详解电镀含磷废水处理方法-电镀废水排放标准

详解电镀含磷废水处理方法-电镀废水排放标准

电镀含磷废水处理方法详解

近年来，水体富营养化问题日益严重，引起国际社会广泛关注。

水体富营养化问题的原因是水体中营养元素氮、磷含量过高。

其中，磷是造成水体富营养化的限制元素。 当湖水中磷的质量浓度超过

当0.02mg/L时，可能引起水体富营养化。 因此，国内外对废水排放中的磷有严格的规定。

浓度控制也越来越严格。

电镀行业是我国水中重金属的主要排放者，也是氮、磷营养盐的主要排放者。

.由于电镀过程中大量使用次磷酸钠作为化学镀剂，排出的电解液

电镀废水通常含有高浓度的磷。

笔者采用臭氧氧化-化学沉淀法处理电镀含磷废水，评价了臭氧对电镀含磷废水的处理效果。

非正磷酸盐的氧化效果，包括臭氧投加量、臭氧引入时间、废水中初始磷含量

废水浓度和初始pH值对非正磷酸盐转化率的影响，并在此基础上进行优化

化学沉淀的工艺参数。通过两个处理单元的联合使用，预计出水最终将到达电镀废物

水排放标准的特殊限制。

1实验部分

1.1 实验水样

由于电镀行业是我国工业用水大户，因此通常采用膜技术处理电镀废水。

水经过处理，产生的淡水进入生产流程回用，而膜浓缩液含有高浓度的水。

污染物浓度需要进一步处理后才能达标排放。

实验所用水样均取自*****某电镀厂含镍废水出水膜浓缩液。

该厂含镍废水（含电镀镍废水和化工镍废水）采用图1

处理流程如图所示。

图1 某电镀厂含镍废水处理工艺流程

1.2 实验试剂及仪器

主要试剂：Ca(OH)2、NaOH、聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺

(PAM)、聚合氯化铁(PFS)、CaCl2等均为分析纯，购自**市科米欧化工有限公司

化学试剂公司，高纯氧气由***特种气体公司提供。

主要仪器：PHS-3C pH计，**雷磁仪器厂； ""-4六连杆搅拌器，

*** 国王实验仪器厂； UV-17紫外分光光度计，； JC-10

臭氧发生器，***市恒泰环保设备制造公司； D01-ID/ZM 质量流量控制

装置，**七星； IDEAL-20臭氧浓度检测仪，***

。

1.3 实验装置

臭氧氧化反应采用如图2所示的实验装置，主要由氧气瓶和臭氧产生

它由装置、质量流量控制器、臭氧反应塔和尾气吸收塔组成。其中，臭氧反应

塔体为立式玻璃管，内径56mm，高840mm，有效容积1.8L。底部设置

有气体分散器。 臭氧进入反应塔后，被分散器分散成微小气泡。

反应塔侧面底部设有取样装置，取样后分析相应指标。 臭氧氧化

测试步骤为：将1L实际电镀含磷废水加入氧化反应塔中； 按顺序打开氧气瓶

主阀和分压阀，调节质量流量控制器至相应流量，开启臭氧发生器、除臭

氧气浓度检测仪； 反应一段时间后，从臭氧反应塔中取出一定体积的水样，

使用钼酸铵

水样中总磷和正磷酸盐浓度的分光光度分析。

图2 实验装置

2结果与讨论

2.1 水样水质分析

实验选取的水样为该厂电镀废水不同时间排放的膜浓缩水。

pH7.3±0.2，~420mg/L，总磷

10.5~50.2mg/L，正磷酸盐2.6~10.2mg/L，总盐83~104mg/L。

可以看出，次磷酸盐等非正磷酸盐的含量占

约占总磷的80%，次磷酸钙的溶解度为16.7g，因此需要氧化

方法将其转化为易于加工的正磷酸盐。

2.2 臭氧投加量对非正磷酸盐转化率的影响

实验选择的臭氧投加浓度为0、48、96、144、192 mg/L。

