电化学法处理化学镀镍废水的研究与应用
2024-08-05 10:09:49发布 浏览100次 信息编号:81376
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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。
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