本發(fā)明涉及廢水處理，具體涉及一種電鍍鎳沖洗廢水光催化氧化及零排放的方法。

背景技術(shù)：

1、電鍍鎳是借電化學(xué)作用，在黑色金屬或有色金屬制件表面上沉積一層鎳的方法?？捎米鞅砻驽儗?，但主要用于鍍鉻打底，防止腐蝕，增加耐磨性、光澤和美觀。廣泛應(yīng)用于機器、儀器、儀表、醫(yī)療器械、家庭用具等制造工業(yè)。將制件作陰極，純鎳板陽級，掛入以硫酸鎳、氯化鈉和硼酸所配成的電解液中，進(jìn)行電鍍。

2、電鍍完成后鍍件的表面會攜帶少量的電鍍液，因此在電鍍完成后需要對鍍件進(jìn)行沖洗，沖洗過程中會產(chǎn)生沖洗廢水，沖洗廢水中的主要污染物是稀釋過的電鍍液。常用的瓦特電鍍液的主要成分包括氯化鎳、硫酸鎳、硼酸以及少量的有機添加劑，其中氯化鎳、硫酸鎳、硼酸等無機成分在電鍍過程中基本不會發(fā)生變化，而有機添加劑則會隨著電鍍時間的延長發(fā)生氧化、分解等反應(yīng)。因此沖洗廢水中的主要污染物包括鎳、硼、有機物等。

3、如果將沖洗廢水中的有機物加以去除，同時對沖洗廢水進(jìn)行濃縮，濃縮液達(dá)到電鍍液的濃度后，再添加少量的有機添加劑，則可以實現(xiàn)含鎳的沖洗廢水的回收利用。為保障電鍍液的純度，在去除有機物的過程中不能引入新的物質(zhì)。

4、cn201210368797.1發(fā)明公開了一種電鍍含鎳廢水零排放在線循環(huán)處理系統(tǒng)，它包括：前期預(yù)處理系統(tǒng)、過濾滲透系統(tǒng)和蒸發(fā)提濃系統(tǒng)；前期預(yù)處理系統(tǒng)包括原水池(1)、增壓泵(2)、mbr膜處理裝置(3)、袋式過濾器(4)、除油過濾器(5)、保安濾器(6)，過濾滲透系統(tǒng)包括：超濾裝置(7)、第一高壓泵(8)、一級反滲透機組(9)、一級中間水箱(10)、第二高壓泵(11)、二級反滲透機組(12)和高濃度鎳水收集箱(13)；蒸發(fā)提濃系統(tǒng)包括太陽能熱水器(14)，電加熱器(15)，熱水蓄水箱(16)、循環(huán)泵(17)、環(huán)梯多效蒸發(fā)塔(18)、超高濃度鎳水收集箱(19)。該裝置設(shè)備成套性好、自動化程度高，對鎳回收率可達(dá)99.98％，水回用率可達(dá)100％，無二次污染，能較徹底地實現(xiàn)鍍鎳廢水的零排放，對電鍍行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

5、n201310345579.0公開了一種利用微生物電解池從含鎳廢水中回收鎳的裝置及方法，裝置包括微生物電解池、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及記錄單元；微生物電解池為雙室微生物電解池；微生物電解池以導(dǎo)電惰性材料為陽極電極、導(dǎo)電惰性材料為陰極電極，陽極電極和陰極電極間通過鈦絲、恒電位儀及電阻連接；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與電阻并聯(lián)，記錄單元和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連接。本發(fā)明提供了利用微生物電解池從含鎳廢水中電解回收鎳的可行性分析和具體操作方法，實現(xiàn)了利用微生物電解池對含鎳廢水中鎳的回收。此方法與傳統(tǒng)電解回收水中鎳的方法相比，大大降低了能耗，減少化學(xué)試劑的使用，降低了成本，且避免了環(huán)境污染。

