微电解法预处理高浓度含镍电镀废水的研究
2024-05-17 05:02:51发布 浏览85次 信息编号:71877
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微电解法预处理高浓度含镍电镀废水的研究综述:实验探讨了微电解法处理高浓度电镀废水的效果,考察了pH值、铁离子对废水的影响。 -碳比、总铁碳剂量和去除镍的反应时间。 率影响。 实验得出最佳反应条件为:pH 3、铁用量60g/L、碳用量60g/L。 反应过程中镍去除率可达64.09%,很好地减少了废水的产生。 其中Ni2+的含量为后续加工奠定了基础。
目前,电镀废水仍然是水环境的主要污染源之一[1]。 电镀废水的污染主要是酸碱污染、部分有机物污染和重金属污染[2],其中重金属污染是电镀废水处理的重中之重。 镍是最常见的致敏金属。 镍进入人体后可引起器官慢性病变。 如果误服大量镍盐,会引起急性胃肠道刺激,出现呕吐和腹泻。 严重时可能引起酶系统中毒,甚至危及生命[3]。 一些镍化合物,例如羟基镍[Ni(CO)4]和镍尘,被认为是致癌物。 世界卫生组织国际癌症研究机构(IARC)公布的39种(类别)人类致癌物中,镍被列为其中之一[4]。
处理电镀废水的方法有很多种。 根据其工作原理可分为物理法、化学法、理化法和生物法四类[5]。 微电解法是一种利用金属腐蚀原理处理废水形成原电池的良好工艺。 又称内电解法、铁屑过滤法等。该工艺于20世纪70年代应用于废水处理。 该方法具有适用范围广、处理效果好、使用寿命长、成本低、操作维护方便等优点。 它以废铁屑为原料,不需要消耗电力资源,具有“以废处理”的含义[6]。 近年来,微电解技术已应用于印染废水、电镀废水、染料生产废水、石油化工废水、煤气洗涤废水等工业废水的处理[7-8]。
1·实验部分
1.1 基本原理
微电解技术以工业铸铁废料为原料,利用电化学、化学反应和物理反应(包括氧化、还原、置换、絮凝、吸附、共沉淀、过滤等多种原理)的综合作用,微电池腐蚀原理。 一种去除水中重金属的技术。 其中,氧化还原主反应层是微电解技术的核心[9-10]。
1.2 水样水质及水质特征的测定
本研究处理的高浓度含镍电镀废水来自青岛某电子企业。 随着生产规模的扩大,
含镍电镀废水日产生量达到800L/天左右。
主要成分为:NiSO4、Na2(CH)2(COO)2等。废水处理投资较大,但效果不佳。 该公司一直在寻找有效解决废水问题的方法。 水质数据
参见表 1。
从表1可以看出,电镀废水
Ni2+和CODCr含量均较高,给废水处理带来很大难度。 满足《电镀污染物排放标准》
(-2008年),镍最高允许排放浓度为0。
5毫克/升
要求需要两种或多种方法的组合。
1.3 实验步骤
量取200mL含Ni2+废水放入烧杯中,用30%H2SO4溶液调节pH,分别加入活性炭(颗粒)和铁粉,用六连杆搅拌器搅拌反应一段时间,使用30%用NaOH溶液调节pH至11,静置至液面分层,过滤。 取滤液测定Ni2+含量并计算Ni2+去除率。 根据不同的实验条件,改变体系初始pH、铁碳比、铁碳总投加量和反应时间,探讨微电解对电镀废水中Ni2+的去除效果。
2•实验结果与讨论
2.1 初始反应体系
pH对Ni2+去除率的影响固定为55g/L铁和碳,反应时间为90分钟。 改变废水的初始pH值来考察pH值对实际废水中Ni2+去除率的影响。 结果如图1所示。
从图1可以看出,
Ni2+的去除率与pH值密切相关。 当pH=3时,处理效果较好,去除率为55.65%。 这是因为较低的pH值会破坏反应后的絮凝体。 同时,当pH值过低时,H+优先与铁反应,减少铁参与微电解反应的量,增加酸耗,增加处理成本。 产生的Fe3+也会使治疗效果变差。 pH过高时,不利于单质铁失去电子,促进氧化还原反应,导致去除效果下降。
综合考虑,采用pH=3作为体系的初始pH。
2.2 铁和碳的比较
Ni2+去除率的影响:调节废水初始pH为3.00,反应时间为90分钟。 固定铁碳总量为110g/L,改变铁碳比,考察不同铁碳比对Ni2+的影响
去除率的影响如图2所示。
从图2可以看出,当铁碳比为1:1时,处理效果最好,Ni去除率为60.83%。 当铁碳比较小时,微电解反应和碳的吸附占主导地位; 当铁碳比较大时,微电解反应和铁的置换占主导地位。 从图2的变化趋势可以看出,微电解反应比简单的吸附和置换对Ni2+具有更强的去除效果。
2.3 铁和碳的总量
Ni2+去除率的影响:调整废水初始pH为3.00,反应时间设置为90分钟,固定铁碳比为1:1,改变铁碳总量,考察不同总铁碳比对Ni2+的影响
去除率的影响,结果如图3所示。
从图3可以看出,随着铁碳总量的增加,Ni2+去除率逐渐增大。 当铁碳输入总量增加到120g/L时,Ni2+去除率变化较小且趋于平缓。 因此选取铁碳总投入量为120g/L作为最佳铁碳总投入量。 这是因为添加碳屑可以增加系统中原电池的数量,提高Ni2+的去除效果和处理率。 但铁碳增加到一定量后,反应速率降低,废水中Ni2+浓度升高。 还原使Ni2+更多地以络合态形式存在,影响Ni2+的去除效果。 在接下来的实验中,降低废水中有机物的含量是提高Ni2+去除效果的有效途径。
2.4 响应时间对
Ni2+去除率的影响:调整废水初始pH为3.00,反应时间为90分钟,固定铁碳比为1:1,总铁碳量为120g/L。 不同反应时间对Ni2+的影响
去除率的影响,结果如图4所示。
从图4可以看出,随着反应时间的增加,Ni2+去除率逐渐增大。 当反应时间增加时,Ni2+去除率增加幅度较小且趋于平缓。 这就是 Ni2+ 去除率 64.09。 %。 同时,如果反应时间过长,会消耗较多的铁,使出水的铁含量和色度增加,也增加了后续处理的难度。 考虑反应时间。
3•实验结论
微电解处理电镀废水目前受到广泛关注。 本实验根据青岛某电子厂含镍电镀废水的特点,采用微电解法进行预处理,分别研究了初始pH值、铁碳比、铁碳4个影响因素。用量和反应时间对电镀废水中Ni2+去除的影响率影响。
实验结论是:
(1)采用微电解法处理高浓度含镍电镀废水是有效的。 在初始pH=3、铁屑比1:1、总投加量120g/L、t=条件下,Ni2+去除率为64.09%,可作为处理高浓度含镍的预处理工艺废水。
(2)在电镀废水的后续处理中,去除有机物,特别是易与废水中Ni2+形成络合物的各种电镀添加剂,是提高废水中Ni2+去除率的有效方法。
(3)污水处理技术已趋成熟,但污泥特别是电镀废水处理后的污泥的回收利用,
中重金属的回收利用尚无可行的技术方法。
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