專利名稱：一種降解化學鍍鎳廢液中有機污染物并回收磷酸鹽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開一種回收磷酸鹽的方法，用于污水處理和磷資源回收，屬于涉及工業(yè)廢棄物處理及資源化的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種同時降解化學鍍鎳廢液中有機污染物并回收正磷酸鹽的方法。
背景技術(shù)：
化學鍍鎳是一種國內(nèi)外廣泛應用的工業(yè)表面處理工藝，化學鍍鎳有鍍層均勻、耐腐蝕、硬度高、耐磨性好、無需外加電源、對鍍件形狀沒有特殊要求等優(yōu)點，所以得到了迅速的發(fā)展，化學鍍鎳被廣泛的應用在航天、機械制造、石油化工、電子工業(yè)、電力機車、塑料工業(yè)等表面處理過程中，是當代非常重要的表面處理技術(shù)。但是，化學鍍鎳在廣泛應用的同時，也產(chǎn)生了越來越多的環(huán)境問題。以次亞磷酸鈉作為還原劑，硫酸鎳為主鹽的化學鍍鎳過程反應式為
NiS04+6NaH2P02 — Ni+2P +2H2+Na2S04+4 NaH2PO3
從化學反應式可以看出，隨著反應過程的進行，由于鹽分和有機物的積累，鍍液質(zhì)量會下降，最后導致鍍液報廢。報廢的化學鍍鎳廢液里面含有大量污染物質(zhì)，主要有鎳離子、有機物、次磷酸根、亞磷酸根、正磷酸根、硫酸根、鈉離子等。其中，鎳離子有2 7g/L，是一種貴重金屬，對環(huán)境污染嚴重，是致癌物質(zhì)，屬于第一類污染物；總磷含量有幾克每升到幾十克每升不等，磷會造成水體富營養(yǎng)化，大量的磷排放到水中對水質(zhì)污染嚴重；另外，老化液中含有大量的有機物，COD 一般10000mg/L以上，造成水體污染嚴重。處理化學鍍鎳廢液主要包括三個方面1)化學鍍鎳廢液中有機物的降解，因其中有機物濃度很高，COD大多在幾萬毫克每升，處理難度極大，目前沒有通用的有效方法；2)從化學鍍鎳廢水中回收鎳，該方向的技術(shù)比較成熟，目前絕大多數(shù)化學鍍鎳廢水都實現(xiàn)了鎳的回收；3)磷回收，磷的回收技術(shù)還遠遠落后，其主要原因是，廢液中磷主要以亞磷和次磷的形式存在，無法通過直接沉淀將其有效去除，而次亞磷酸根和亞磷酸根均為很難氧化的物質(zhì)，一般的物理化學方法無法將其氧化，所以回收難度也極大。綜上，雖然化學鍍鎳廢水中含有大量可回收資源，因為存在很多技術(shù)難以解決的問題，或使其處理凈化難度大，資源回收困難。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述提到的現(xiàn)有技術(shù)瓶頸，致使化學鍍鎳廢水污染嚴重，資源回收困難的問題，本發(fā)明提供一種處理和綜合利用化學鍍鎳廢液的方法，將化學鍍鎳廢液處理達標的同時，從中回收磷酸鹽。為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種降解化學鍍鎳廢液中有機污染物并回收磷酸鹽的方法，該方法包括如下步驟
A、將化學鍍鎳廢液收集排放到調(diào)節(jié)池；
B、將調(diào)節(jié)池中的化學鍍鎳廢液進行過濾，除掉廢水中顆粒狀懸浮物；C、通過離子交換、電泳、置換的方法將鎳離子回收；
D、將化學鍍鎳廢液進行氧化分解處理，使其中次亞磷酸根和亞磷酸根氧化成正磷酸根，并使其與非金屬或金屬離子形成磷酸鹽沉淀；
E、固液分離磷酸鹽沉淀和廢水，廢水處理COD、磷、鎳含量達標后排放；