6、cn201410301526.3公開了一種電鍍行業(yè)中含鎳廢水的處理方法。所述含鎳廢水的處理方法包括如下步驟：(1)在酸性條件下，在含鎳廢水中加入氧化劑進(jìn)行氧化反應(yīng)；(2)往經(jīng)步驟(1)氧化反應(yīng)后的含鎳廢水中加入堿，使含鎳廢水呈堿性，然后靜置沉淀，取出上清液；(3)在步驟(2)所述上清液中依次加入沉淀劑和絮凝劑進(jìn)行共沉淀，所得最終上清液即為處理后的可排放廢水。本發(fā)明所述處理方法操作簡單，效果穩(wěn)定，所用試劑不會造成對環(huán)境的二次污染；本發(fā)明所述處理方法在二次沉淀的基礎(chǔ)上，利用了絮凝劑與沉淀物產(chǎn)生的共沉淀作用，可確保含鎳廢水處理出水的總鎳濃度可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

7、cn201410473920.5公開了一種含鎳廢水處理裝置，包括含鎳廢水存儲輸入裝置、含鎳廢水ph調(diào)配槽、泵浦系統(tǒng)、電解裝置和控制裝置，還包括污水循環(huán)處理裝置，本發(fā)明還公開了所述含鎳廢水處理裝置所對應(yīng)的處理方法，本發(fā)明把化學(xué)鎳廢液和含鎳污水濃縮液加入到含鎳廢水ph調(diào)節(jié)槽中混合，將ph值調(diào)節(jié)至6-7；將ph值調(diào)配好后的廢水通入電解槽中在65-75℃進(jìn)行電解，回收得到單質(zhì)鎳，電解后廢水的鎳排放濃度在0.02g/l以下，回收率在97％以上；電解后廢水再經(jīng)反滲透樹脂交換處理后，處理污水可直接排放或循環(huán)使用。

8、cn201510136498.9開了一種含鎳廢水的處理方法及系統(tǒng)，能夠保證出水水質(zhì)的穩(wěn)定。本發(fā)明實施例方法包括：將所述含鎳廢液排入破絡(luò)反應(yīng)池，加入漂水，出水排入第一ph調(diào)整池，加入naoh，調(diào)節(jié)ph值，出水排入鈣鹽反應(yīng)池，加入cao及dtc，出水排入混凝沉淀池，加入聚合氯化鋁及聚丙烯酰胺，靜置沉淀，過濾得到上清液，上清液排入第二ph調(diào)整池，加入h2so4溶液，反應(yīng)后出水排入芬頓反應(yīng)池，加入h2o2和feso4，出水排入第三ph調(diào)整池，加入naoh，之后排入芬頓沉淀池，投加聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺，之后出水排入氨氮反應(yīng)池。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種電鍍鎳沖洗廢水的零排放方法。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種電鍍鎳沖洗廢水光催化氧化及零排放的方法，包括如下步驟：

3、(1)待處理的電鍍鎳沖洗廢水與h2o2在管道混合器ⅰ內(nèi)混合，h2o2的投加量按照h2o2：cod為2:1～3:1；混合后進(jìn)入光催化反應(yīng)器ⅰ，電鍍鎳沖洗廢水在光催化反應(yīng)器ⅰ內(nèi)的水力停留時間為1～3h；所述光催化反應(yīng)器ⅰ裝填有高效復(fù)合分子篩催化劑，同時設(shè)置了若干紫外燈管；所述高效復(fù)合分子篩催化劑為負(fù)載了硝酸錳、硝酸鐵和二氧化鈦復(fù)合催化劑的分子篩；

4、(2)光催化反應(yīng)器ⅰ的出水進(jìn)入微濾過濾器ⅰ，在微濾過濾器ⅰ內(nèi)進(jìn)行催化劑和水的分離；微濾膜采用管式微濾膜，經(jīng)微濾之后的產(chǎn)水進(jìn)入膜蒸餾反應(yīng)器進(jìn)行濃縮，濃縮液中主要是催化劑，返回光催化反應(yīng)器ⅰ循環(huán)使用；

5、(3)采用兩級膜蒸餾濃縮工藝，將微濾沖洗廢水過濾器ⅰ的出水加熱至50～80℃，加熱后的含鎳沖洗廢水側(cè)的水蒸汽穿過膜蒸餾系統(tǒng)的膜后進(jìn)入蒸汽側(cè)，在水蒸汽側(cè)利用真空泵將透過膜的水蒸汽抽至冷凝器內(nèi)；膜濃縮后的濃縮液循環(huán)至膜蒸餾組件的入口處繼續(xù)濃縮，直至濃縮液中鎳的含量達(dá)到電鍍液的要求，開始排放部分濃縮液，濃縮液進(jìn)入后續(xù)處理系統(tǒng)繼續(xù)處理；

