电镀含镍废水治理技术研究现状及展望

http://www.water.hc360.com2018年03月06日09:28 来源:工业水处理T|T

    慧聪水工业网 电镀过程中产生的废水成分非常复杂,其中重金属废水是电镀行业潜在危害性极大的废水类别。镍是一种可致癌的重金属〔1〕,此外它还是一种较昂贵的金属资源(价格是铜的2~4倍)。电镀镍因其具有优异的耐磨性、抗蚀性、可焊性而被广泛应用于电镀生产中,其加工量仅次于镀锌,在整个电镀行业中居第二位。在镀镍过程中产生大量含镍废水。如果含镍废水不加处理任意排放,不但会危害环境和人体健康,还会造成贵金属资源的浪费。

    1、电镀含镍废水的产生和危害

    含镍电镀废水主要来自于镀镍生产过程中镀槽废液和镀件漂洗水,废镀液量少但其中镍离子浓度含量非常高,镀件漂洗水是电镀废水的主要来源,占车间废水排放量的80%以上。镀件漂洗水水量大,但其中镍离子浓度与废镀液相比要小很多。根据《电镀污染物排放标准》(GB21900—2008)表2,允许排入水体的电镀废水中总镍质量浓度最高为0.5mg/L。

    2、电镀含镍废水的处理技术

    按照不同原理可将处理含镍电镀废水的方法分为三大类:化学法、物理化学法和生物处理法。

    2.1化学法

    利用化学法处理含镍电镀废水主要有传统的化学沉淀法、新型工艺铁氧体法,以及高效重金属螯合沉淀法。其中化学沉淀法又包括氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法。

    2.1.1化学沉淀法

    李姣〔2〕在化学沉淀法处理电镀废水的实验研究中,用CaO、CaCl2、BaCl2三种破络合剂处理镀镍废水,对比发现:BaCl2的破络合效果最好,镍离子的去除率最高,CaCl2的效果最差。将CaO与BaCl2联用处理镀镍废水,镍离子的去除率可达99%以上,且在镍离子的去除率相同时,BaCl2的使用量比其单独处理镀镍废水时的少很多。林德贤等〔3〕首先采用Fenton试剂氧化,后采用NaClO氧化,对pH为3~5,Ni2+质量浓度为100~150mg/L的含镍废水进行破络预处理,最后经化学沉淀处理,使最终出水上清液中镍离子质量浓度低于0.1mg/L。

    传统的化学沉淀法处理含镍电镀废水具有技术成熟、投资少、处理成本低等诸多优点。虽然在反应过程中会产生大量污泥,甚至造成二次污染,但随着破络剂、重金属捕集剂等的不断发展应用,传统化学沉淀法的处理效果也被不断提高。

    2.1.2铁氧体法

    在化学沉淀法中,比较新型的工艺是铁氧体法。FeSO4可使各种重金属离子形成铁氧体晶体而沉淀析出,铁氧体通式为FeO·Fe2O3〔4〕。废水中Ni2+可占据Fe2+的晶格形成共沉淀而去除。一般n(Ni2+)∶n(FeSO4)为1∶2~1∶3,废水中镍离子质量浓度为30~200mg/L时〔5〕,采用铁氧体法处理后形成的沉淀颗粒大且易于分离,颗粒不会再溶解,无二次污染,出水水质好,能达到排放标准。

    常军霞等〔6〕通过实验研究了铁氧体法处理含镍废水的工艺条件。结果表明,在pH=9.0,n(Fe2+)∶n(Ni2+)=2∶1,温度为70℃的条件下,镍的转化率可达99.0%以上,废水中的Ni2+可从100mg/L降至0.47mg/L。李静红等〔7〕研究了室温下铁氧体法处理低浓度含镍废水的工艺条件。试验结果表明,以Na2CO3为pH调节剂,在pH为8.5~9.0,n(Fe3+)∶n(Fe2+)=1.5∶1,n(Fe2+)∶n(Ni2+)=12∶1,搅拌时间为15min的条件下,处理效果最佳。镍的去除率达到98%以上,处理后的废水中镍离子质量浓度达到0.20mg/L以下,达到国家排放标准。

