优化电镀废水处理工艺，双氧水破络效果佳

优化电镀废水处理工艺，双氧水破络效果佳

&

工业用水和废水

2011年12月第1.42号

电镀复杂废水后处理工艺优化

林林

（天津大学

天津环境科学与工程学院

）

摘要：为了寻找在复杂废水DH值为6～8时分解效果较好的氧化剂，优化了高浓度复杂电镀废水的处理工艺。

通过试验优化了复杂废水处理的工艺条件，试验结果表明，当复杂废水pH值为6~8时，过氧化氢的含氧量

最佳处理条件组合为：双氧水投加量0.34mL/L，断网时间为，然后将pH值调节至

10.5、硫化钠投加量为250mg/L。采用双氧水进行破络合物，并按上述参数操作，对工程指导具有重要意义。

关键词：电镀废水；络合物；过氧化氢络合物破除

中图分类号：X703.1；X781.1

文档识别码：A

文章编号：1009-2455(2011)06-0033-04

（y,,删除,中国）

：

—8，-

，。

，—8，

． ：

．34毫升／／，，

10.5. ．

:下午；

近年来，我国汽车、电子产业快速发展。

表面处理技术得到了广泛的应用。同时，伴随着大量电镀

产生废水。电镀过程会产生大量铜、镍、锌等重金属。

金属毒性污染物，成分复杂

电镀生产过程中

添加了大量稳定剂、络合剂、增白剂，如EDTA等。

钠、柠檬酸盐（Na·C6HO）、铵盐、乳酸等。

它会与Cu2+和Ni[f2-3]形成稳定的配合物。

目前，传统的

传统的化学处理工艺，包括化学中和、化学沉淀

法、化学氧化法、化学还原法

单一氧化还原

无论沉淀法还是其它方法都不能达到理想的处理效果。

氧化分解-沉淀法在电镀废水处理工艺中应用广泛

大多数人选择酸性氧化剂次氯酸钠，但 pH 值为

6～8浓度的次氯酸钠很少用于络合物的氧化分解，且效果较差。

对于 pH 值中性的复杂废水处理工艺，

该氧化剂在pH值为6～8时有理想的络合破络效果。

分析了过氧化氢分解沉淀的工艺参数。

对于管理工序、节省运行成本、指导工程实践具有重要意义。

实验部分

1-1

测试设备及流程

试验采用烧杯试验，试验设备采用六联搅拌

机器，6个1L烧杯。络合废水处理工艺：络合

用过氧化氢氧化废水（pH 值 6-8），以分解复合物。

然后进入pH调节槽，硫化钠、硫酸亚铁、

收稿日期：2011-10-17；修订日期：2011-10-27

·33·

&

工业用水和废水

Vo1．42No．6，2011年12月

PAC和PAM用于斜管沉淀池去除重金属。

工艺流程如图1所示。

综合废水-综合破壁池1-oH调节池1-

硫化钠

图 1

过程

图 1

硫酸亚铁/PAC

1.2

测试水质

原水取自深圳某电镀园区的五种电镀废水。

处理后废水水质见表1，处理后水质达到国标

21900-

2008年（电镀污染物排放标准）表2要求：

即p(总铜)<0.5mg/L，p(总镍)<0.5mg/L。

表 1

原水水质

表 1

原水质量

1.3

测试方法

（1）络合物分解氧化剂的选择实验。次氯酸

钠和过氧化氢的浓度梯度。在原水的pH值下。

30分钟，用氢氧化钠调节pH至10.0，反应20

分钟。然后加入200毫克/升硫化钠溶液和

硫酸亚铁。调节转速至300r/min。加入混凝剂PAC。

搅拌30秒，调速至100r/min，加入絮凝剂

PAM，搅拌10分钟，调节转速至50转/分，搅拌1O

分钟。静置 30 分钟。取上清液测定铜、镍和锌

3 种金属离子的浓度

（2）单因素效应检验及正交检验。

用量、氧化破除时间、pH值、硫化钠用量4

对各因素进行单因素效应检验。

加入一定量的过氧化氢（因子C），破坏一定时间的网络（因子

因素D），用氢氧化钠调节pH值到一定值（因素A），

反应20min，加入一定量的硫化钠溶液。

（因素B），添加硫酸亚铁，混凝沉淀过程同试验方法

方法（1）.取上清液，测定铜、镍、锌三种金属离子的浓度。

花费

