述的电镀废水中镍离子的去除装 置，其特征在于，在多介质过滤器的排气管、阳离子交换器的排气管、阴离子交换器的排气管和混合离子交换器的排气管上分别设有压力表(J)。
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|---|---|---|---|---|
| CN107043151A (zh) * | 2017-06-07 | 2017-08-15 | 中国工程物理研究院动力部 | 一种重金属综合废水移动式处理装置 |
| CN110668543A (zh) * | 2019-10-24 | 2020-01-10 | 浙江新中港清洁能源股份有限公司 | 一种离子交换生再生废水的回收*** |
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