[0001]
本高新技术涉及化学镀镍废水处理技术领域，具体是指一种化学镀镍废水处理装置。
背景技术：
[0002]
化学镀又称为无电解镀，是指在一定条件下，水溶液中的金属离子被还原剂还原，并且沉淀到固态基体表面上的过程。化学镀镍废水具有以下特点：一是含重金属镍，二是有机物(cod)浓度高，三是成分复杂。目前，化学镀镍废水的处理方法主要有以下几种：絮凝分离法、物理吸附法、微生物处理法，以及sbr污泥处理法等。这些处理方法成本高，可操作性差，效果也不理想。现有处理方法一般不将化学镀镍产生废水分类而是直接统一处理，废水处理耗能高，不能实现废水零排放且废水不能够回收循环使用。申请号 200810060229.9公开了一种电镀镍废水中镍盐回收方法，但此方法回收利用废水，且装置能耗较高。申请号201711434853.6公开了一种化学镀镍废水处理方法，此方法虽然回收利用了让废水，但对镍盐的回收处理复杂，繁琐，不适于大规模应用，且废水处理过程中，能耗高。所以，现在需要一种完全做到废水、废气零排放，贵重金属和水资源循环利用，采用可再生能源加热，绿色环保，设备投资少，生产成本低，可操作性强，处理效果好的化学镀镍废水处理装置。
技术实现要素：
[0003]
本高新技术针对现有技术的不足，提供一种能够做到废水废气零排放，利用可再生能源，废水回收过程中能耗小，设备投资少，生产成本低，可操作性强的化学镀镍废水处理装置。
[0004]
本高新技术是通过如下技术方案实现的，
[0005]
本高新技术提供一种化学镀镍废水处理装置，包括沉淀器，所述沉淀器的顶部设有镀镍废水进口，底部通过第一管道与压滤机连接，所述第一管道上设有第一阀门；所述沉淀器的中部通过第二管道与中和池连接，所述第二管道上设有第二阀门；所述中和池的底部通过第三管道与蒸发器的顶部连接，所述第三管道上设有第三阀门；所述中和池顶部还与清洗废水进水管连接，所述清洗废水进水管上设有第四阀门；所述蒸发器的底部设有加热器，所述加热器通过导线与太阳能电池连接，所述太阳能电池与若干太阳能集热器连接；所述蒸发器的顶部还通过若干冷凝管道与储水罐连接，所述冷凝管道倾斜设置，所述冷凝管道与水平面的夹角为5～10
°
；所述冷凝管道靠近蒸发器的一端高于冷凝水管靠近储水罐的一端；所述所述冷凝管道外周圈设有冷凝夹套；冷凝夹套靠近蒸发器的一端设有冷凝水出水口，所述冷凝水出水口通过冷凝水出水管与储水罐的顶部连接；冷凝夹套靠近储水罐的一端设有冷凝水进水口，所述冷凝水进水口通过冷凝水进水管与储水罐底部连接，所述冷凝水进水管上依次设有冷凝器和第一加压泵；所述储水罐顶部设有进水管，底部设有出水管，所述出水管上设有第五阀门；所述沉淀器与中和池内均设有若干搅拌器。
[0006]
冷凝水进水口设置在冷凝夹套顶部，冷凝水出水口设置在冷凝夹套底部，冷凝水
从冷凝夹套底部向顶部移动，可以充满整个夹套，冷凝效果好。
[0007]
作为优选，所述沉淀器为斜板沉淀器。
[0008]
作为优选，所述压滤机为微孔精密压滤机。压滤脱水后的镍盐送至相关机构提炼金属镍。
[0009]
作为优选，所述压滤机的出水口通过压滤出水管与中和池顶部连接，所述压滤出水管上设有第二加压泵。压滤出水管可直接与中和池连接，也可与第二管道连接，连接的接口位于第二阀门后面。
[0010]
进一步，所述搅拌器、压滤机、冷凝器、第一加压泵和第二加压泵均通过导线与太阳能电池连接。太阳能集热器收集的热能转换成电能输入太阳能电池，不仅可以为蒸发器的加热器提供电能，还可以为沉淀器、中和池中的搅拌器、压滤机提供电能，真正做到0耗能。导线通过与搅拌器的控制电机连接，为搅拌器的转动提供电能。
[0011]
作为优选，所述蒸发器的底部设有渣泥出口管，所述渣泥出口管上设有第六阀门。
[0012]
进一步，所述渣泥出口管与压滤机连接。中和后的液体经蒸发后，冷凝水回收利用，剩下的渣泥通过渣泥出口管排至压滤机进行压滤脱水，得到的固体送至相关机构进行无害化处理。
[0013]
作为优选，所述太阳能集热器为太阳能板。
[0014]
作为优选，所述储水罐顶部距水平面的距离小于蒸发器顶部距水平面的距离。由于冷凝水管倾斜设置，靠近蒸发器的一端较高，储水罐低于蒸发器可增加冷凝速度、提高冷凝效率。