6、(4)經(jīng)膜蒸餾濃縮后，濃縮液與h2o2在管道混合器ⅱ內(nèi)混合，h2o2的投加量按照h2o2：cod為4.:1～6:1，混合后進(jìn)入光催化反應(yīng)器ⅱ，濃縮液在光催化反應(yīng)器ⅱ內(nèi)的水力停留時間為36～48h；所述光催化反應(yīng)器ⅱ裝填有高效復(fù)合分子篩催化劑，同時設(shè)置了若干紫外燈管；在光催化反應(yīng)器內(nèi)繼續(xù)將濃縮液中的有機物分解，進(jìn)一步降低有機物的濃度；

7、(5)光催化反應(yīng)器ⅱ的出水進(jìn)入微濾過濾器ⅱ，在微濾過濾器ⅱ內(nèi)進(jìn)行催化劑和水的分離；微濾過濾器ⅱ的產(chǎn)水去除有機物，濃縮鎳重新作為鍍液循環(huán)使用，濃縮液中主要是催化劑，返回光催化反應(yīng)器ⅱ循環(huán)使用。

8、步驟(1)中，在光催化反應(yīng)器ⅰ中，h2o2作為氧化劑，在催化劑和紫外燈管的共同作用下，將沖洗廢水中的有機污染物氧化分解為二氧化碳和水等無害物質(zhì)。h2o2分解為h2o和o2，不會增加新的物質(zhì)；催化劑作為氧化反應(yīng)的催化劑本身不參加反應(yīng)，也不會產(chǎn)生變化，在反應(yīng)后回收循環(huán)利用，不影響濃縮回收后電鍍液的使用。

9、步驟(2)中，微濾沖洗廢水過濾器ⅰ可以將催化劑和水中的懸浮物去除，有利于膜蒸餾系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

10、步驟(3)中，在水蒸汽側(cè)利用真空泵將透過膜的水蒸汽抽至冷凝器內(nèi)，這樣保證膜兩側(cè)的蒸汽壓差，水蒸汽在冷凝器內(nèi)冷凝為冷凝水，冷凝水返回生產(chǎn)工藝?yán)?；為保證產(chǎn)水水質(zhì)，可以采用多級串聯(lián)濃縮，后面幾級的產(chǎn)水作為第一級的進(jìn)水。膜蒸餾系統(tǒng)的膜為疏水性膜，只允許水蒸汽通過。一級膜蒸餾工藝產(chǎn)水電導(dǎo)率3～10μs/cm，ni2+<0.05mg/l；二級膜蒸餾工藝濃縮液中ni2+150～200g/l。一級膜蒸餾是控制產(chǎn)水水質(zhì)，保證產(chǎn)水可以回用，不控制濃水；二級膜蒸餾是控制濃水中的鎳離子，可以滿足鍍液的要求，不控制產(chǎn)水水質(zhì)。

11、經(jīng)膜蒸餾濃縮后，濃縮液中的有機物含量也得到濃縮，為保證鍍液的純度，需要對其中的有機物進(jìn)一步去除。

12、步驟(5)中，微濾過濾器ⅱ的產(chǎn)水中主要成分為氯化鎳、硫酸鎳以及硼酸，把產(chǎn)水中去除有機物，濃縮鎳，達(dá)到新鍍液的要求即可。例如可以添加少量有機添加劑后可重新作為鍍液循環(huán)使用；濃縮液中主要是催化劑，返回光催化反應(yīng)器ⅱ循環(huán)使用。

13、根據(jù)本發(fā)明所述的電鍍鎳沖洗廢水光催化氧化及零排放的方法，優(yōu)選的是，步驟(1)所述的紫外燈管之間的間距為5～15cm。

14、根據(jù)本發(fā)明所述的電鍍鎳沖洗廢水光催化氧化及零排放的方法，優(yōu)選的是，步驟(1)所述的高效復(fù)合分子篩催化劑的制備工藝包括：

15、a.選擇y型分子篩，分子篩的粒徑50～200目，用去離子水將分子篩沖洗干凈，烘干；

16、b.烘干后的分子篩浸泡于硝酸溶液中，加入硝酸錳(mn(no3)2)和硝酸鐵(fe(no3)3)，其中硝酸錳和硝酸鐵的摩爾比為1:1～3:1；將溶液加熱至80～85℃，恒溫反應(yīng)3～5h；