在研究单因素效应实验时，设因素为

其余三个因素取固定值。

影响

根据以上单因素试验分析结果,选取合适的

3个水平。4个因素。3水平正交试验。

，

· 3 4 ·

、C、D均取对应值，步骤与单因素影响检验相同。

1.4

分析方法

铜、镍的分析方法参照标准方法_5]。

结果与讨论

2.1

氧化分解氧化剂的选择

取1.0 L复杂废水样品放入1.0 L烧杯中。

氧化剂添加量：次氯酸钠（10%）1.0、1.5、

2.0、2.5、3.0、3.5 mL；过氧化氢 (10%) 0.24、0.36、

0.48、0.60、0.72、0.84 mL，原水pH值约为7.4。

结果如图2和图3所示。

一

1.

0.8

0 ．

0 ．

0 ．

氧化剂用量/(mL·L-)

图 2

氧化剂投加量对残余铜离子浓度的影响

图 2

剂量对离子的影响

一

0 ．

0 ．

0.3

0.2

娱乐

0.1

氧化剂注入）311.

~／(毫升·L-)

图 3

氧化剂投加量对残余镍离子浓度的影响

图3

因弗

剂量对镍离子的影响

承认

如图2和图3所示，随着氧化剂投加量的增加，

次氯酸钠破络合物条件下，残留铜离子和镍离子的浓度逐渐

降低。在双氧水破网条件下，当用量为0.23～0.68

mL/L，铜离子和镍离子浓度逐渐降低，投加量为

0.68 ～0.81 mL／L ．离子浓度略有上升趋势。

原因可能是过氧化氢剂量过大，过量的过氧化氢会分解产生氧气。

空气上浮，不利于矾花的沉淀，影响处理效果。

双氧水具有较好的氧化破网效果，因此选择双氧水进行破网。

2.2

单因素试验结果及分析

2.2.1

过氧化氢剂量的影响

当DH值为10时，硫化钠投加量为300mg/L，

林琳：电镀复杂废水后处理工艺优化

氧化时间为30分钟。

添加量对铜、镍离子去除效果的影响。结果如图4所示。

4 可以看出，随着过氧化氢投加量的增加，铜、镍离子浓度

当过氧化氢投加量达到0.34mL/L时。

残留铜和镍离子浓度分别为0.39和0.38mg/L。

处理效果达标，因此确定双氧水投加量为0.34 mL/L。

O．

0.5

0 号彗星。

0 ．

0.2

1

O．

24

哦2 9

0.34

0 -39

O．

4 3

0 ．

4 9

过氧化氢用量J1l~／(mL·L～-)

图 4

过氧化氢投加量对残留铜、镍离子浓度的影响

图 4

H20 2d浓度对离子和

尼克·埃利恩

2.2.2

氧化网络断裂时间的影响

当pH值为10、硫化钠投加量为300mg/L时，

在过氧化氢投加量为0.34 mL/L的条件下考察了其氧化降解情况。

连接时间对铜、镍离子去除的影响如图5所示。

如图5所示，随着反应时间的增加，残留的铜离子

离子浓度先大幅下降,随后趋于稳定,转折点在40 min。

随着反应时间的增加，残留镍离子浓度缓慢降低。

减量，考虑减少水力停留时间、节省土地等综合因素

因此氧化分解时间设定为40 min。

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

10

2 0

三 0

4 0

50

6 0

氧化破除时间/min

图 5

氧化分解时间对残留铜、镍离子浓度的影响

图 5

时间

离子和离子

2.2.3

硫化钠投加量的影响

当pH值为10时，过氧化氢的添加量为0.34 mL/L，

在氧化破除时间为40 min的条件下，

添加量对铜、镍离子去除的影响如图6所示。

如图6所示，随着硫化钠投加量的增加，残留铜离子

离子浓度明显降低，当硫化钠投加量为250mg/L时，

残留铜离子质量浓度为0.45mg/L,处理结果达标。

当硫化钠投加量为50~300mg/L时，残余镍离子

浓度均达标，因此硫化钠投加量为250mg/L。

芋头

五 0

1oo

1 5 0

2 0 0

2 50

3 0 0

硫化钠用量/(g·L-)

