1.一種有效降低化學(xué)鍍鎳廢水污染物的方法,執(zhí)行以下步驟:
步驟1,將化學(xué)鍍鎳廢水泵入1#調(diào)節(jié)池,調(diào)節(jié)其pH值至4-6并泵入加有粒子電極和通有壓縮空氣的電解設(shè)備中,采用三維電解方法生成高含量的活性羥基自由基(·OH),用以氧化該廢水中以絡(luò)合態(tài)存在的含鎳、含磷有機(jī)物,以使其中的鎳離子釋放為自由態(tài)鎳離子、使其中的次磷酸、亞磷酸氧化為正磷酸;
步驟2,將三維電解處理后的廢水排入2#調(diào)節(jié)槽中,采用電絮凝方法使大量的金屬陽離子溶入該廢水中,經(jīng)系列水解和聚合形成多種羥基絡(luò)合物、多核羥基絡(luò)合物,使該廢水中的自由態(tài)鎳離子和正磷酸形成以膠態(tài)雜質(zhì)和/或懸浮顆粒凝聚為主的沉淀質(zhì),伴生的懸浮物在氫氣和氧氣的氣浮作用下形成漂浮在水面上的浮渣層;
步驟3,將電絮凝方法處理后的廢水排入混泥沉淀池,加入以硫酸亞鐵、聚合氯化鋁和硫酸鐵為主的混凝劑中的一種或多種組合,使所述膠態(tài)雜質(zhì)和/或懸浮顆粒不斷長大成大膠體顆粒;
步驟4,將含有大膠體顆粒的廢水排入絮凝池中,加入以聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁和硫酸鐵為主的絮凝劑中的一種或多種組合,加快所述膠態(tài)雜質(zhì)和/或懸浮顆粒形成包含氫氧化鐵、氫氧化鎳和/或磷酸鹽在內(nèi)的沉淀物的速度;
步驟5,將含有所述沉淀物的廢水排入沉淀池進(jìn)行泥水分離,回收沉淀物并將達(dá)標(biāo)的廢水正常排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有效降低化學(xué)鍍鎳廢水污染物的方法,其特征在于:對于含磷量高于1000mg/L的鍍鎳廢水,在所述步驟2與步驟3之間增添如下步驟,以消除余量次磷酸和亞磷酸中的磷:
1)將電絮凝方法處理后的廢水排入深度反應(yīng)除磷池;
2)向該深度反應(yīng)除磷池中加入除磷劑和氧化劑,反應(yīng)時間30-60min,該除磷劑的加入量為該廢水中余磷濃度的10-15倍,所述氧化劑為過氧化氫,其加入量為該廢水中余磷濃度的10倍;
3)將深度除磷后的廢水排入所述的混泥沉淀池中繼續(xù)所述步驟3的處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有效降低化學(xué)鍍鎳廢水污染物的方法,其特征在于:所述三維電解方法為:
1)所述粒子電極為鐵碳球顆?;蚧钚蕴浚?/p>
2)向電解設(shè)備中通入壓縮空氣;
3)采用電流密度為7-100mA/cm2,電解反應(yīng)時間60—120min;
4)產(chǎn)生所述的活性羥基自由基(·OH),生成式如下:
O2+2H++2e→H2O2 (1)
H2O2+Fe2+→·OH+HO-+Fe3+ (2)
Fe3++e→Fe2+ (3)
5)生成所述的自由態(tài)鎳離子和正磷酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有效降低化學(xué)鍍鎳廢水污染物的方法,其特征在于:所述電絮凝方法為:
1)在電絮凝反應(yīng)器中進(jìn)行,其中的陰極和陽極均采用金屬鐵;
2)采用脈沖電源,電流密度為1-5mA/cm2,電解反應(yīng)時間15—60min;
3)生成包含多種羥基絡(luò)合物、多核羥基絡(luò)合物在內(nèi)的氫氧化物,該氫氧化物為Fe(H2O)63+、Fe(H2O)5(OH)2+、Fe(H2O)4(OH)2+及Fe2(H2O)8(OH)22+,生成式如下:
陽極:Fe-2e-→Fe2+ (4)
陰極:H2O+2e→H2↑+2OH- (5)
生成的Fe3+溶液中的PO43-,反應(yīng)生成FePO4沉淀,
Fe3++PO43-→FePO4↓ (6)