60分钟后测定水样中正磷酸盐和总磷的浓度。 结果表明，非正磷酸盐

转化率随着臭氧投加量的增加而增加。当臭氧投加浓度从0增加到

当浓度为96mg/L时，正磷酸盐占总磷的比例由16.2%增加到99%以上，其余非正磷酸盐

酸盐质量浓度为0·47mg/L。当臭氧投加浓度为192mg/L时，正磷

酸式盐占总磷的比例为99.5%，剩余非正磷酸盐质量浓度为0.2 mg/L.臭氧

用量增加一倍，但对非正磷酸盐转化率的提高非常有限，所以在实际应用中

实验中选择96 mg/L作为最正确的臭氧投加量。

2.3 臭氧反应时间对非正磷酸盐转化率的影响

实验水质同2.2。 当臭氧投加浓度为96mg/L时，考察废水中的正磷。

酸式盐占总磷的比例以及pH值随时间的变化趋势，结果

如图3所示。

从图3中可以看出，在反应开始前30分钟，非正磷酸盐迅速转化为正磷酸盐。

30分钟后，反应逐渐达到平衡，非正磷酸盐的转化率缓慢增加，但水

样品的pH变化趋势正好相反。 反应前30分钟，pH变化较小。 反应30分钟后，

，pH迅速下降。造成这种现象的原因可能是开始时，次磷酸盐容易被氧化

根首先被氧化成正磷酸盐。

当次磷酸盐完全氧化时，会残留以其他形式难以被氧化的磷。

元素继续被氧化，同时废水中的大分子有机物被氧化分解为小分子羧酸。

和其他物质，导致水样的pH值下降。降低废水的pH值也会减少臭氧产生的羟基。

由于自由基的效率，整个反应过程减慢。

图3 臭氧反应时间对非正磷酸盐转化率的影响

2.4 废水中磷初始浓度对非正磷酸盐氧化速率的影响

选取3种不同总磷初始浓度的实际电镀含磷废水进行实验。

，当废水中总磷初始质量浓度分别为16.8、29.5、50.2mg/L时，臭氧处理后

处理后，正磷酸盐占总磷的比例分别提高到99.8%、99.1%和98.2%。废水

非正磷酸盐转化率随着初始总磷浓度的增加而降低，这是由于非正磷酸盐

浓度越高，所需臭氧消耗量越大，导致非正磷酸盐转化率较低。 所以，

在实际废水处理过程中，需要根据总磷浓度的变化及时判断最正确的臭味。

氧气用量和反应时间。

2.5 初始pH值对非正磷酸盐转化率的影响

实验水质2.2，实验前使用1mol/L NaOH和HCl

将水样初始pH调节至4.9、7.4、10.0、12.1，然后引入96mg/L臭气

氧气进行氧化反应60分钟。考察了废水初始pH值对非正磷酸盐转化率的影响。

结果表明，随着pH值的增加，非正磷酸盐转化为正磷酸盐的速率和比例

例子有所增加。这是因为在碱性条件下，水中存在大量的OH-，可以促进

反应过程中羟基自由基的产生会引发连锁反应，增加臭氧氧化速度。 所以，

在实际废水处理过程中，初始pH值为中性或碱性，有利于非正磷酸盐的转化。

改变。

2.6 沉淀剂类型对除磷率的影响

废水投加臭氧质量浓度为96mg/L。 氧化60分钟后，总磷

质量浓度为50.2mg/L，非正磷酸盐质量浓度为0.4mg/L，pH为6.0。

沉淀剂——聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铁（PFS）、CaCl2、

Ca(OH)2和混凝剂聚丙烯酰胺(PAM)对完全氧化后废水中的总磷和总磷有显着影响。

正磷酸盐去除率的影响。

实验首先用1 mol/L NaOH溶液调节废水pH=9，然后参与

定量沉淀剂（PAC、PFS或CaCl2），搅拌速度3r/min反应2分钟

，然后加入一定量的PAM反应30秒，最后在搅拌速度80r/min下反应

10分钟后，将溶液静置30分钟，取上清液分析总磷和正磷酸盐浓度。