F、將分離后的磷酸鹽干燥、儲存。所述的化學鍍鎳廢液為所有未使用或已使用過的化學鍍鎳槽液。所述的化學鍍鎳廢液中含有有機物、次磷酸根、亞磷酸根、正磷酸根、鎳離子等非金屬離子和金屬離子中的一種或多種。所述的氧化技術(shù)包括普通的氧化技術(shù)或臭氧、催化濕式氧化、紫外催化濕式氧化、芬頓、類芬頓、鐵碳床中的一種或幾種的組合。用于生成磷酸鹽的非金屬離子和金屬離子為廢液中本身含有，或另外添加。用于生成磷酸鹽的非金屬離子和金屬離子的種類包括銨根離子、鎂離子、鈣離子、鐵離子、鋁離子中的一種或幾種組合。干燥回收磷酸鹽的方法包括噴霧干燥、冷凍干燥、烘箱干燥、自然干燥、微波干燥的一種或多種。本發(fā)明的有益效果是
(I)本發(fā)明提供的從化學鍍鎳廢液中回收磷酸鹽的方法，因其是氧化技術(shù)，可以將化學鍍鎳廢液中COD氧化降解達到環(huán)保相關(guān)排放標準；
(2 )在氧化降解有機物的同時，本技術(shù)可將次亞磷酸根和亞磷酸根氧化為為正磷酸根，并投加沉淀劑將正磷酸根去除，從而達到去除廢液中磷的目的，并且使廢液中磷含量低于環(huán)保相關(guān)排放標準；
(3)由于有機物的氧化去除，破壞了鎳離子和有機物的絡(luò)合物，使得鎳離子的進一步去除更為徹底；
(4)因投入了磷酸根的沉淀劑，可以回收磷酸鹽，在處理廢液中COD和磷達標排放的同時，實現(xiàn)了磷資源回收，具有很大的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。綜上，本發(fā)明所述方法具有廢液處理效率高、有機物和磷去除徹底、工藝清潔綠色和回收資源等諸多優(yōu)點，具有很高的實用價值，應用前景廣闊。下面將結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步說明。


圖I為本發(fā)明技術(shù)原理流程示意圖。
具體實施例方式本實施例為本發(fā)明優(yōu)選實施方式，其他凡其原理和基本結(jié)構(gòu)與本實施例相同或近似的，均在本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。本發(fā)明實施例提供一種同時降解化學鍍鎳廢液中有機污染物并回收磷酸鹽的方法，包括如下步驟
A、將化學鍍鎳廢液收集排放到調(diào)節(jié)池，所述的化學鍍鎳廢液包括所有未使用或已使用過的化學鍍鎳槽液；其中含有有機物、次磷酸根、亞磷酸根、正磷酸根、鎳離子等非金屬離子和金屬離子中的一種或多種，且不只限于這些離子；可以是鎳離子已經(jīng)被回收過的，也可以是未回收過鎳的；
B、將調(diào)節(jié)池中的化學鍍鎳廢液進行過濾，除掉廢水中顆粒狀懸浮物；
C、如果是已經(jīng)過鎳回收的廢液可直接進入下一步；如果是未經(jīng)過鎳回收的廢液，可通過離子交換、電泳、置換的方法將鎳離子先回收。將化學鍍鎳廢液進行氧化分解處理，使其中次亞磷酸根和亞磷酸根氧化成正磷酸 根，并使其與非金屬或金屬離子形成磷酸鹽沉淀；所述的氧化技術(shù)包括各種普通的氧化技術(shù)和各種高級氧化技術(shù)，可以是普通氧化劑氧化或臭氧、催化濕式氧化、紫外催化濕式氧化、芬頓、類芬頓、鐵碳床中的一種或幾種的組合。投入沉淀劑回收磷酸鹽。用于生成磷酸鹽的非金屬離子和金屬離子為廢液中本身含有，或另外添加；非金屬離子和金屬離子的種類包括銨根離子、鎂離子、鈣離子、鐵離子、鋁離子中的一種或幾種組合。D、固液分離磷酸鹽沉淀和廢水，廢水處理C0D、磷、鎳含量達標后排放。
