化學(xué)鍍鎳廢水芬頓氧化處理工藝
化學(xué)鍍鎳是指在高溫下通過(guò)化學(xué)作用,將鎳離子催化還原成為金屬鎳,沉積在鍍件表層,形成鍍層?;瘜W(xué)鎳鍍液中含有大量的還原劑、絡(luò )合劑和穩定劑等?;瘜W(xué)鍍鎳廢水主要來(lái)源于化學(xué)鍍鎳生產(chǎn)過(guò)程中的鍍件清洗,其主要污染指標為絡(luò )合鎳、次亞磷酸鹽、COD、氨氮等。對于電鍍園區,化學(xué)鍍鎳廢水約占含鎳廢水總量的10%~15%,其處理工藝主要是將化學(xué)鍍鎳廢水和電鍍鎳廢水混合處理,通過(guò)調節pH值使鎳離子沉淀去除。但是,化學(xué)鎳中的絡(luò )合態(tài)鎳并不能轉化為游離態(tài)鎳離子而經(jīng)沉淀后去除,另外,廢水中的次亞磷沒(méi)有得到較好的處理,即化學(xué)鍍鎳廢水中的總鎳和總磷并未有效去除。由于化學(xué)鍍鎳廢水的總量并不多,所以經(jīng)過(guò)其他廢水的稀釋?zhuān)梢越档涂傛嚭涂偭椎臐舛?,總體達標。隨著(zhù)電鍍產(chǎn)業(yè)的不斷調整,電鍍園區將引進(jìn)更多類(lèi)型的企業(yè),如PCB企業(yè)等,化學(xué)鎳生產(chǎn)線(xiàn)有可能明顯增多,那么化學(xué)鍍鎳廢水的量也將大大增加,僅靠稀釋將無(wú)法達到要求排放。目前已報道的化學(xué)鎳廢水的處理方法有:酈朝暉采用漂水氧化+鈣鹽沉淀法,該法采用酸性氧化沉淀+離子交換深度處理法的工藝,但漂水與次亞磷的反應效率不高,需要投加大量的漂水,成本過(guò)高。夏俊方等采用UV/過(guò)硫酸鉀-沉淀工藝,該法通過(guò)UV催化、過(guò)硫酸鉀氧化、加減沉淀、重捕劑深度處理的技術(shù),其最佳的pH值為6.5,出水總鎳為1.4mg/L;未能達到電鍍廢水的排放要求。黃元盛采用H2O2破絡(luò )化學(xué)沉淀法,使用化學(xué)沉淀法+過(guò)氧化氫破絡(luò )+螯合劑方法處理化學(xué)鍍鎳廢液中的鎳離子。但此方法的缺點(diǎn)是,反應時(shí)間較長(cháng),并有溫度的要求,難以在工業(yè)上推廣應用。
關(guān)智杰等提出臭氧預破絡(luò )-重金屬捕集法,廢水中總Ni濃度為2.76mg/L,該法的研究對象并不是化學(xué)鍍鎳廢水,而是化學(xué)鍍鎳廢水經(jīng)過(guò)物化處理的出水。針對上述不足,本研究以電鍍行業(yè)化學(xué)鍍鎳工藝產(chǎn)生的實(shí)際電鍍廢水中為研究對象,提出了采用芬頓氧化工藝對化學(xué)鍍鎳廢水進(jìn)行處理,出水總鎳濃度為0.1mg/L,滿(mǎn)足行業(yè)排放標準的要求。
一、實(shí)驗材料及方法
1.1 儀器與試劑
化學(xué)鍍鎳廢水,取自廣東某電鍍園區;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)、聚丙烯乙酰胺(PAM)、30%雙氧水、硫化鈉,均為分析純;重捕劑為鎳離子重捕劑。所用設備為電感耦合等離子發(fā)射光譜儀(ICP-OES,美國PEOptima8000DV)便攜式pH計(奧豪斯ST300),空壓機(捷豹),磁力攪拌器(良友HJ-6B)。
1.2 實(shí)驗方法
取化學(xué)鍍鎳廢水用磁力攪拌器攪拌,用10%硫酸調節pH值為3~4,加入FeSO4和30%H2O2進(jìn)行氧化破絡(luò )反應;反應完后加入5%石灰和10%液堿調節pH值為10~11,曝氣;加入5%PAC和0.05%PAM,靜置30min后取上層清液檢測總鎳濃度。取上層清液進(jìn)行二級處理,加入10%重捕劑,反應完全后加入5%PAC和0.05%PAM,靜置30min后取上層清液檢測總鎳的濃度。
1.3 分析方法
總鎳濃度采用ICP-OES測定,采用外標法,標準曲線(xiàn)濃度為0.1~1.0mg/L。取一級反應和二級反應的上清液,按標準曲線(xiàn)濃度范圍稀釋后,按儀器工作條件進(jìn)行測定。
二、結果與討論
2.1 總鎳去處率
對不同濃度的化學(xué)鍍鎳廢水進(jìn)行處理,經(jīng)過(guò)芬頓工藝一級和二級反應處理后,總鎳濃度分別見(jiàn)表1~3。經(jīng)一級反應后,低濃度的化學(xué)鍍鎳廢水的總鎳剩余濃度為0.47mg/L,低于0.5mg/L;對于高濃度廢水,一級反應并未能達標處理。二級反應后,總鎳的剩余量為0.08~0.13mg/L,去除率達99.9%以上。試驗結果表明,芬頓工藝可將絡(luò )合鎳中的鎳以離子形式完全釋放出來(lái),加堿生成金屬氫氧化物,混凝劑絮凝劑沉淀下來(lái),然后經(jīng)重捕劑深度處理后,可完全去處廢水中的總鎳,達到電鍍污染物排放標準的要求。
三、結語(yǔ)
對于低濃度化學(xué)鎳廢水,一級處理可將總鎳降至0.5mg/L;對于高濃度化學(xué)鎳廢水,經(jīng)二級處理后能把總鎳降至0.1mg/L。本文提出了采用芬頓工藝處理化學(xué)鍍鎳廢水的工藝,并進(jìn)行了系統的試驗。結果顯示,采用芬頓工藝,能將化學(xué)鍍鎳廢水中的鎳以離子形態(tài)釋放出來(lái),經(jīng)調節pH值、投加混凝劑絮凝劑與重捕劑,能有效去處廢水中的總鎳,穩定地達到電鍍污染物排放標準。(來(lái)源:江門(mén)市崖門(mén)新財富環(huán)保工業(yè)有限公司)
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