使用Ca(OH)2沉淀时，不调节水样pH，其他步骤同上。

沉淀剂处理效果如下表1所示。 沉淀剂PAC、PFS、CaCl2对氧化作用很大。

后处理废水中正磷酸盐的去除能力有限，沉淀剂Ca(OH)2对正磷酸盐和总磷的去除效果有限。

除磷效果较好。 因此，选择Ca(OH)2作为最正确的沉淀剂。

2.7. Ca(OH)2投加量对除磷率的影响

2.6水质，考察Ca(OH)2投加量对氧化废水除磷的影响

实验所用水样初始总磷质量浓度为50.2 mg/L，正磷酸盐

浓度为49.9mg/L。 Ca(OH)2的剂量浓度分别为2、3、4、5。

6mg/L，总磷和正磷酸盐去除实验结果如图4所示。

图4 氢氧化钙投加量对除磷效果的影响

结果表明，Ca(OH)2投加量越大，总磷去除率越高。

当Ca(OH)2投加浓度为4 mg/L时，上清液中正磷酸盐质量浓度较小。

小于0.1mg/L，总磷质量浓度小于0.4mg/L，可达到《电镀污染物排放标准》

发布标准中表3的规定，当Ca(OH)2投加质量浓度大于4mg/L时，阳性

磷酸盐和总磷的去除率没有明显提高，同时上清液的碱度会增加

另外，在后续的处理过程中，需要消耗大量的酸进行中和。因此，可以

4mg/LCa(OH)2是实验中最正确的剂量浓度。

2.8. PAM投加量对除磷率的影响

2.6水质，实验考察了PAM对氧化废水中总磷和总磷的影响。

考虑到正磷酸盐去除率的影响，选择沉淀剂Ca(OH)2的质量浓度为4 mg/L。

、PAM投加浓度分别为0、0·1、0.2、0.3、0.4、0.5 mg/L。

对总磷和正磷酸盐去除率的影响如图5所示。

图5 PAM投加量对除磷效果的影响

由图5可以看出，当PAM质量浓度为0.3mg/L时，沉淀后

总磷质量浓度可降至0.4mg/L以下，正磷酸盐质量

浓度降低至0.1mg/L以下。当PAM投加浓度大于0.3mg/L时，总磷

从实验现象可以看出，与不添加PAM相比，

相比之下，添加PAM后形成的絮体体积更大，沉降时间缩短。但参与人数过多

PAM不仅会增加废水处理化学品的成本，还会增加水体COD。 所以，

实验确定PAM最正确的投加浓度为0.3mg/L。

2.9 最正确实验条件下的废水处理实验结果

分别在最正确的臭氧氧化和化学沉淀条件下处理废水样品。

氧化-化学沉淀复合工艺可有效处理电镀含磷废水，其总磷去除率为

达到99.3%，正磷酸盐去除率为99.0%，最终出水总磷质量浓度为

0.34mg/L，正磷酸盐质量浓度为0.08mg/L。出水含磷指标不仅能达到

《电镀污染物排放标准》表3的规定甚至可以达到《地表水环境质量》

质量标准”（-20**）V类水环境质量标准。

3结论

(1)臭氧对电镀废水中非正磷酸盐转化率的影响与臭氧投加量和臭气量有关。

与氧反应时间、废水初始总磷浓度、废水初始pH有关。臭氧投加量越多

越大，反应初期越快，最终非正磷酸盐转化率越高； 非正磷酸盐

转化率随着废水中非正磷酸盐浓度的增加而降低； pH值对非正磷酸盐转化率的影响

效果并不显着。

(2)采用Ca(OH)2和PAM作为沉淀剂和混凝剂处理氧化废水。

治疗效果较好。 Ca(OH)2最正确的投加浓度为4mg/L，PAM最正确的投加浓度为4mg/L。

正确投加浓度为0.3mg/L。最终出水正磷酸盐质量浓度可降至0·

1mg/L，总磷质量浓度可降至0.4mg/L以下，达到《电镀污染物排放标准》

标准”

（GB219-20**）并满足《地表水环境质量标准》

(—20**) V 类水体标准限值。