E將分離后的磷酸鹽通過噴霧干燥、冷凍干燥、烘箱干燥、自然干燥、微波干燥等中的一種或多種的組合。F將分離后的磷酸鹽干燥、儲存；干燥完的磷酸鹽可用于農(nóng)業(yè)或工業(yè)生產(chǎn)。下面將以幾個具體實例對本發(fā)明做進一步說明
實例一
取4升已經(jīng)去除了鎳離子的化學鍍鎳廢液，含COD 20800mg/L,總磷為18g/L，將其過濾后加入濃度為30%過氧化氫(使H2O2濃度為55g/L)，采用機械攪拌方式攪拌，打開80W紫外燈照射溶液，啟動氧化反應，反應2. 5小時后關(guān)閉紫外燈。在反應完的溶液中加入200gAl2(SO4)3繼續(xù)攪拌30min，最后通過過濾將磷酸鐵和水分離，分離后的磷酸鐵105°C干燥3小時，得到干燥的磷酸鐵。最后出水COD為356mg/L，得到干燥的AlPO4共71g。實例二
取4升已經(jīng)去除了鎳離子的化學鍍鎳廢液，含COD 26000mg/L,總磷為12g/L，將其過濾后加入濃度為30%過氧化氫(使H2O2濃度為50g/L)，采用機械攪拌方式攪拌，打開80W紫外燈照射溶液，啟動氧化反應，反應3小時后關(guān)閉紫外燈。在反應完的溶液中加入320gFe2 (SO4) 3繼續(xù)攪拌30min，最后通過過濾將磷酸鐵和水分離，分離后的磷酸鐵95°C干燥5小時，得到干燥的磷酸鐵。最后出水COD為451mg/L，得到干燥的FePO4 · 2H20共260g。實例三
取4升化學鍍鎳廢液，含鎳離子6. 125g/L，COD 26000mg/L，總磷為12g/L，將其過濾后加入濃度為30%過氧化氫(使H2O2濃度為50g/L)，同時加入445g FeSO4 · 7H20，采用機械攪拌方式攪拌，反應3小時。反應結(jié)束后，通過過濾將磷酸鐵和水分離，分離后的磷酸鐵95°C干燥5小時，得到干燥的磷酸鐵。過濾后的母液用離子交換樹脂回收硫酸鎳，最后出水COD為 451mg/L，得到干燥的 FePO4 · 2H20 共 260g。實例四
取4升化學鍍鎳廢液，含COD 12000mg/L, H2P02—15 . 23g/L，將其過濾后放入紫外臭氧反應器，反應器中通入臭氧曝氣(曝氣速度I m3/h，臭氧濃度O. lmg/L)，總共反應2小時，在反應完的溶液中加入188g Fe2(SO4)3繼續(xù)攪拌30min,最后通過過濾將磷酸鐵和水分離,分離后的磷酸鐵95°C干燥5小時，得到干燥的磷酸鐵。最后出水COD為482mg/L，得到干燥的FePO4 · 2H20 共 150g實例五 取4升化學鍍鎳廢液，鎳離子已經(jīng)去除，COD 26000mg/L,總磷為12g/L，將其過濾后加入濃度為30%過氧化氫(使H2O2濃度為50g/L)，同時加入445g FeSO4 · 7H20,打開80W紫外燈照射溶液，采用機械攪拌方式攪拌，啟動氧化反應，反應3小時后關(guān)閉紫外燈。反應結(jié)束后，通過過濾將磷酸鐵和水分離，分離后的磷酸鐵95°C干燥5小時，得到干燥的磷酸鐵。最后出水COD為221mg/L，得到干燥的FePO4 · 2H20共265g。實例六
取4升已經(jīng)去除了鎳離子的化學鍍鎳廢液，含COD 12000mg/L, H2P02—15 . 23g/L，將其過濾后加入濃度為30%過氧化氫(使H2O2濃度為20g/L)，采用機械攪拌方式攪拌，打開80W紫外燈照射溶液，啟動氧化反應，反應2小時后關(guān)閉紫外燈。在反應完的溶液中加入188gFe2 (SO4) 3繼續(xù)攪拌30min，最后通過過濾將磷酸鐵和水分離，分離后的磷酸鐵95°C干燥5小時，得到干燥的磷酸鐵。最后出水COD為332mg/L，得到干燥的FePO4 · 2H20共152g。