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化學鍍鎳廢水的Fenton氧化處理工藝

2022-04-06 00:13:11 合肥鴻昇自動化科技有限公司 閱讀

化學鍍鎳是指鎳離子在高溫下催化還原成金屬鎳,沉積在被鍍零件表面形成鍍層。鍍鎳液中含有大量的還原劑、絡(luò)合劑和穩(wěn)定劑?;瘜W鍍鎳廢水主要來源于化學鍍鎳過程中鍍件的清洗,其主要污染指標為絡(luò)合鎳、次磷酸鹽、COD、氨氮等。對于電鍍園區(qū),化學鍍鎳廢水約占含鎳廢水總量的10% ~ 15%。處理過程主要是將化學鍍鎳廢水與電鍍廢水混合,通過調(diào)節(jié)pH值,使鎳離子沉淀去除。然而,化學鍍鎳中的絡(luò)合鎳在沉淀后不能轉(zhuǎn)化為游離鎳離子而被去除。另外,廢水中的次磷酸鹽沒有得到很好的處理,即化學鍍鎳廢水中的總鎳和總磷沒有得到有效的去除。由于化學鍍鎳廢水總量不多,通過其他廢水的稀釋可以降低總鎳和總磷的濃度,總體達到標準。隨著電鍍行業(yè)的不斷調(diào)整,電鍍園區(qū)將引入更多類型的企業(yè),如PCB企業(yè),化學鎳生產(chǎn)線的數(shù)量可能會明顯增加,因此化學鍍鎳廢水量也將大大增加,僅通過稀釋并不能達到要求的排放。目前報道的化工鎳廢水處理方法有:李兆會采用漂白水氧化+鈣鹽沉淀法,后者采用酸氧化沉淀+離子交換深度處理法。但漂白水與次磷酸鹽的反應(yīng)效率不高,需要加入大量的漂白水,成本過高。夏等采用UV/過硫酸鉀-沉淀法,該工藝采用了UV催化、過硫酸鉀氧化、加減沉淀、再捕獲劑深度處理等技術(shù)。最適pH值為6.5,出水總鎳為1.4毫克/升;未能達到電鍍廢水的排放要求。黃遠生采用H2O2破壞化學沉淀法,并用化學沉淀法+過氧化氫破壞法+螯合劑處理化學鍍鎳廢液中的鎳離子。但這種方法的缺點是反應(yīng)時間長,需要溫度,難以在工業(yè)上推廣應(yīng)用。

關(guān)志杰等人提出了臭氧預(yù)破碎-重金屬捕集法。該方法的研究對象不是化學鍍鎳廢水,而是化學鍍鎳廢水經(jīng)物理化學處理后的出水。針對以上不足,本研究以電鍍行業(yè)中化學鍍鎳工藝產(chǎn)生的實際電鍍廢水為研究對象,提出了Fenton氧化法處理化學鍍鎳廢水。出水總鎳濃度為0.1mg/L,符合行業(yè)排放標準要求。

一、實驗材料和方法

1.1儀器和試劑

廣東某電鍍園區(qū)化學鍍鎳廢水:硫酸、氫氧化鈉、氫氧化鈣、聚合氯化鋁、硫酸亞鐵、聚合氯化鋁(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)、30%雙氧水、硫化鈉均為分析純;再捕獲劑是鎳離子再捕獲劑。使用的設(shè)備是電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OES,PEOptima8000DV,美國)、便攜式pH計(Orhaus ST300)、空氣壓縮機(Jaguar)和磁力攪拌器(Friend HJ-6B)。

1.2實驗方法

用磁力攪拌器攪拌化學鍍鎳廢水,用10%硫酸調(diào)節(jié)pH值至3-4,加入FeSO4和30%H2O2進行氧化破網(wǎng)反應(yīng);反應(yīng)結(jié)束后,加入5%石灰和10%液堿調(diào)節(jié)pH值至10-11,并曝氣;加入5%聚合氯化鋁和0.05%聚丙烯酰胺,靜置30分鐘,取上清液檢測總鎳濃度。取上清液進行二次處理,加入10%再捕獲劑,反應(yīng)完全后加入5%PAC和0.05%PAM,靜置30分鐘后取上清液檢測總鎳濃度。

1.3分析方法

用ICP-OES測定總鎳濃度,外標法標準曲線濃度為0.1 ~ 1.0 mg/L。取第一次和第二次反應(yīng)的上清液,按標準曲線的濃度范圍稀釋,根據(jù)儀器的工作條件進行測定。

二。結(jié)果和討論

2.1總鎳去除率

對不同濃度的化學鍍鎳廢水進行處理,F(xiàn)enton法第一次和第二次反應(yīng)后的總鎳濃度見表1 ~ 3。第一級反應(yīng)后,低濃度化學鍍鎳廢水總殘留鎳濃度為0.47毫克/升,低于0.5毫克/升;對于高濃度廢水,一級反應(yīng)未能達標。第二次反應(yīng)后,總鎳殘留量為0.08 ~ 0.13 mg/L,去除率達99.9%以上。實驗結(jié)果表明,F(xiàn)enton法可以將絡(luò)合鎳中的鎳以離子形式完全釋放出來,加入堿形成金屬氫氧化物,使混凝劑和絮凝劑沉淀,再經(jīng)過重型捕集劑深度處理后,廢水中的總鎳可以完全去除,達到電鍍污染物排放標準的要求。

三。結(jié)論。

對于低濃度的化工鎳廢水,經(jīng)一級處理,總鎳可降至0.5mg/L;對于高濃度化學鍍鎳廢水,經(jīng)過二級處理后,總鎳可降至0.1mg/L。本文提出用Fenton法處理化學鍍鎳廢水,并進行了系統(tǒng)的實驗。結(jié)果表明,F(xiàn)enton法能將化學鍍鎳廢水中的鎳以離子形式釋放出來。通過調(diào)節(jié)pH值,添加混凝劑、絮凝劑和再捕獲劑,可有效去除廢水中的總鎳,穩(wěn)定達到電鍍污染物排放標準。(來源:江門崖門新財富環(huán)保產(chǎn)業(yè)有限公司)


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