4)在pH不小于4的條件下,F(xiàn)e3+會沉淀為Fe(OH)3絮體。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有效降低化學(xué)鍍鎳廢水污染物的方法,其特征在于:每升廢水中,所述的硫酸亞鐵用量在0.25-1.1g/L,pH值不低于11,反應(yīng)時間5-30min。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有效降低化學(xué)鍍鎳廢水污染物的方法,其特征在于:每升廢水中,所述的聚丙烯酰胺用量在0.1-0.4g/L,pH值不低于11,反應(yīng)時間10-30min。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有效降低化學(xué)鍍鎳廢水污染物的方法,其特征在于:所述化學(xué)鍍鎳廢水中鎳含量在50-5000mg/L;磷含量在200-30000mg/L;總COD在400-50000mg/L。
8.一種有效降低化學(xué)鍍鎳廢水污染物的處理系統(tǒng),其特征在于:依次由廢水收集池、1#調(diào)節(jié)池、三維電解反應(yīng)器、2#調(diào)節(jié)池、電絮凝反應(yīng)器、深度反應(yīng)除磷池、混泥沉淀池、絮凝池、沉淀池和上清水去除池組成,其中,
廢水收集池,用以收集鎳含量在50-5000mg/L;磷含量在200-30000mg/L;總COD在400-50000mg/L的化學(xué)鍍鎳廢水;
1#調(diào)節(jié)池,該調(diào)節(jié)池采用聚丙烯(pp)將泵入該池中的化學(xué)鍍鎳廢水的pH值調(diào)節(jié)至4-6;
三維電解反應(yīng)器,包括陽極、陰極、填充于陽極與陰極之間的粒子電極和壓縮空氣輸送結(jié)構(gòu),其將泵入其中的化學(xué)鍍鎳廢水采用三維電解方法生成高含量的活性羥基自由基(·OH),用以氧化該廢水中以絡(luò)合態(tài)存在的含鎳、含磷有機(jī)物,以使其中的鎳離子釋放為自由態(tài)鎳離子、使其中的次磷酸、亞磷酸氧化為正磷酸;
2#調(diào)節(jié)池,該調(diào)節(jié)池采用聚丙烯,將泵入該池中經(jīng)過三維電解處理后的化學(xué)鍍鎳廢水充分混合均勻;
電絮凝反應(yīng)器,采用電絮凝方法使大量的金屬陽離子溶入該廢水中,經(jīng)系列水解和聚合形成多種羥基絡(luò)合物、多核羥基絡(luò)合物,使該廢水中的自由態(tài)鎳離子和正磷酸形成以膠態(tài)雜質(zhì)和/或懸浮顆粒凝聚為主的沉淀質(zhì),伴生的懸浮物在氫氣和氧氣的氣浮作用下形成漂浮在水面上的浮渣層;
深度反應(yīng)除磷池,將三維電解與電絮凝處理后的廢水,采用添加除磷劑和過氧化氫的方法,氧化極少量的次磷酸、亞磷酸,經(jīng)過深度氧化后,廢水中剩余的次磷酸、亞磷酸被氧化為正磷酸,通過沉淀法去除;
混泥沉淀池,將電絮凝方法處理后的廢水排入混泥沉淀池,加入以硫酸亞鐵為主的混凝劑,使所述膠態(tài)雜質(zhì)和/或懸浮顆粒不斷長大;
絮凝池,將含有大膠體顆粒的廢水排入絮凝池中,加入以聚丙烯酰胺為主的絮凝劑,加快所述膠態(tài)雜質(zhì)和/或懸浮顆粒形成包含氫氧化鐵、氫氧化鎳和/或磷酸鹽在內(nèi)的沉淀物的速度;
沉淀池、上清水去除池,將含有所述沉淀物的廢水排入沉淀池進(jìn)行泥水分離,回收沉淀物并將達(dá)標(biāo)的廢水正常排放。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的有效降低化學(xué)鍍鎳廢水污染物的處理系統(tǒng),其特征在于:所述三維電解反應(yīng)器中,陰極置于電解槽中間位置,兩端設(shè)置為陽極極板,極板之間填充粒子電極,水和壓縮空氣分別由電解槽的底部進(jìn)入,采用溢流的方式出水。