以上對本發(fā)明實施例提供的一種同時降解化學鍍鎳廢液中有機污染物并回收磷酸鹽的方法進行了詳細介紹，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在實施過程中，會在實施方式和應用范圍均有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種降解化學鍍鎳廢液中有機污染物并回收磷酸鹽的方法，該方法包括如下步驟 A.將化學鍍鎳廢液收集排放到調(diào)節(jié)池； B.將調(diào)節(jié)池中的化學鍍鎳廢液進行過濾，除掉廢水中顆粒狀懸浮物； C.通過離子交換、電泳、置換的方法將鎳離子回收； D.將化學鍍鎳廢液進行氧化分解處理，使其中次亞磷酸根和亞磷酸根氧化成正磷酸根，并使其與非金屬或金屬離子形成磷酸鹽沉淀； E.固液分離磷酸鹽沉淀和廢水，廢水處理COD、磷、鎳含量達標后排放； F.將分離后的磷酸鹽干燥、儲存。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的降解化學鍍鎳廢液中有機污染物并回收磷酸鹽的方法，其特征是所述的化學鍍鎳廢液為所有未使用或已使用過的化學鍍鎳槽液。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的降解化學鍍鎳廢液中有機污染物并回收磷酸鹽的方法，其特征是所述的化學鍍鎳廢液中含有有機物、次磷酸根、亞磷酸根、正磷酸根、鎳離子等非金屬離子和金屬離子中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的降解化學鍍鎳廢液中有機污染物并回收磷酸鹽的方法，其特征是所述的氧化技術(shù)包括普通的氧化技術(shù)或臭氧、催化濕式氧化、紫外催化濕式氧化、芬頓、類芬頓、鐵碳床中的一種或幾種的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的降解化學鍍鎳廢液中有機污染物并回收磷酸鹽的方法，其特征是用于生成磷酸鹽的非金屬離子和金屬離子為廢液中本身含有，或另外添加。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的降解化學鍍鎳廢液中有機污染物并回收磷酸鹽的方法，其特征是用于生成磷酸鹽的非金屬離子和金屬離子的種類包括銨根離子、鎂離子、鈣離子、鐵離子、鋁離子中的一種或幾種組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的降解化學鍍鎳廢液中有機污染物并回收磷酸鹽的方法，其特征是干燥回收磷酸鹽的方法包括噴霧干燥、冷凍干燥、烘箱干燥、自然干燥、微波干燥的一種或多種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種降解化學鍍鎳廢液中有機污染物并回收磷酸鹽的方法，屬于環(huán)保的廢水處理和資源回收技術(shù)領(lǐng)域。該方法通過氧化技術(shù)將廢水中有機污染物氧化分解，同時將廢水中次亞磷酸根和亞磷酸根氧化成正磷酸根，并和非金屬或金屬離子沉淀回收磷酸鹽以及回收鎳。本方法在處理廢水的同時，實現(xiàn)了資源回收，具有較好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益，應用前景廣闊。
文檔編號C01B25/26GK102616961SQ20121008786
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者劉鵬, 崔海波, 李朝林, 陸鋼 申請人:李朝林