[0015]
本高新技术的有益效果为：
[0016]
1.本高新技术的装置可以利用太阳能集热器为蒸发器、搅拌器、压滤机、冷凝器和第一加压泵提供电能，使处理过程做到零能耗。
[0017]
2.本高新技术的装置设备投资少，生产成本低，可操作性强。
[0018]
3.本高新技术的装置能够完全做到废水、废气零排放，处理过程中产生的废水全部回收再利用，同时蒸发器中蒸发出的水蒸气冷凝后还可作为冷凝水来冷却水蒸汽，充分利用回收废水。
附图说明
[0019]
图1为本高新技术结构示意图；
[0020]
图中所示：
[0021]
1.沉淀器，2.中和池，3.蒸发器，4.储水罐，5.太阳能集热器，6.搅拌器，7.导线，8.压滤机， 9.冷凝管道，11.镀镍废水进口，12.第二管道，13.第二阀门，14.第一管道，15.第一阀门， 21.清洗废水进水管，22.第四阀门，23.第三管道，24.第三阀门，31.加热器，32.渣泥出口管，33.第六阀门，41.进水管，42.出水管，43.第五阀门，51.太阳能电池，81.压滤出水管， 82.第二加压泵，91.冷凝夹套，92.冷凝水进水管，93.冷凝水出水管，94.冷凝水进水口， 95.冷凝水出水口，96.冷凝器，97.第一加压泵。
具体实施方式
[0022]
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另
有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0023]
术语说明：本申请中的含镍废水为化学镀镍过程中产生的镀镍废水；
[0024]
本申请中的清洗废水为清洗镀镍产品产生的含清洗剂的废水。
[0025]
正如背景技术所述，现有的化学镀镍废水处理装置耗能大，且无法将废水全部回收。而化学镀镍废水处理工艺则五花八门，且处理工序复杂繁琐，使得处理工艺无法大规模推广；处理过程中需要加入的试剂也较多，提高了处理成本，不适用于化学镀镍废水的大规模处理。
[0026]
基于此，本高新技术提供一种化学镀镍废水处理装置。如图1所示，所述装置包括沉淀器1，所述沉淀器1的顶部设有镀镍废水进口11，底部通过第一管道14与压滤机7连接，所述第一管道14上设有第一阀门15；所述沉淀器1的中部通过第二管道12与中和池2连接，所述第二管道12上设有第二阀门13；所述中和池2的底部通过第三管道23 与蒸发器3的顶部连接，所述第三管道23上设有第三阀门24；所述中和池2顶部还与清洗废水进水管21连接，所述清洗废水进水管21上设有第四阀门22；所述蒸发器3的底部设有加热器31，所述加热器31通过导线7与太阳能电池51连接，所述太阳能电池51 与若干太阳能集热器5连接；所述蒸发器3的顶部还通过若干冷凝管道9与储水罐4连接，所述冷凝管道9倾斜设置，所述冷凝管道9与水平面的夹角为5～10
°
；所述冷凝管道9 靠近蒸发器3的一端高于冷凝水管靠近储水罐4的一端；所述所述冷凝管道9外周圈设有冷凝夹套91；冷凝夹套91靠近蒸发器3的一端设有冷凝水出水口95，所述冷凝水出水口 95通过冷凝水出水管93与储水罐4的顶部连接；冷凝夹套91靠近储水罐4的一端设有冷凝水进水口94，所述冷凝水进水口94通过冷凝水进水管92与储水罐4底部连接，所述冷凝水进水管92上依次设有冷凝器96和第一加压泵97；所述储水罐4顶部设有进水管41，底部设有出水管42，所述出水管42上设有第五阀门43。
[0027]
所述沉淀器1与中和池2内均设有若干搅拌器6。所述沉淀器1为斜板沉淀器1。所述压滤机7为微孔精密压滤机7。所述压滤机7的出水口通过压滤出水管81与中和池2 顶部连接，所述压滤出水管81上设有第二加压泵82。所述搅拌器6、压滤机7、冷凝器 96、第一加压泵97和第二加压泵82均通过导线7与太阳能电池51连接。所述蒸发器3 的底部设有渣泥出口管32，所述渣泥出口管32上设有第六阀门33。所述渣泥出口管32 与压滤机7连接。所述太阳能集热器5为太阳能板。所述储水罐4顶部距水平面的距离小于蒸发器3顶部距水平面的距离。
[0028]
