如何區(qū)分電鍍鎳廢水和化學(xué)鎳廢水?
一、如何區(qū)分電鍍鎳廢水和化學(xué)鎳廢水?
電鍍鎳廢水是指通過電鍍把金屬鎳鍍?cè)诮饘倩咨?,例如以銅為基底;化學(xué)鍍鎳廢水是指通過化學(xué)氧化還原的方法把鎳鍍?cè)诨咨?,基底多為塑料等非?dǎo)體。 電鍍鎳廢水的成分比較簡(jiǎn)單,一般多為鎳離子以及硫酸根等,化學(xué)鍍鎳廢水成分復(fù)雜,除了鎳離子外,廢水中還含有大量的絡(luò)合劑,比如檸檬酸、酒石酸、次磷酸鈉等。
二、鎳系電鍍廢水處理如何實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化?
電鍍過程中產(chǎn)生的廢水成分非常復(fù)雜。重金屬?gòu)U水是電鍍工業(yè)中一種極具潛在危害性的廢水。鎳是一種致癌的重金屬。此外,它是一種昂貴的金屬資源(價(jià)格是銅的2-4倍)。
電鍍鎳因其優(yōu)異的耐磨性、耐蝕性和可焊性,廣泛應(yīng)用于電鍍生產(chǎn)中,其加工體積僅次于鍍鋅,在整個(gè)電鍍工業(yè)中排名第二。
在鍍鎳過程中產(chǎn)生大量電鍍的含鎳廢水。如果電鍍含鎳廢水未經(jīng)任何處理排放,不僅會(huì)危害環(huán)境和人體健康,還會(huì)浪費(fèi)貴金屬資源。以下是鎳基電鍍廢水處理工藝優(yōu)化的討論。
1 中和沉淀法的優(yōu)化
本文對(duì)電鍍鎳廢水的處理工藝進(jìn)行了研究。首先介紹了中和沉淀法的優(yōu)化。為了方便地去除鎳基電鍍廢水中的鎳離子,首先將鎳離子轉(zhuǎn)化為含有鎳元素的沉淀,然后通過一些其它方法過濾掉鎳基電鍍廢水中的沉淀。先進(jìn)的化學(xué)工藝。下面筆者對(duì)中和沉淀法進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析。
所謂中和沉淀法,就是在鍍鎳廢水中加入氫氧化鈉,將廢水的ph值調(diào)節(jié)到一定的值,在此基礎(chǔ)上,加入一個(gè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定的凝結(jié)劑pam,使鍍鎳廢水中的鎳離子成為氫氧化鎳沉淀法。
然而,經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)研究和資料分析,得出中和沉淀法對(duì)于鎳系電鍍廢水處理的最大限度只能到達(dá)86%,因此,鎳系電鍍廢水中還是存在著相當(dāng)多的重金屬鎳。
在用中和沉淀法去除電鍍鎳廢水中鎳離子的過程中,電鍍鎳廢水中也含有鎳離子絡(luò)合物。在這種情況下,添加氫氧化鈉和助凝劑并不能實(shí)現(xiàn)電鍍鎳廢水的優(yōu)化。
中和沉淀法可以從鍍鎳廢水中去除鎳離子,但效果不是很好,有一定的局限性。為了改善鍍鎳廢水的處理,在接下來的闡述中,作者將對(duì)其進(jìn)行中和。在沉淀法的基礎(chǔ)上,提出了一種較好的處理工藝。
2 硫化鈉沉淀法的優(yōu)化
為了突破中和沉淀法的局限性,提出了硫化鈉沉淀法處理電鍍鎳廢水的優(yōu)化工藝。
硫化鈉沉淀法,顧名思義,是在電鍍鎳廢水中加入硫化鈉,實(shí)現(xiàn)重金屬轉(zhuǎn)化為沉淀的一種方法。與中和沉淀法相比,硫化鈉沉淀法的效果較好,但在中和沉淀法的基礎(chǔ)上,其基本操作較為復(fù)雜。首先,在電鍍鎳廢水中加入氫氧化鈉,將廢水的酸堿度調(diào)節(jié)到10。然后,向廢水中加入混凝劑PAM。在連續(xù)攪拌過程中,加入硫化鈉,然后進(jìn)行一定時(shí)間的攪拌,加入混凝劑PAC,再次加入混凝劑PAM。
