基于臭氧氧化及生化技術處理化學鍍鎳廢水的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及基于臭氧氧化及生化技術處理化學鍍鎳廢水的方法，屬于環(huán)保領域。
【背景技術】
[0002] 化學鍍鎳槽液含有金屬鎳絡合物，與鎳形成配位的物質為大量的有機酸，比如檸 檬酸、蘋果酸，還含有大量的次磷酸鹽、亞磷酸鹽等還原性物質，為了提高鍍液的穩(wěn)定性及 產品質量同時還添加緩沖劑、光亮劑等有機物，槽液配置過程中使用大量的硫酸鎳、氯化鎳 等無機鹽，因此化學鍍鎳漂洗廢水為含有重金屬及大量有機物的苦咸水。傳統(tǒng)的化學鍍鎳 廢水通常采用化學氧化法+化學沉淀法組合技術，處理工藝復雜，處理過程中需要反復投加 酸堿以及昂貴的重金屬捕捉劑，造成運行費用高，污泥產量大，且總氮、氨氮、C0D及總鎳的 處理效果難于穩(wěn)定達到《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008)表2標準。為了穩(wěn)定達標、降 低處理費用以及減少固廢總量需要開發(fā)新的處理技術。
[0003] 現有處理技術的工藝流程為:化學鍍鎳廢水進廢水調節(jié)池，調節(jié)廢水的pH為2~4， 投加次氯酸鈉氧化破壞與鎳配位的有機絡合物，同時氧化次、亞磷酸鹽或正磷酸鹽，在沉淀 池1投加石灰乳調節(jié)廢水的pH為8.5~9.5,生成氫氧化鎳、檸檬酸鈣、酒石酸鈣、磷酸鈣、亞 磷酸鈣等沉淀，同時廢水中硫酸鈣因過飽和而析出，通過沉淀1完成泥水分離，沉淀池1的上 清液進沉淀池2,繼續(xù)投加堿調整廢水的pH為11~12完成金屬鎳的沉淀，或者為確保鎳的達 標在中性條件下達標投加昂貴的重金屬捕捉劑沉淀殘余的絡合鎳。沉淀池2出水進反調池， 用稀硫酸調節(jié)pH為6~9排放。沉淀池1及沉淀池2的污泥定期排入綜合污泥池，進普通的廂 式壓濾機完成脫水，濾清水回調節(jié)池二次處理。壓濾機的污泥含水率75%，為危險廢物，裝 袋密封，送固廢中心處置。處理后的氨氮、總氮、總鎳及C0D三項指標不能穩(wěn)定達到《電鍍污 染物排放標準》(GB21900-2008)表2標準。且需要經過2次調節(jié)酸及調節(jié)堿的過程，所以工藝 復雜，噸水運行費用90元/m 3;

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了解決現有處理技術總氮不達標的問題，提供一種基于臭氧氧 化及生化技術處理化學鍍鎳廢水的方法。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過下述技術方案實現的。
[0006] 基于臭氧氧化及生化技術處理化學鍍鎳廢水的方法，具體步驟如下：
[0007] 步驟一、化學鍍鎳廢水向中添加臭氧，將次磷酸鹽及亞磷酸鹽轉化為正磷酸鹽，同 時氧化破壞與鎳形成配位的部分絡合劑，直至廢水中不含有次磷酸鹽及亞磷酸鹽，得到溶 液A;
[0008] 步驟二、用堿性溶液控制步驟一中所得的溶液A pH為8.5~9;此時堿性溶液與鎳 離子形成沉淀物;得到上層清液；
[0009] 步驟三、將步驟二所得的上層清液進行生化反應，反應完全后形成下層污泥和上 層清液B;
[0010] 步驟四、取步驟三所得的上層清液B，并向其加入沉淀劑，所述沉淀劑為MgS〇47H20 及AL3(S〇4) 218H20，有效成分為沉淀劑中的陽離子。經監(jiān)測，總鎳< 0.5mg/L、總銅< 0.5mg/ L、總鐵 < 3.0mg/L、懸浮物 < 50mg/L、總磷 < 1.0mg/L、C0D < 80mg/L、氨氮 < 15mg/L、總氮 < 20mg/L、pH=6~9達到上述標準時，廢水即為合格。
[0011] 所述沉淀劑包括硫酸鎂、硫酸鋁、氯化鈣、硫酸鋇或硫酸鎂及硫酸鋁的混合液。