    Fenton法与铁氧体法2种工艺中都存在二价铁离子,江洪龙等〔8〕采用Fenton-铁氧体法联合工艺处理含铜、镍的络合电镀废水。结果表明,在废水初始pH=3,H2O2初始质量浓度为3.33g/L,m(Fe2+)∶m(H2O2)=0.1,温度25℃的最优Fenton氧化条件下,先对废水Fenton处理60min,之后调节废水沉淀pH=11,控制曝气流量为25mL/min,铁与废水中金属离子的质量比为10,反应温度为50℃,曝气接触时间为60min,在此条件下废水中镍离子的去除率达到99.94%,出水镍离子的质量浓度为0.33mg/L,达到国家规定的排放标准。另外,沉淀污泥的物相分析表明,在最佳工艺条件下得到的NiFe2O4、Fe3O4等铁氧体沉淀物既无二次污染又可作为磁性材料回收利用。

    铁氧体法处理含镍电镀废水具有处理设备简单、投资较少、沉渣可回收利用等优点。目前,铁氧体工艺正由单一工艺向多种工艺复合的方向发展,利用其本身优势并与其他水处理工艺相结合构成新工艺,使其对重金属废水的处理更加完善。

    2.1.3高分子螯合沉淀法

    近年来在传统化学沉淀工艺中一种新型沉淀剂——重金属螯合剂的加入改善了传统工艺上的不足。刘存海等〔9〕实验合成了一种重金属离子螯合剂HMCA,将HMCA应用于镀镍废水中,在pH为6.5~7.5时,Ni2+的去除率可达98.5%以上。该螯合剂对Ni2+具有很好的捕集能力,且与Ni2+作用形成的螯合产物结构致密稳定。当金属螯合剂质量浓度为3.79g/L时,Ni2+的质量浓度最低为0.45mg/L,显著提高了对镀镍废水的处理效果。刘转年等〔10〕在碱性条件下合成了一种新型的具有絮凝、螯合双功能的重金属螯合剂——PAS,并将PAS用于重金属镍离子的螯合实验,实验结果表明,加入0.6mL的PAS对50mg/L的含镍废水的去除率可达98%以上,可见PAS对Ni2+是一种良好的螯合剂。

    2.2物理化学法

    物理化学新技术、新工艺的兴起与进步使得电镀企业清洁生产成为可能,处理含镍电镀废水常用的吸附技术、离子交换技术、分离技术、离子浮选技术等都是基于资源回收而发展起来的新型高效水处理技术。

    2.2.1吸附技术

    吸附法是利用吸附剂的独特结构去除重金属离子的一种有效方法。沸石、活性炭、腐殖酸等常被作为处理含镍电镀废水的吸附剂。

    人造沸石功能与天然沸石相似,但孔道内有机杂物比较少,应用范围更广。用斜发沸石对Ni2+进行吸附,最大吸附量可达13.03mg/g〔11〕。李晶等〔12〕用丁二酮肟(DMG)对沸石表面进行修饰,用经十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性的人造沸石吸附模拟废水中的Ni2+。结果表明:溶液体积为2mL,初始质量浓度为20mg/L,pH=7.0,温度为35℃时,在改性沸石投加质量为1.1g,吸附时间为50min条件下,吸附率达98%以上,且受其他干扰离子(Cu2+、Pb2+)的影响不大。

上一页123下一页

免责声明:凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处。非本网作品均来自互联网,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。

热点专题

反渗透阻垢剂
慧聪特供:ZK0100反渗透阻垢剂,8倍浓缩液,每桶5加仑。给水PH在5-10范围内均……[详细]
二十届华南牵手活动
2016年8月14日-17日,第二十届华南牵手活动将再次起航走进广州,进一步探索……[详细]
东丽反渗透膜
慧聪特供:东丽 TML200D-400 8英寸低压化学耐久性反渗透膜元件,耐酸、耐碱、耐低温 ……[详细]

热门公众号

  • 慧聪水工业网
  • 慧聪水工业商城
您可以通过以下方式关注我们:

A 慧聪水工业网官方网站:http://www.water.hc360.com/

B 慧聪水工业网官方新浪微博:http://weibo.com/waterhc360?refer_flag=1001030201_&is_all=1

C 慧聪水工业网官方微信号:water-hc360