图 6

硫化钠投加量对残余铜、镍离子浓度的影响

图 6

Na2S对离子和

镍离子

2.2.4

DH值的影响

当过氧化氢投加量为0.34 mL/L、氧化时间为

在硫化钠投加量为250mg/L、处理时间40min的条件下，

考察了pH值对铜、镍离子去除的影响，结果如图7所示。

如图7所示，随着pH值的升高，残留的铜离子

离子浓度逐渐下降，均达标。

残余镍离子浓度明显降低,当pH值达到10.5时,

残余镍离子浓度为0.31mg/L，处理达标

地方

pH值为10.5。

1.8

1.

1.

o ．

0 ．

哦.3

9.

9.5

l O．o

10.5

1 1．

升 1 。

pH

图 7

pH值对残留铜、镍离子浓度的影响

图 7

因弗

pH值对离子和镍的影响

离子

2.3

正交试验

为了确定复杂废水处理的最佳工艺条件。

考察pH值（A）、硫化钠用量（

, 过氧化氢用量

（C）、氧化破坏时间（D）影响处理效果。

设计了4因素3水平的正交试验。

实验确定的原因

因素及水平如表2所示，正交试验结果如表3所示。

从表3可以看出，在正交试验中

· 3 5 ·

水与能源

工业用水和废水

2011年12月第42卷第6期

表 2

因素一水平正交试验

表 2

- 测试级别

9.

9.

9.

10.

10.0

10.

10.5

10.

10.

9.

9.

9.

10.

10.O

10.0

10.5

0 ．

10.

1 50

2o o

2 5 0

1 50

20 0

2 5 0

1 5 0

20 0

2 5 0

1 5 哦

2 0 0

二十五 0

1 5O

2o o

二十五 0

1 5O

20 0

2 5 0

0 -3 氧

臭氧 2

0.34

O-3 2

0.34

0 -3 0

氧

O-3 2

0.34

0.34

0 -3 氧

O-3 2

0.34

0.30

O-3 2

氧气2

0.34

0.30

O ．

7 2

0 ．

4 5

O．

23

0 ．

6 4

O．

3 6

13

O．

6 8

O．

3 1

0.12

O．

6 8

0 ．

4 0

0 ．

2 0

0 ．

6 9

O．

3 氧

O．

二 八

O．

5 5

O ．

23

0 ．

2 7

O．

7 5

O．

五 0

0 -3 8

0.5 2

哦 3 3

0 -3 氧

哦 3 9

0.19

1 0

0.58

0.53

0 ．

4 3

0 ．

4 8

O．

3 5

0 ．

2 9

O_39

哦 1 6

0 ． 1 4

铜和镍离子的浓度波动很大。

离子浓度随四个因素而变化，出现在标准浓度线的上方和下方。

因此应同时分析水样中铜和镍的去除效果。

分析该过程的最佳控制条件。

24

正交试验数据分析

本次正交试验的极差分析结果如表4和表5所示。

铜的极差分析结果表明，在四个因素中，硫化钠

影响因素中投加量是主要因素，其次是pH值、氧化

表4

正交试验范围分析结果（铜）

表 4

测试范围()

· 3 6 ·

表 5

正交试验范围分析结果（镍）

表 5

测试范围()

镍的极差分析结果如下表所示：

显然pH值是最重要的影响因素，其次是硫化钠添加量。

双氧水的用量，氧化分解时间。

分析表明，该实验的最佳工艺条件为A。

C3D，

即最佳处理工艺条件组合为：双氧水投加量0.34

mL/L，断网时间为40 min，调节pH值为10.5。

硫化钠用量为250毫升

综上所述

（1）该综合废水pH值为6

8点钟。过氧化氢是

次氯酸钠具有良好的氧化和络合破除作用

（2）复杂废水处理工艺中影响铜离子去除的因素

重要性的顺序为：B > A > D > C。

测试结果

结果影响非常显著

影响镍离子去除的因素

重要性的顺序为：A>B>C>D。因素

测试结果

影响十分显著。最佳处理工艺条件组合为：

水的pH值为6～8，双氧水用量为0.34mL/L。