含鎳電鍍廢水處理工藝——化學(xué)沉淀法最佳工藝方案
【南京純水設(shè)備】以某含鎳電鍍廢水為試驗(yàn)原料,采用化學(xué)沉淀法處理含鎳電鍍廢水。試驗(yàn)通過(guò)調(diào)節(jié)溶液pH值、反應(yīng)溫度、雙氧水的加入量對(duì)處理效果的影響,確定化學(xué)沉淀法處理含鎳廢水的最佳條件為:溶液pH為11、反應(yīng)溫度為60℃、雙氧水添加量/含鎳廢水量為3%。處理含鎳離子濃度為7840mg/L的含鎳廢水時(shí),廢水中鎳離子去除率可達(dá)99.99%,處理后殘留鎳離子濃度小于1mg/L,達(dá)到國(guó)家污水綜合排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)。
工業(yè)行業(yè)中,為了增強(qiáng)產(chǎn)品表面的耐腐蝕性以及加強(qiáng)外表美觀,常常會(huì)用到電鍍技術(shù),鎳、鉻、鋅、銅等都是常用的鍍層金屬。南京工業(yè)純水處理設(shè)備根據(jù)要求達(dá)到的處理效果不同,選用的金屬也不同。
一般的電鍍行業(yè)需要大量使用鎳及化合物,人們都知道它是重金屬,但鎳的毒性,以前卻未被很多人認(rèn)識(shí)了解,最近科學(xué)實(shí)驗(yàn) 證明,雖然鎳鹽或金屬鎳的經(jīng)口毒性較小,但一些鎳的化合物,如獄基鎳和鎳塵都被認(rèn)為是致癌物質(zhì)。世界衛(wèi)生組織(WHO)所屬的國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)公布的39類對(duì)人致癌物質(zhì)中,鎳被列為其中之一。因此,為控制鎳對(duì)人的危害,國(guó)家已制定了排放標(biāo)準(zhǔn)。
另外,由于鎳離子屬于有價(jià)金屬,有很高的回收價(jià)值,故大多數(shù)電鍍廠都盡可能的做回收處理。
目前,含鎳廢水的處置方式主要分為3類:
(1)通過(guò)吸附分離、離子交換和生物膜等。
(2)通過(guò)化學(xué)反應(yīng):化學(xué)沉淀法,還原法等化學(xué)反應(yīng)方法達(dá)到去除重金屬。
(3)借助微生物的絮凝、富集等作用。這些方法中,其中化學(xué)反應(yīng)法也是目前廣泛簡(jiǎn)便的方式,它具有較好的適應(yīng)性。在廢水中加入適量的沉淀劑,使廢水中的鎳離子以不同形態(tài)的化合物形式沉淀,從廢水中去除。
本文是以氫氧化鈉為沉淀劑,30%雙氧水為氧化劑,聚合氯化鋁為混凝劑。廢水經(jīng)處理后可達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)。
1、實(shí)驗(yàn)儀器和試劑
Varian AA 240火焰原子吸收分光光度計(jì)、pHS-25型pH計(jì)、氫氧化鈉(分析純)、30%雙氧水、聚合氯化鋁、某含鎳廢水(鎳含量7840mg/L)。
2、結(jié)果與討論
2.1 反應(yīng)溫度對(duì)鎳離子去除率的影響
量取6個(gè)1L的過(guò)濾后含鎳廢水,用氫氧化鈉調(diào)節(jié) pH值至8,反應(yīng)20min,分別在25℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃下再次加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)廢液的pH為11,反應(yīng)5min。
然后加入4‰的高分子絮凝劑聚合氯化鋁,在沉降過(guò)程中緩慢加入30mL的30%雙氧水,反應(yīng)30min后,沉淀后取上清液過(guò)濾,測(cè)量其鎳含量,得到鎳離子的去除率與溫度的關(guān)系。
隨著反應(yīng)溫度的提高,鎳離子的去除效率隨之提高,當(dāng)溫度提高至60℃時(shí),鎳離子的去除率隨之平緩。反應(yīng)溫度的提高有利于鎳離子和氫氧化鈉的反應(yīng)及雙氧水的破絡(luò)作用,在60℃時(shí)達(dá)到一定的飽和狀態(tài)。
2.2 雙氧水對(duì)鎳離子去除率的影響
量取6個(gè)1L的過(guò)濾后含鎳廢水,用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值至8,反應(yīng)20min,在25℃下再次加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)廢液的pH為11,反應(yīng)5min。然后加入4‰的高分子絮凝劑聚合氯化鋁,用磁力攪拌器攪拌均勻,在沉降過(guò)程中分別緩慢加入30%雙氧水10mL、20mL、30mL、40mL、50mL、60mL,反應(yīng)30min后,沉淀后取上清液過(guò)濾,測(cè)量其鎳含量,得到鎳離子的去除率與雙氧水的用量關(guān)系。
隨著雙氧水的加入量的提高,鎳離子的去除效率隨之增大,當(dāng)雙氧水的量/含鎳廢水量達(dá)到3%時(shí),鎳離子的去除率達(dá)到最大;隨著雙氧水的持續(xù)滴加,鎳離子的去除率變化不大。
2.3 pH值對(duì)鎳離子去除率的影響
量取6個(gè)1L的過(guò)濾后含鎳廢水,用氫氧化鈉調(diào)節(jié) pH值至8,反應(yīng)20min,在25℃下再依次調(diào)節(jié)pH為9、10、11、12、13,反應(yīng)5min。南京實(shí)驗(yàn)室純水處理設(shè)備然后分別加入4‰的高分子絮凝劑聚合氯化鋁,用磁力攪拌器攪拌均勻后,沉淀30min后,取上清液過(guò)濾后,測(cè)量其鎳離子含量,得到鎳離子的去除率與pH值的關(guān)系。
鎳離子的去除隨著pH值的提高而增大,當(dāng)pH值在11時(shí),廢液中鎳離子去除率隨之平緩。在pH值9~10的時(shí)候,加入的氫氧化鈉主要于廢液中的其他離子反應(yīng),氫氧化鈉對(duì)鎳離子的去除不起作用;pH值調(diào)節(jié)至11時(shí),鎳離子的去除率達(dá)到了一個(gè)高峰。此時(shí)廢液中加入的氫氧化鈉主要與廢水中的鎳離子反應(yīng)。pH值再提高,鎳離子的去除率變平緩,證明此時(shí)氫氧化鈉與鎳離子反應(yīng)已經(jīng)接近飽和。
3 總結(jié)
綜上所述,通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究可以得出最佳工藝方案為:pH值為11,雙氧水用量/含鎳廢水量為3%,反應(yīng)溫度60℃。在此條件下鎳離子的去除率達(dá)到99.99%。鎳離子含量為0.978mg/L,達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)。
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