[发明专利]一种化学镍废水电催化氧化处理方法及系统

说明书

本发明公开了一种化学镍废水电催化氧化处理技术，该技术以具备催化能力的非活性金属氧化物复合电极为电极，在电场作用下催化形成具有强氧化性的羟基自由基等中间产物，与镍的无机或有机配位体反应，将其氧化为二氧化碳、水等小分子，或氧化为正磷酸根，达到“破络合”目的。本发明具有无需投加氧化剂、反应条件温和、破络效果好、运行成本低、系统简单、稳定可靠、自动化程度高等特点。

技术领域

本发明属于环境工程领域，特别涉及一种化学镍废水电催化氧化处理方法及系统。

背景技术

化学镍废水主要来自于化学镀镍工序，含有重金属镍、次磷酸根、亚磷酸根、次亚磷酸根，且重金属镍多以络合态存在，处理不当会同时导致镍、磷、COD超标。与一般络合废水不同，化学镍废水的配位体同时包含有机配位剂和无机配位剂，有机配位剂多为柠檬酸等配位体，无机配位体多为亚磷酸根，由于化学镍废水的配位体同时包含了有机和无机配位体，化学镍废水的“破络合”过程较一般络合废水更为复杂。镍作为一种重金属，排放到水体环境中将导致重金属污染，因此需要严格控制其排放浓度。国家《电镀污染物排放标准》GB 21900-2008中规定在国土开发密度较高、环境承载能力开始减弱，或水环境容量较小、生态环境脆弱，容易发生严重水环境污染问题而需要采取特别保护措施的地区，应严格控制设施的污染物排放行为，执行表III标准(≤0.1mg/L)。

化学镍废水的传统处理工艺主要包括化学法(包括氧化法、沉淀法等)、物化法(包括吸附法、离子交换法、膜分离法等)、生化法(包括生物絮凝法、生物吸附法等)等。具代表性的方法包括氧化法、硫化物沉淀法、离子交换法等，其中氧化法又以Fenton氧化法，次氯酸钠氧化法为代表。然而，Fenton氧化法和次氯酸钠氧化法处理过程均需要投加化学药剂，如酸、碱、次氯酸钠、双氧水、亚铁盐等，对药剂依赖性强，处理成本高。随着环保力度不断加大，各化工原材料的价格正在不断上涨，依赖于化学药剂的传统处理方法成本也越来越高。依据国家工信部2017年《关于加快推进环保装备制造业发展的指导意见》中明确的装备发展重点领域阐述了“重点攻关厌氧氨氧化技术装备和电解催化氧化、超临界氧化装等氧化技术装备，研发生物强化和低能耗高效率的先进膜处理技术与组件，开展饮用水微量有毒污染物处理技术装备等基础研究”，以电化学方式处理化学镍废水，是一种更绿色、清洁，同时也是一种低成本的新型化学镍废水处理技术。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种化学镍废水电催化氧化处理方法及系统，在电场作用下，化学镍废水与电催化氧化反应器阳极产生的强氧化性中间产物反应，配位体(包括有机配位体和无机配位体)被氧化为二氧化碳、水等小分子，或正磷酸根，完成“破络合”过程；在电场作用下，化学镍废水与电催化氧化反应器阴极直接接触反应，游离态或络合态的镍被还原成镍单质，附着在阴极上，完成“破络合”过程。“破络合”之后的废水进入混凝反应箱中，通过与石灰乳或碱液、混凝剂、助凝剂反应形成氢氧化镍沉淀物，经澄清器分离得到镍污泥和清水，清水进入生化反应装置中进一步去除COD、总氮、总磷等污染物，最终出水满足GB 21900-2008《电镀污染物排放标准》表III标准。

本发明的化学镍废水电催化氧化处理技术包括：电催化氧化反应器，混凝反应箱，澄清器，生化处理装置。化学镍废水经过泵输送或自流进入电催化氧化反应器中，在电催化氧化作用下完成“破络合”过程，自流或泵送进入混凝反应箱中，通过投加石灰乳或液碱、混凝剂、助凝剂将游离的镍转化为氢氧化镍沉淀，再自流进入澄清器中，澄清器得到的清水进入生化处理装置中进一步处理得到达标水，达标水可做回用或排放处理。

技术方案：一种化学镍废水电催化氧化处理方法，具体步骤为：

1)输送含镍废水至电催化氧化反应器；

2)在电催化氧化反应器中，对含镍废水进行电催化氧化；

3)进入混凝反应箱中，进行中和反应；

4)进入澄清器中，进行澄清；