[0012] 步驟三所述生化反應，反應過程為:先通過缺氧生化反應，在兼性菌的作用下斷鏈 降解廢水中大分子的有機物;再通過好氧生化反應，在好氧微生物的作用下繼續(xù)分解剩余 的有機物，徹底降解與鎳形成配體的檸檬酸、蘋果酸、乳酸、丁二酸等有機物；
[0013] 所述缺氧生化反應為膜法內置組合填料；
[0014] 所述好氧生化反應為活性污泥；
[0015] 所述硫酸鎂與硫酸鋁混合使用時添加量為:硫酸鎂0.35~0.70kg/m3、硫酸鋁0.20 ~0·30kg/m3
[0016] 有益效果
[0017] 1、本發(fā)明基于臭氧氧化及生化技術處理化學鍍鎳廢水的方法，通過臭氧預先氧 化，把抑制微生物次亞磷酸鹽在生化前轉化為正磷酸鹽，同時臭氧可以氧化部分絡合物， 破絡后的鎳變?yōu)橛坞x的鎳離子，通過一沉池沉淀80 %及以上金屬鎳，一沉池出水總鎳< 20mg/L，缺氧及好氧微生物通過馴化可以適應;通過好氧生化技術將氨氮轉換為硝酸鹽氮， 再通過好氧池出水向缺氧池回流，實現異養(yǎng)反硝化脫氮；同時利用生物作用，徹底去除廢水 中有機物，使得絡合狀態(tài)的鎳變?yōu)橛坞x的鎳離子，再利用活性污泥良好的吸附及絮凝性能 將金屬鎳徹底去除。
[0018] 2、本發(fā)明在生化前僅用了少量的氫氧化鈉將廢水pH=4~5調節(jié)到pH=8~9,混凝 沉淀過程中采用少量的硫酸鎂及硫酸鋁，噸水運行費用18元/m3。
[0019] 3、現有處理工藝中大部分有機物比如檸檬酸、乳酸、蘋果酸、酒石酸等均是通過形 成鈣鹽沉淀而去除的，因此渣量大;廢水中硫酸鹽濃度高，過飽和的硫酸鈣結晶，加大了污 泥量;現有工藝污泥含水率75%，污泥產量10kg/m 3,因此噸水污泥處置費用高；發(fā)明工藝采 用生化技術降解有機物，采用硫酸鎂沉淀磷酸鹽，不使用石灰乳避免了硫酸鈣沉淀的生成， 發(fā)明技術污泥產量lkg/m 3。
[0020] 4、現有技術采用傳統(tǒng)的廂式壓濾機脫水，污泥含水率高達75%;發(fā)明工藝采用隔 膜壓濾機進行污泥脫水，污泥含水率達到50 %
[0021] 5、現有技術為了保證鎳與有機物的去除率使用大量石灰乳，固廢為氫氧化鎳、有 機酸的鈣鹽及磷酸鈣，污泥成分復雜，回收難度大，有二次污染。本發(fā)明技術采用臭氧破絡+ 液態(tài)氫氧化鈉沉淀金屬鎳技術，鎳的純度較高，可回收金屬鎳。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實施方式】 [0023] 實施例1
[0024]基于臭氧氧化及生化技術處理化學鍍鎳廢水的方法，廢水水質為：總鎳=60~ 10〇11^/1^、總銅=5~1〇11^/1^、總磷=40~8〇11^/1^、總氮=50~6〇11^/1^、總鐵=5~1211^/1^、(1)0 =500~60〇11^/1^、氨氮=30~4〇11^凡、卩!1=4~5。
[0025] 化學鍍鎳廢水進廢水調節(jié)池，用臭氧氧化40min，氧化破壞與鎳形成配位的部分絡 合劑，同時氧化次磷酸鹽及亞磷酸鹽為正磷酸鹽，臭氧出水用少量的稀氫氧化鈉調節(jié)廢水 pH為8.5~9，進一沉池沉淀氫氧化鎳。一沉池出水進缺氧生化池，水力停留時間8小時，在兼 性菌的作用下斷鏈降解廢水中大分子的有機物，出水進好氧池(活性污泥池），水力停留時 間12小時，在好氧微生物的作用下繼續(xù)分解剩余的有機物，徹底降解與鎳形成配體的檸檬 酸、蘋果酸、乳酸、丁二酸等有機物，因活性污泥有良好的吸附性能，金屬鎳被菌膠團包裹， 好氧池出水通過二沉池完成泥水分離，上清水進混凝沉淀池投加硫酸鎂形成磷酸鎂沉淀去 除磷酸根，硫酸鋁的加入網捕廢水中小的沉淀顆粒，提高了污泥沉降速度，廢水經本工藝處 理后低于《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008)表2標準。經本工藝處理后，監(jiān)測結果見下 表
