电化学法处理化学镀镍废水的研究与应用

电化学法处理化学镀镍废水的研究与应用

【摘要】：目前化学镀在电镀行业的应用越来越普遍，化学镀镍废水是化学镀镍过程中产生的一种复杂、难处理的废水，水质水量变化较大，有机物、氨氮、总磷、重金属等含量较高，一般化学方法难以使化学镀镍废水水质达标。电化学法是一种“环境友好技术”，具有处理效率高、操作简单、不产生或很少产生二次污染等特点。本研究采用电化学法处理化学镀镍废水，通过电絮凝和电单因素试验优化最佳反应条件，通过多因素试验，结合PB筛选和响应面法，分析各因素的显著性和相互作用，确定各因素对电化学法去除污染物效果的影响。 在最佳反应条件下,利用FT-IR、XRF等测试手段对固体产物进行表征,探究污染物的去除过程。在此基础上,采用电化学-TMF组合技术处理实际化学镀镍废水,优化污染物的去除条件。根据所得最佳条件,研究了不同膜过滤条件下电化学预处理对膜污染的影响。通过分析絮凝物粒径、体积指数、表面Zeta电位等,研究了不同预处理对膜污染的影响。研究结论如下：对模拟化学镀镍废水的单因素实验研究表明,在初始Ni浓度为50 mg/L的条件下,电絮凝对镍和总磷的最大去除率分别为97.8%和15.2%,优于化学混凝的58.1%和7.8%。 电-法与法对重金属镍和总磷的去除率差别不大，分别为97.9%、92.4%和95.4%、94.7%，但电-法过氧化氢的消耗量（0.76 g/L）明显低于法（6.66 g/L）。

利用软件进行电化学法多因素研究发现，在电絮凝除镍的PB筛选体系中，电流密度、反应时间、溶液初始pH值、溶液初始Ni浓度对电絮凝除镍效果有显著影响；在电除磷的BBD体系中，二次模型显著且能很好地进行拟合；在初始磷浓度15 mg/L、初始pH值为4、浓度0.31 g/L、电流密度160 A/m2、反应时间20 min的最优条件下，总磷去除率预测值为99.8%。验证实验表明，在此最优条件下，总磷去除率为99.37%。 通过对电化学处理后的固体产物进行FT-IR和XRF分析可知，电絮凝去除污染物主要是通过絮体的混凝沉淀实现的，而电去除污染物主要是通过OH的强氧化作用和絮体的混凝沉淀实现的。电化学预处理对膜污染影响的研究表明，在较低流速下，废水在电化学反应器中停留的时间越长，形成的絮体粒径越大，对膜通量的影响越小，膜污染越轻；同时，在膜过滤条件下提高循环通量和跨膜压差，也能明显减轻膜污染；同时，研究表明，电化学预处理造成的膜污染程度小于化学预处理。