凝結(jié)劑的作用是幫助沉淀的形成,在硫化鈉沉淀中,共需要三種凝結(jié)劑,需要更多的步驟,在最后觀察鎳電鍍廢水的處理時(shí),鎳離子的配合物仍然有很多,雖然硫化鈉沉淀對(duì)復(fù)雜的鎳離子的去除有一定的作用,但尚未發(fā)揮重要作用。
為了最好地處理鎳基電鍍廢水并符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),有必要在中和沉淀法和硫化鈉沉淀法的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定的改進(jìn)和改進(jìn)。
3 Fenton試劑破碎絡(luò)合物+化學(xué)沉淀法的優(yōu)化
優(yōu)化了化學(xué)沉淀法,在鍍鎳廢水處理中具有不可估量的作用。一方面,該方法的應(yīng)用促進(jìn)了鍍鎳廢水中鎳離子的去除;另一方面,在中和沉淀法和硫化鈉沉淀法的基礎(chǔ)上,還可以打破鍍鎳廢水中的鎳離子。
該方法的使用可以優(yōu)化鎳基電鍍廢水的最佳工藝,提高廢水處理的優(yōu)化效果,并在一定程度上降低廢水排放對(duì)人體健康的危害。
芬頓試劑法加化學(xué)沉淀法的基本原理是氧化機(jī)理和自由基機(jī)理。亞鐵離子與過氧化氫反應(yīng)生成羥基自由基,形成沉淀,有效地破壞配合物。
在這種方法中,芬頓試劑的反應(yīng)過程如下:首先,二價(jià)鐵離子與過氧化氫反應(yīng)生成羥基自由基,然后生成的羥基自由基與二價(jià)鐵離子反應(yīng)生成氫氧根離子和三價(jià)鐵離子。三價(jià)鐵離子與過氧化氫反應(yīng)生成水,最后水與三價(jià)鐵離子反應(yīng)生成二價(jià)鐵離子和氧氣。
正是在這個(gè)過程中,實(shí)現(xiàn)了鎳基電鍍廢水的最佳優(yōu)化。該方法是中和沉淀法和硫化鈉沉淀法的補(bǔ)充,值得推廣和使用。
三、污水中含鎳離子怎么處理?
投加重金屬捕捉劑后,一般調(diào)ph大于10即可沉淀鎳。
但如果污水中有絡(luò)合劑,PH無法將其處理達(dá)標(biāo),因?yàn)殒嚺c水中的絡(luò)合劑生產(chǎn)了配位化合物,難以直接將金屬離子沉淀。這時(shí)可加除鎳劑(HMC-M2),無需破絡(luò),直接螯合沉淀去除,可達(dá)到國(guó)家表三標(biāo)準(zhǔn)(0.1 mg/L)
廢水中含有鎳的處理方法:
1、對(duì)于電鍍鎳廢水,濃度不高,可直接投加片堿,把pH調(diào)節(jié)至堿性條件11左右,氫氧根會(huì)與鎳離子結(jié)合生成氫氧化鎳沉淀,把鎳去除。
2、大多數(shù)電鍍鎳廢水,在加堿條件下很難處理到0.1mg/L以下,主要有兩點(diǎn)原因,第一是廢水中混進(jìn)了前處理廢水,前處理廢水中含有一部分絡(luò)合劑,絡(luò)合劑 會(huì)與鎳離子結(jié)合生成小分子,從而阻止氫氧根與鎳離子結(jié)合生成沉淀;第二是果鎳離子含量過高,氫氧根與鎳離子首先形成沉淀,但是沉淀過多會(huì)阻止廢水中剩余 的鎳離子與氫氧根結(jié)合反應(yīng)。兩種情況下都會(huì)導(dǎo)致鎳離子超標(biāo)。
四、如何處理電鍍鎳廢水和化學(xué)鎳廢水?
