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贵港石灰粉厂:镀镍废水中低浓度镍的去除方法

发布时间:2024-08-05 16:59人气:

随着镀镍行业的发展,镀镍工艺的不断改进,镀镍废水的成份显得越来越复杂,不仅重金属离子之外,还有种类繁杂的亮光剂、柔软剂等,大部份为络糖浆、表面活性剂等有机物,因而采用传统的方式,可以除去镀镍废水中的大部份金属离子,并且针对于低含量含镍废水还需进一步处理,根据不同原理分为物理法、物理法、生物法和电物理法。
 
1、化学法
 
主要包括沉淀法、高级氧化法和重金属捕集法等。沉淀法是通过添加Na2CO3、氢氧化物、硫酸亚铁等生成沉淀,达到固液分离的目的。Islamoglu等将破氰后的含镍废水,使用氢氧化钠调节pH至12,镍离子含量从40mg/L降到15mg/L,之后加入硫化钠进行二次沉淀除去镍离子,最终镍的含量为5mg/L。沉淀法设备简单,操作便捷,能处理高含量金属离子且处理量大,但同时形成大量淤泥容易导致二次污染,处理后的水质要达到排放标准,仍需进一步技术处理。
 
中级氧化法是借助芬顿、臭氧、光催化等形成的自由基与有机物污染物发生加成、断键电子转移等作用,释放出金属离子,具有反应快、处理疗效好、无二次污染等优点,但它的缺点也同样突出,处理成本高;重金属捕集法是借助O、N、S等配位原子和废水中金属离子结合,产生不溶于水的沉淀,对传统酸性沉淀法进行补充,实现低含量含镍废水深度净化处理。王成刚等处理物理电镀废水采用芬顿氧化工艺进行氧化破络反应,之后加入石灰,控制pH值为10~11进行混凝沉淀,取下层清液加入重金属捕集法,进行二级处理,结果表明,一级处理将总镍含量降至0.5mg/L,经二级处理后就能把总镍降至0.1mg/L以下。
 
采用物理法处理废水中的镍离子,一般须要加入大量的碱调节pH值,因为物理试剂的高成本,且处理疗效低,Haruko等研究出了中性条件下,向镍废水中加入铝离子,进行共沉淀试验,合成了层状双氢氧化物(layereddoublehydroxide(LDH),物理组成公式为[M2+1-x、M3+(OH)2(An-)x/n·mH2O](0.20<x<0.33),),在LDH中,二价阳离子(M2+)被三价阳离子(M3+)代替会在氢氧化物层上形成正电荷,氢氧化层上的正电荷,须要氢氧化层之间的阴离子的存在以维持电荷平衡,镍可以被列入LDH的八面体片中,由于LDH的氢氧化物层基本上是由配位数为6的金属离子组成,镍被选择性的结合到LDH结构中,研究发觉,虽然初始镍含量为200~10000mg/L,在pH=7和pH=8的条件下,镍的清除效率也接近100%。
 
电物理法
 
电物理法是借助电解过程中阳、阴极发生氧化和还原反应,将有毒有害物质转化为无毒无害物质,或则借助电极氧化还原产物与有毒有害物质发生物理反应生成沉淀,达到分离的目的。电物理处理废水技术主要包括电混凝、电沉积、电解法、电催化氧化和电选矿等。
 
电混凝是以铝、铁等金属为阳极,在直流电的作用下,阳极被冲蚀,形成Al、Fe等离子,在经一系列酯化、聚合及亚铁的氧化过程,发展成为各类甲基硫醇、多核羰基配体以及氢氧化物,使废水中的胶态杂质、悬浮杂质汇聚沉淀而分离。同时,带电的污染物颗粒在电场中运动,其部份电荷被电极中和而使得其脱稳聚沉。
 
Akbal等研究了用单极配置的铁电极和铝电极电凝除去金属镀镍废水中的铜(Cu)、铬(Cr)和镍(Ni)的技巧。阐述了电极材料、电流密度、废水pH值和浊度率对消除性能的影响,比较了不同电极材料(铁、铝)的效率。结果表明,用铁-铝电极进行电凝,电凝时间为20分钟、电流密度为10mA/cm2和pH值为3.0时,就能实现100%的铜、100%的铬和100%的镍的清除,对应的能耗和电极消耗为10.07kWh/m3和1.08kg/m3。NevzatBeyazit等研究了在批量模式下使用电凝(EC)以做铝(Al)、铁(Fe)和碳钢(St)电极,除去镀镍废水中的Cu(II)、Cr(VI)、Ni(II)的清除效率,通过比较,选择了最佳电极Fe-St,在pH值为9、电流密度为90A/m2和NaCl添加量为800mg时,金属离子的清除率约为100%。
 
电催化氧化法是通过阳极形成的活性官能团来氧化有机物,同时在阴极还原沉积废水中的重金属。朱琼芳等采用电催化氧化技术对某镀镍园区废水处理厂回用系统形成的膜浓液生化出水进行深度处理,在静态实验条件下考察了时间对COD、氨氮、总氮清除的影响以及电催化氧化装置连续进出水条件下对COD、氨氮、总氨的消除疗效。研究结果表明,静态实验条件下电催化氧化装置可以将废水中的COD、氨氮降至检不出,连续进出水条件下(逗留时间约40min)废水中的COD由100mg/L降到41mg/L,达到《电镀污染物排放标准》GB21900-2008中表三标准。
 
因为镀镍废水的成份十分复杂,不仅重金属离子之外,还包括添加剂和亮光剂等很难降解,采用电催化氧化法对COD、氨氮、总氨的清除,致使金属镍离子得以释放,同时在阴极还原沉积达到消除的目的。
 
电解法是借助电物理的原理处理废水中金属离子的方式,在电解过程中,阴极上发生还原反应,金属离子生成金属单质而沉积,实现废水净化和资源回收。李建三等采用电解法处理电镀废水,考察了电压密度、温度、pH值对Ni2+清除率的影响,并对电解处理后的电镀废水的阴极极化曲线进行了研究。结果表明:随着电压密度的减小,Ni2+的清除率减小,阴极极化曲线中析氢段出现上移,镍平衡线下移;随着气温的下降,Ni2+的清除率增加,阴极极化曲线上移;随着pH值的下降,Ni2+的清除率减小,阴极极化曲线中镍电极电位减低。刘飞通过配制硝酸镍碱液模拟含镍废水,采用电解法,对比了钌镀层钛板、石墨和碳钢三种阳极材料,确定最佳阳极材料为钌镀层钛板,通过剖析电解时间、电流硬度和Ni2+含量等诱因对Ni2+的回产率的影响。结果表明:在电解时间240min,电压硬度15A,Ni2+质量含量20g/L,电解气温50℃,pH值6,搅拌速度300r/min的条件下,Ni2+的回产率为85.42%,电压效率为52.16%。
 
结语
 
虽然目前对低含量含镍镀镍废水的研究已有好多,然而面对复杂多变的低含量含镍镀镍废水时,依据实际情况,多种工艺的互相补充,是其发展的主要方向。另外,倘若能对膜分离
 
技术和电物理技术的缺点和实际应用存在的问题,进一步优化和改进,应用范围将会更广,更具推广价值。

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