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电镀含镍废水的方法有化学处理法、离子交换法、电解法和反渗透技术

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电镀含镍废水的方法有化学处理法、离子交换法、电解法和反渗透技术
   电镀废水成分复杂,包含多种有机物、配合物和镍、铜、铅等重金属。其中镍是国际上公认的致癌物质,在GB8978—1996《污水综合排放标准》中被归为第一类污染物。
  镍及其化合物不仅能在土壤中富集,影响农作物的正常生长,在水体中对水生生物也具有明显的毒性,影响水生动植物的生长和渔业生产。
  目前处理含镍废水的方法有化学处理法、离子交换法、电解法和反渗透技术等,这些技术各有优缺点,其中化学处理法最为常用。
  在实际处理中,常规化学处理法的处理效果较差,需要设置后续离子交换装置才能保证出水总镍达到相关标准,而离子交换树脂常因为受其他有机污染物浓度较高的影响,使用寿命减短,进而影响了整个系统的总镍处理效果,同时增加了运行成本。
  因此有必要探索更为有效而稳定的含镍废水化学处理方法。
  广东某电镀厂反渗透工艺中产生的高浓度含镍浓水经原有工艺处理后,镍含量可稳定低于0.5mg/L,在与其他废水混合(混合体积比约为1:2)后,总镍浓度可得到稀释,但仍无法达到GB21900-2008《电镀污染物排放标准》要求(总镍含量小于0.1mg/L)。
  为使其总镍达标排放,本文采用碱沉淀一磷酸盐沉淀两级沉淀法对其进行试验研究,
  实 验
  1 废水的组成
  试验废水取自广东某化学电镀厂反渗透工艺中产生的高浓度含镍浓水,其水质指标为:总镍232mg/L,总磷0.20mg/L,COD13.6mg/L,pH2.72。
  2 试剂
  NaClO(有效氯≥10%),分析纯NaOH和Na2HPO4,聚合硫酸铁(PFS,全铁含量约19%,工业品)。
  3 废水的处理
  试验废水的处理流程为:化学氧化破络一初次沉淀一二次沉淀。
  1.化学氧化破络
  为确保两级沉淀法可有效去除废水中的镍,先对废水进行化学氧化破络处理。
  由于废水呈强酸性,可直接投加NaC10,利用NaC10的强氧化性破坏废水中有可能与镍形成配合物的有机物,使其转变为游离的镍离子,以便后续沉淀法去除镍,NaCIO的投加量为1mL/L。
  2.初次沉淀
  25℃时,Ni(OH)2的溶度积。Ksp=2.0×10-15
  提高废水的OH一浓度可促进Ni(OH)2生成,将废水静置沉淀即可除去废水中的镍。
  故可向氧化破络后的高浓度含镍废水中投加一定量的碱,以提高废水pH,使游离态的镍离子与OH一生成Ni(OH)2沉淀而得以去除。
  本工艺先投加30%(质量分数)NaOH溶液调节pH并搅拌,静置沉淀后,取上清液测定总镍浓度,以考察初次沉淀中pH对初次沉淀出水总镍浓度的影响。
  3.二次沉淀
  初次沉淀能除去绝大部分的镍,且形成的氢氧化镍纯度较高,可作为资源回收。
  初次沉淀后,废水中仍存在较低浓度的镍,故需对初次沉淀出水进行二次沉淀处理。
  25℃时,Ni3(PO4)2的溶度积Ksp=5.0×10-31,可利用磷酸根离子去除初次沉淀出水中残余的镍离子。
  二次沉淀处理分为两步:
  (1)取一定量初次沉淀出水,投加一定量的Na2HPO4,搅拌反应后,调节pH,静置沉淀,测定上清液中的总镍浓度和总磷浓度;
  (2)在(1)反应完毕后,继续投加一定量的PFS,搅拌反应后静置沉淀,测定上清液pH、总镍和总磷浓度。
结论
  (1)采用碱一磷酸盐两级沉淀法处理某电镀厂反渗透工序产生的高浓度含镍浓水,出水的总镍浓度可稳定低于0.2mg/L,将出水与其他废水混合后,总镍浓度达到GB21900-2008表3要求。
  (2)二次沉淀后聚合硫酸铁的投加根据总排放口出水总磷情况而定。
  (3)该法的药剂处理成本约为3.69元/m。
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