方法如下:
化學(xué)沉淀法
在化學(xué)沉淀法處理電鍍廢水的實(shí)驗(yàn)研究中,用CaO、CaCl2、BaCl2三種破絡(luò)合劑處理鍍鎳廢水,對(duì)比發(fā)現(xiàn):BaCl2的破絡(luò)合效果最好,鎳離子的去除率最高,CaCl2的效果最差。將CaO與BaCl2聯(lián)用處理鍍鎳廢水,鎳離子的去除率可達(dá)99%以上,且在鎳離子的去除率相同時(shí),BaCl2的使用量比其單獨(dú)處理鍍鎳廢水時(shí)的少很多。首先采用Fenton試劑氧化,后采用NaClO氧化,對(duì)pH為3~5,Ni2+質(zhì)量濃度為100~150 mg/L的含鎳廢水進(jìn)行破絡(luò)預(yù)處理,最后經(jīng)化學(xué)沉淀處理,使最終出水上清液中鎳離子質(zhì)量濃度低于0.1 mg/L。
傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀法處理含鎳電鍍廢水具有技術(shù)成熟、投資少、處理成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)。雖然在反應(yīng)過程中會(huì)產(chǎn)生大量污泥,甚至造成二次污染,但隨著破絡(luò)劑、重金屬捕集劑等的不斷發(fā)展應(yīng)用,傳統(tǒng)化學(xué)沉淀法的處理效果也被不斷提高。
鐵氧體法
在化學(xué)沉淀法中,比較新型的工藝是鐵氧體法。FeSO4可使各種重金屬離子形成鐵氧體晶體而沉淀析出,鐵氧體通式為FeO?Fe2O3。廢水中Ni2+可占據(jù)Fe2+的晶格形成共沉淀而去除。一般n(Ni2+)∶n(FeSO4)為1∶2~1∶3,廢水中鎳離子質(zhì)量濃度為30~200 mg/L時(shí),采用鐵氧體法處理后形成的沉淀顆粒大且易于分離,顆粒不會(huì)再溶解,無二次污染,出水水質(zhì)好,能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
通過實(shí)驗(yàn)研究了鐵氧體法處理含鎳廢水的工藝條件。結(jié)果表明,在pH=9.0,n(Fe2+)∶n(Ni2+)=2∶1,溫度為70 ℃的條件下,鎳的轉(zhuǎn)化率可達(dá)99.0%以上,廢水中的Ni2+可從100 mg/L降至0.47 mg/L。研究了室溫下鐵氧體法處理低濃度含鎳廢水的工藝條件。試驗(yàn)結(jié)果表明,以Na2CO3為pH調(diào)節(jié)劑,在pH 為8.5~9.0,n(Fe3+)∶n(Fe2+)=1.5∶1,n(Fe2+)∶n(Ni2+)=12∶1,攪拌時(shí)間為15 min的條件下,處理效果最佳。鎳的去除率達(dá)到98%以上,處理后的廢水中鎳離子質(zhì)量濃度達(dá)到0.20 mg/L以下,達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