[0026] 進出水監(jiān)測表
[0027]
[0028] 在臭氧氧化階段有部分氨氮變?yōu)橄跛猁}氮，大部分氨氮在好氧池的末端通過硝化 細菌將其變?yōu)橄跛猁}氮，通過好氧池出水向缺氧池回流完成異氧反硝化脫氮，完成總氮達 標。
[0029] -沉池沉淀的氫氧化鎳定期排出，通過隔膜壓濾機完成泥水分離并回收氫氧化 鎳，濾清水回調節(jié)池;二沉池的污泥除回用補充好氧池菌種外，剩余的污泥進綜合污泥池； 混凝沉淀池的污泥和并二沉池的剩余污泥進綜合污泥池，經隔膜壓濾機脫水，含水率能降 低至50%，裝袋密封，外運處置。
[0030] 主要反應方程式如下：
[0031] 氧化次磷酸根 3HP〇22-+〇3+3H+-3H2P〇3-
[0032] 氧化亞磷酸根 3H2PO3-+〇3+3H+-3H3P〇4
[0033] 沉淀正磷酸根 2P〇43-+3Mg2+-Mg3(P〇4)2 丄
[0034] 沉淀鎳離子 Ni2++20H--Ni (0H)2丄。
【主權項】
1. 基于臭氧氧化及生化技術處理化學鍍鎳廢水的方法，其特征在于:具體步驟如下： 步驟一、化學鍍鎳廢水向中添加臭氧，將次磷酸鹽及亞磷酸鹽轉化為正磷酸鹽，同時氧 化破壞與鎳形成配位的部分絡合劑，直至廢水中不含有次磷酸鹽及亞磷酸鹽，得到溶液A; 步驟二、用堿性溶液控制步驟一中所得的溶液A pH為8.5~9;此時堿性溶液與鎳離子 形成沉淀物;得到上層清液； 步驟三、將步驟二所得的上層清液進行生化反應，反應完全后形成下層污泥和上層清 液B; 步驟四、取步驟三所得的上層清液B，并向其加入沉淀劑，廢水即符合國家排放標準。2. 如權利要求1所述的基于臭氧氧化及生化技術處理化學鍍鎳廢水的方法，其特征在 于:步驟三所述生化反應，反應過程為:先通過缺氧生化反應，在兼性菌的作用下斷鏈降解 廢水中大分子的有機物;再通過好氧生化反應，在好氧微生物的作用下繼續(xù)分解剩余的有 機物，徹底降解與鎳形成配體的檸檬酸、蘋果酸、乳酸、丁二酸等有機物。3. 如權利要求1所述的基于臭氧氧化及生化技術處理化學鍍鎳廢水的方法，其特征在 于:所述沉淀劑包括硫酸鎂、硫酸鋁、氯化鈣、硫酸鋇或硫酸鎂及硫酸鋁的混合液。4. 如權利要求1或2所述的基于臭氧氧化及生化技術處理化學鍍鎳廢水的方法，其特征 在于:所述缺氧生化反應為膜法內置組合填料。5. 如權利要求1或2所述的基于臭氧氧化及生化技術處理化學鍍鎳廢水的方法，其特征 在于:所述好氧生化反應為活性污泥。6. 如權利要求1或3所述的基于臭氧氧化及生化技術處理化學鍍鎳廢水的方法，其特征 在于:所述硫酸鎂與硫酸鋁混合使用時添加量為:硫酸鎂〇. 35~0.70kg/m3、硫酸鋁0.20~ 0·30kg/m3。
【專利摘要】本發(fā)明涉及基于臭氧氧化及生化技術處理化學鍍鎳廢水的方法，屬于環(huán)保領域。通過臭氧預先氧化，把抑制微生物次亞磷酸鹽在生化前轉化為正磷酸鹽，同時臭氧可以氧化部分絡合物，破絡后的鎳變?yōu)橛坞x的鎳離子，通過一沉池沉淀80％及以上金屬鎳，一沉池出水總鎳＜20mg/L，缺氧及好氧微生物通過馴化可以適應；通過好氧生化技術將氨氮轉換為硝酸鹽氮，再通過好氧池出水向缺氧池回流，實現異養(yǎng)反硝化脫氮；同時利用生物作用，徹底去除廢水中有機物，使得絡合狀態(tài)的鎳變?yōu)橛坞x的鎳離子，再利用活性污泥良好的吸附及絮凝性能將金屬鎳徹底去除。本發(fā)明處理過的廢水中的總氮符合國家排放標準。
【IPC分類】C02F9/14, C02F103/16, C02F101/20
【公開號】CN105601036
【申請?zhí)枴緾N201511000790
【發(fā)明人】袁從艷, 武春艷, 曲凌云, 陳蘇燕, 姜鑫, 谷振華, 王新, 陳琳子
【申請人】北京北方節(jié)能環(huán)保有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月28日