17、c.反應(yīng)結(jié)束后真空抽濾濾干水分，放置于干燥箱中100-110℃烘干至恒重，將硝酸錳和硝酸鐵負(fù)載在分子篩表面；

18、d.將鈦酸四丁酯(ch3ch2o)4ti)加入到聚乙二醇中，聚乙二醇和鈦酸四丁酯的比例為4：1～6:1，然后加入無水乙醇，無水乙醇的加入量為鈦酸四丁酯的4～6倍，充分?jǐn)嚢枋光佀崴亩□コ浞秩芙猓纬蔁o色的透明溶膠；將負(fù)載了硝酸錳和硝酸鐵的分子篩與透明溶膠混合均勻，放置于水熱反應(yīng)釜中，將水熱反應(yīng)釜放置于溫度在140～160℃的加熱裝置中，保持6～8h，然后冷卻至室溫；

19、e.分別用蒸餾水和無水乙醇洗滌，直至中性，70-95℃下烘干至恒重；得到負(fù)載了硝酸錳、硝酸鐵和二氧化鈦復(fù)合催化劑的分子篩。

20、步驟d這一步是為了讓分子篩負(fù)載二氧化鈦，這樣操作負(fù)載的二氧化鈦比較均勻，且不易脫落。

21、進(jìn)一步地，在高效復(fù)合分子篩催化劑的制備工藝中，步驟a所述的y型分子篩為微孔孔徑相對較大的y型分子篩；步驟a所述烘干溫度為100-110℃。y型分子篩的孔徑在0.7～0.9nm。

22、進(jìn)一步地，在高效復(fù)合分子篩催化劑的制備工藝中，步驟b所述硝酸溶液的質(zhì)量濃度為10～30％。

23、進(jìn)一步地，在高效復(fù)合分子篩催化劑的制備工藝中，步驟e所述烘干溫度為75-90℃。

24、根據(jù)本發(fā)明所述的電鍍鎳沖洗廢水光催化氧化及零排放的方法，優(yōu)選的是，步驟(2)所述過濾采用錯流過濾；所述微濾系統(tǒng)的循環(huán)量為產(chǎn)水量的5～20倍，微濾膜過濾精度1μm～10μm，通量200～600l/m2·h，運行壓力0.3～1.0mpa。錯流過濾可以減少膜污堵。

25、根據(jù)本發(fā)明所述的電鍍鎳沖洗廢水光催化氧化及零排放的方法，優(yōu)選的是，步驟(3)所述加熱可以采用蒸汽加熱、電加熱或采用廢煙氣加熱。

26、根據(jù)本發(fā)明所述的電鍍鎳沖洗廢水光催化氧化及零排放的方法，優(yōu)選的是，步驟(4)中，光催化反應(yīng)器ⅱ的構(gòu)造與光催化反應(yīng)器ⅰ相同；步驟(5)中，微濾過濾器ⅱ與微濾過濾器ⅰ的構(gòu)造相同，運行參數(shù)相同。

27、根據(jù)本發(fā)明所述的電鍍鎳沖洗廢水光催化氧化及零排放的方法，優(yōu)選的是，電鍍鎳沖洗廢水的水質(zhì)如下：ni2+300～1000mg/l，cl-80～300mg/l，so42-250～800mg/l，b?20～70mg/l，cod?80～400mg/l。

28、有益效果：

29、本發(fā)明提供了一種含電鍍鎳沖洗廢水光催化氧化及零排放的方法，沖洗廢水經(jīng)一級雙氧水高效光催化氧化、膜蒸餾濃縮以及二級雙氧水高效光催化氧化處理。膜蒸餾的產(chǎn)水作為沖洗水循環(huán)使用，膜蒸餾濃縮液經(jīng)二級雙氧水高效光催化氧化處理后添加少量有機添加劑可作為鍍液循環(huán)利用。經(jīng)該發(fā)明處理后電鍍沖洗廢水中的水和氯化鎳、硫酸鎳、硼酸等有效鍍液成分分別得以循環(huán)利用，該工藝不產(chǎn)生廢棄物。該發(fā)明具有經(jīng)濟(jì)和環(huán)保雙重效果，具有良好的社會效益和環(huán)境效益。