Fenton法與鐵氧體法2種工藝中都存在二價(jià)鐵離子,采用Fenton-鐵氧體法聯(lián)合工藝處理含銅、鎳的絡(luò)合電鍍廢水。結(jié)果表明,在廢水初始pH=3,H2O2初始質(zhì)量濃度為3.33 g/L,m(Fe2+)∶m(H2O2)=0.1,溫度25 ℃的最優(yōu)Fenton氧化條件下,先對(duì)廢水Fenton處理60 min,之后調(diào)節(jié)廢水沉淀pH=11,控制曝氣流量為25 mL/min,鐵與廢水中金屬離子的質(zhì)量比為10,反應(yīng)溫度為50 ℃,曝氣接觸時(shí)間為60 min,在此條件下廢水中鎳離子的去除率達(dá)到99.94%,出水鎳離子的質(zhì)量濃度為0.33 mg/L,達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。另外,沉淀污泥的物相分析表明,在最佳工藝條件下得到的NiFe2O4、Fe3O4等鐵氧體沉淀物既無二次污染又可作為磁性材料回收利用。
鐵氧體法處理含鎳電鍍廢水具有處理設(shè)備簡(jiǎn)單、投資較少、沉渣可回收利用等優(yōu)點(diǎn)。目前,鐵氧體工藝正由單一工藝向多種工藝復(fù)合的方向發(fā)展,利用其本身優(yōu)勢(shì)并與其他水處理工藝相結(jié)合構(gòu)成新工藝,使其對(duì)重金屬?gòu)U水的處理更加完善。
1、含鎳電鍍廢水介紹含鎳電鍍廢水是指電鍍鎳時(shí)所產(chǎn)生的清洗水,一般分為電鍍鎳廢水和化學(xué)鍍鎳廢水,電鍍鎳廢水是指通過電鍍把金屬鎳鍍?cè)诮饘倩咨?,例如以銅為基底;化學(xué)鍍鎳 廢水是指通過化學(xué)氧化還原的方法把鎳鍍?cè)诨咨?,基底多為塑料等非?dǎo)體。電鍍鎳廢水的成分比較簡(jiǎn)單,一般多為鎳離子以及硫酸根等,化學(xué)鍍鎳廢水成分復(fù)雜, 除了鎳離子外,廢水中還含有大量的絡(luò)合劑,比如檸檬酸、酒石酸、次磷酸鈉等。
2、含鎳電鍍廢水處理標(biāo)準(zhǔn)在電鍍廢水處理標(biāo)準(zhǔn)中,國(guó)家表一標(biāo)準(zhǔn)要求鎳排放標(biāo)準(zhǔn)不高于1mg/L,國(guó)家表二標(biāo)準(zhǔn)要求不高于0.5mg/L,國(guó)家表三標(biāo)準(zhǔn)要求不高于0.1mg/L,《電鍍廢水治理工程規(guī)范》中要求含鎳廢水需要單獨(dú)收集,并且鎳需要處理至標(biāo)準(zhǔn)才能排放至綜合池。
3、針對(duì)電鍍含鎳廢水以及化學(xué)鍍鎳廢水,可采用化學(xué)沉淀法進(jìn)行處理,化學(xué)沉淀法不需要復(fù)雜的設(shè)備。其中,電鍍含鎳廢水可以直接采用加堿至11,PAC混凝,PAM絮凝沉淀出水,鎳即可達(dá)標(biāo),如果含鎳廢水中混有前處理廢水,那么需要在加堿之后的出水加入少量重金屬捕集劑重金屬捕集劑進(jìn)行螯合反應(yīng),重金屬捕集劑重金屬捕集劑可以把鎳離子從低濃度處理至達(dá)標(biāo)。
對(duì)于化學(xué)鍍鎳廢水,由于廢水中存在大量的絡(luò)合劑,絡(luò)合劑與鎳離子形成絡(luò)合小分子溶解于廢水中,因此直接加堿不能沉淀,通過加入鋅鎳合金處理劑進(jìn)行反應(yīng),可以破壞絡(luò)合健的結(jié)構(gòu),通過螯合反應(yīng)與鎳離子結(jié)合,再通過混凝絮凝沉淀,把鎳離子去除。
4、根據(jù)含鎳電鍍廢水處理方案,設(shè)計(jì)相應(yīng)的含鎳廢水處理工藝。對(duì)于電鍍鎳廢水,采用兩步法處理比較劃算,即先用氫氧化鈉進(jìn)行沉淀一次以后,再加入 重金屬捕集劑重金屬捕集劑螯合沉淀。
5、對(duì)于化學(xué)鍍鎳廢水,可以通過一步法直接加鋅鎳合金處理劑進(jìn)行螯合沉淀,把鎳離子去除。
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