采用上述装置通过太阳能集热器5为所有用电设备提供电能，使得处理过程做到零能耗。通过沉淀器1将镀镍废水分离，分别得到絮状镍盐沉淀和含盐废水。将镍盐沉淀和蒸发器3底部的渣泥进行压滤，使得化学镀镍废水中的镍盐和废水中的无机物、有机物都能分别压滤成固体，可送至有关机构进行无害化处理或者提取镍再利用。沉淀器1分离得到的废水经过中和后蒸发冷凝，回收利用。而压滤得到的液体可送入中和池2再进行蒸发回收利用。同时，蒸发冷凝后的液体还可以作为冷凝水冷凝蒸发的水蒸气，储水罐4中的水进入冷凝水进水管92后先经过冷凝器96冷凝再经第一加压泵97打入冷凝水进水口94，循环利用，使回收液体得到充分利用。本申请对化学镀镍废水进行分类，将含有普通清洗剂的清洗废水纳入处理，真正做到所有废水全部回收。
[0029]
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具
体的实施例详细说明本申请的技术方案。如果实施例中未注明的实验具体条件，通常按照常规条件，或者按照试剂公司所推荐的条件；下述实施例中所用的试剂、耗材等，如无特殊说明，均可通过商业途径获得。
[0030]
实施例
[0031]
(1)将含镍废水打入沉淀器1，加入质量分数为30％的碳酸钠调节ph至11～12，混合均匀后静置，得到上层含盐溶液与下层絮状镍盐沉淀，打开第一阀门15，絮状镍盐沉淀通过第一管道14送入压滤机7进行脱水得到固体物，将固体物收集封存；
[0032]
(2)打开第四阀门22，清洗废水通过清洗废水进水管21道进入中和池2；打开第二阀门13，步骤(2)得到的含盐溶液通过沉淀器1中部的第二管道12送入中和池2，打开搅拌器6对中和池2中的液体进行混合，加入碱剂或酸剂将液体调节ph值至6.5～7.5，得中和液；
[0033]
(3)将中和液送入蒸发器3，通过太阳能集热器5为蒸发器3的加热器31提供电能对中和液进行加热蒸发，同时打开储水罐4顶部的进水管41，送入冷凝所需的冷水后停止进水，中和液蒸发出的水蒸气通过冷凝水管冷凝后进入储液罐；打开冷凝器96，储液罐中的水通过储液罐底部进入冷凝器96冷凝，再通过第一加压泵97进入冷凝水进水口 94，在冷凝夹套91内循环后从冷凝水出水口95通过冷凝水管进入储水罐4，蒸发结束后，打开出水管42上的第五阀门43，储水罐4中的水通过出水管42回收。回收时，储水罐4 中的水留一小部分作为下次蒸发时的冷凝水使用，这样再次蒸发时就不用加入外来水做冷凝水，真正做到充分利用回收废水。
[0034]
对比例(申请号为201711434853.6一种化学镀镍废水处理方法中的实施例)
[0035]
a.采用芬顿反应将化学镀镍老化液中的次磷酸根离子氧化为正磷酸根离子和破除化学镀镍老化液中的络合物，调节化学镀镍漂洗废水ph值至2-3并加入双氧水破除络合物，降低化学镀镍老化液和化学镀镍漂洗废水中的化学需氧量；
[0036]
b.对步骤a处理后的化学镀镍老化液和化学镀镍漂洗废水中的重金属离子进行絮凝处理，将化学镀镍老化液絮凝混合物进行固液分离得到固体一和溶液一，将化学镀镍漂洗废水絮凝混合物进行固液分离得到固体二和溶液二；
[0037]
c.对步骤b中所述溶液二进行过滤处理，处理后得到的淡水和浓水，所述淡水回用；
[0038]
d.将步骤b所述的溶液一和步骤c所述的浓水进行蒸发浓缩结晶处理，得到蒸发冷凝液和固体盐，所述蒸发冷凝液回用，固体盐废弃处理。
[0039]
所述步骤a中芬顿反应包括如下步骤：将化学镀镍老化液ph调至2-3，再加入硫酸亚铁和双氧水并搅拌。
[0040]
所述步骤b中絮凝处理包括如下步骤：调节经步骤a处理后的化学镀镍老化液和化
[0041]
学镀镍漂洗废水ph值至10-12，并加入重金属捕捉剂，待沉淀物不在增加，分别向化学镀镍老化液和化学镀镍漂洗废水中加入聚合氯化铝和聚丙烯酰胺。
[0042]
所述步骤c中溶液二过滤处理为先通过沙滤和活性炭过滤，再依次通过袋式过滤器、树脂软化器，最后通过超滤和二次反渗透得到淡水。
[0043]
所述溶液二开始二次反渗透前的电导率不大于5000μs/cm。
[0044]
所述步骤b中化学镀镍老化液絮凝混合物和化学镀镍漂洗废水絮凝混合物是通过板框压滤机进行固液分离。
[0045]
所述步骤d中溶液一和浓水是通过三效多级蒸发器3进行蒸发浓缩结晶。
[0046]
使用实施例和对比例的方法对一吨镀镍废水进行处理，镍的回收率、废水回收率、能耗、处理成本见表1。
[0047]
表1
[0048]
项目镍的回收率％废水回收率％能耗kwh处理成本元/吨实施例98.6100040～60对比例99.9991005.5300～500
[0049]
由表1可知，采用实施例方法，镍的回收率略低于采用对比例方法，这是因为对比例采用一系列化学试剂和多种设备对镀镍废水进行处理，所以镍的回收率高。实施例废水回收率与对比例相同，但能耗为0，远低于对比例，实施例仅使用了少量碱剂和调节中和液的试剂，成本低，而对比例不但耗电多，且使用了大量试剂，还使用了超滤和二次反渗透，滤膜的更换也提高了成本。所以，采用本高新技术的处理工艺及装置能够做到处理零能耗，废水全部回收，且无废气产生。适合对化学镀镍废水的大规模处理，应用前景广阔。
[0050]
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
技术特征：
1.一种化学镀镍废水处理装置，其特征在于：包括沉淀器，所述沉淀器的顶部设有镀镍废水进口，底部通过第一管道与压滤机连接，所述第一管道上设有第一阀门；所述沉淀器的中部通过第二管道与中和池连接，所述第二管道上设有第二阀门；所述中和池的底部通过第三管道与蒸发器的顶部连接，所述第三管道上设有第三阀门；所述中和池顶部还与清洗废水进水管连接，所述清洗废水进水管上设有第四阀门；所述蒸发器的底部设有加热器，所述加热器通过导线与太阳能电池连接，所述太阳能电池与若干太阳能集热器连接；所述蒸发器的顶部还通过若干冷凝管道与储水罐连接，所述冷凝管道倾斜设置，所述冷凝管道与水平面的夹角为5～10
°
；所述冷凝管道靠近蒸发器的一端高于冷凝水管靠近储水罐的一端；所述冷凝管道外周圈设有冷凝夹套；冷凝夹套靠近蒸发器的一端设有冷凝水出水口，所述冷凝水出水口通过冷凝水出水管与储水罐的顶部连接；冷凝夹套靠近储水罐的一端设有冷凝水进水口，所述冷凝水进水口通过冷凝水进水管与储水罐底部连接，所述冷凝水进水管上依次设有冷凝器和第一加压泵；所述储水罐顶部设有进水管，底部设有出水管，所述出水管上设有第五阀门；所述沉淀器与中和池内均设有若干搅拌器。2.根据权利要求1所述的一种化学镀镍废水处理装置，其特征在于：所述沉淀器为斜板沉淀器。3.根据权利要求1所述的一种化学镀镍废水处理装置，其特征在于：所述压滤机为微孔精密压滤机。4.根据权利要求1所述的一种化学镀镍废水处理装置，其特征在于：所述压滤机的出水口通过压滤出水管与中和池顶部连接，所述压滤出水管上设有第二加压泵。5.根据权利要求4所述的一种化学镀镍废水处理装置，其特征在于：所述搅拌器、压滤机、冷凝器、第一加压泵和第二加压泵均通过导线与太阳能电池连接。6.根据权利要求1所述的一种化学镀镍废水处理装置，其特征在于：所述蒸发器的底部设有渣泥出口管，所述渣泥出口管上设有第六阀门。7.根据权利要求6所述的一种化学镀镍废水处理装置，其特征在于：所述渣泥出口管与压滤机连接。8.根据权利要求1所述的一种化学镀镍废水处理装置，其特征在于：所述太阳能集热器为太阳能板。9.根据权利要求1所述的一种化学镀镍废水处理装置，其特征在于：所述储水罐顶部距水平面的距离小于蒸发器顶部距水平面的距离。
技术总结
本高新技术涉及一种化学镀镍废水处理装置，包括沉淀器，所述沉淀器的底部与压滤机连接；所述沉淀器的中部与中和池连接；所述中和池的底部与蒸发器的顶部连接；所述中和池顶部还与清洗废水进水管连接；所述蒸发器的底部设有加热器，所述加热器通过导线与太阳能电池连接；所述蒸发器的顶部还通过若干冷凝管道与储水罐连接，所述冷凝管道外周圈设有冷凝夹套；所述储水罐底部设有出水管。本高新技术的装置可以利用太阳能提供电能，使处理过程做到零能耗。设备投资少，生产成本低，可操作性强。能够完全做到废水、废气零排放，处理过程中产生的废水全部回收再利用。废水全部回收再利用。废水全部回收再利用。
技术开发人、权利持有人：刘志昊 李晓龙 张嘉明 王晔 刘志政 刘立起
