電鍍絡(luò)合廢水破絡(luò)合后處理工藝優(yōu)化

1、電鍍絡(luò)合廢水破絡(luò)合后處理工藝優(yōu)化近些年，我國的汽車、電子行業(yè)發(fā)展迅速。表面處理技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，同時(shí)伴隨著大量的電鍍廢水產(chǎn)生。電鍍工藝會產(chǎn)生大量的銅、鎳、鋅等重金屬有毒污染物，且成分復(fù)雜。電鍍生產(chǎn)過程中加入了很多的穩(wěn)定劑、絡(luò)合劑、光亮劑，如EDTANa、檸檬酸鹽(Na3C6H5O7)、銨鹽、乳酸等，它們會與Cu2+、Ni2+形成穩(wěn)定的絡(luò)合物。給處理帶來難度，環(huán)境帶來危害。目前，工程上應(yīng)用較多的傳統(tǒng)的化學(xué)法處理工藝，包括化學(xué)中和法、化學(xué)沉淀法、化學(xué)氧化法、化學(xué)還原法。單一的氧化還原或沉淀法都不能達(dá)到處理效果。工程實(shí)踐中，酸性氧化破絡(luò)一沉淀法在電鍍廢水處理工藝中應(yīng)用較多，大多選擇酸性氧化劑次氯酸鈉

2、，但在pH值為68的次氯酸鈉氧化破絡(luò)應(yīng)用較少，效果較差。對于pH值中性的絡(luò)合廢水處理工藝來說，氧化劑雙氧水在pH值為68時(shí)的破絡(luò)效果理想。本文探討出了雙氧水破絡(luò)一沉淀法的工藝運(yùn)行參數(shù)，對于簡化處理流程，節(jié)省運(yùn)行成本，指導(dǎo)工程實(shí)踐意義重大。1試驗(yàn)部分1.1試驗(yàn)裝置及流程試驗(yàn)采用燒杯試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)備采用六聯(lián)攪拌機(jī)、6個(gè)1L燒杯。絡(luò)合廢水處理工藝流程：絡(luò)合廢水原水(pH值為68)經(jīng)過雙氧水氧化破絡(luò)，之后進(jìn)入pH調(diào)節(jié)池，依次投加硫化鈉、硫酸亞鐵、PAC、PAM，經(jīng)過斜管沉淀池，實(shí)現(xiàn)對重金屬的去除。工藝流程見圖1所示。 1.2試驗(yàn)水質(zhì)原水取自深圳某電鍍園區(qū)五類電鍍廢水中的絡(luò)合廢水，水質(zhì)見表1。處理后水質(zhì)達(dá)

3、到GB21900-2008電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中表2要求，即p(總銅) <0.5mgL，p(總鎳)<0.5mgL。 1.3試驗(yàn)方法(1)破絡(luò)氧化劑的選擇試驗(yàn)。分別選擇次氯酸鈉和雙氧水2組濃度梯度，在原水pH值下破絡(luò)30min，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值到10.0，反應(yīng)20min，然后分別加入200mgL的硫化鈉溶液，加入硫酸亞鐵，轉(zhuǎn)速調(diào)到300rmin加入混凝劑PAC，攪拌30S，將轉(zhuǎn)速調(diào)到100rmin，加入絮凝劑PAM，攪拌10min，轉(zhuǎn)速調(diào)到50rmin，攪拌1Omin。靜止沉淀3Omin。取上清液測定銅、鎳、鋅3種金屬離子濃度。(2)單因素影響試驗(yàn)和正交試驗(yàn)。先對雙氧水投加量、氧化

4、破絡(luò)時(shí)間、pH值、硫化鈉投加量4個(gè)因素進(jìn)行單因素影響試驗(yàn)，在原水pH值下，投加一定量的雙氧水(因素C)，破絡(luò)一定的時(shí)間(因素D)，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值到一定值(因素A)，反應(yīng)20min，然后分別加入一定量的硫化鈉溶液(因素B)，加入硫酸亞鐵，混凝沉淀過程同試驗(yàn)方法(1)。取上清液測定銅、鎳、鋅3種金屬離子濃度研究某一單因素影響試驗(yàn)時(shí)，設(shè)定該因素一定的變化梯度，其它3因素取某一固定值，分析影響效果根據(jù)上述單因素試驗(yàn)分析結(jié)果，選取恰當(dāng)?shù)?水平，構(gòu)成4因素3水平正交試驗(yàn)，試驗(yàn)的A、B、C、D都取相應(yīng)的值，步驟同單因素影響試驗(yàn)。1.4分析方法銅、鎳分析方法參照標(biāo)準(zhǔn)方法。2結(jié)果與討論2.1氧化破絡(luò)氧化劑

5、的選擇取1.0L絡(luò)合廢水水樣于1.0L大燒杯中，分別加人氧化劑的量：次氯酸鈉(10)1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5mL；雙氧水(10)0.24、0.36、0.48、0.60、0.72、0.84mL。原水pH值約為7.4。結(jié)果見圖2、圖3。 由圖2、圖3可知，隨著氧化劑投加量的增加，次氯酸鈉破絡(luò)條件下殘余銅離子和鎳離子濃度逐漸降低，雙氧水破絡(luò)條件下當(dāng)投加量為0.230.68mLL，銅離子和鎳離子濃度逐漸降低，投加量為0.680.81mLL，離子濃度略有升高的趨勢。原因可能是雙氧水過量，多余的雙氧水分解產(chǎn)生的氧氣上浮，不利于礬花的沉降，影響處理效果。由于雙氧水的氧化破絡(luò)效果較好，故

6、選擇雙氧水破絡(luò)。2.2單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析雙氧水投加量的影響在PH值為10、硫化鈉投加量為300mgL、氧化破絡(luò)時(shí)間為30min的條件下，考察雙氧水投加量對銅、鎳離子去除的影響。結(jié)果見圖4。由圖4可知，隨著雙氧水投加量的增加，銅、鎳離子濃度明顯遞減，當(dāng)雙氧水投加量達(dá)到0.34mLL時(shí)，殘余銅、鎳離子質(zhì)量濃度分別為0.39、0.38mgL，處理結(jié)果達(dá)標(biāo)。故取雙氧水投加量為0.34mLL。 氧化破絡(luò)時(shí)間的影響在pH值為10、硫化鈉投加量為300mgL、雙氧水投加量為O.34mLL的條件下，考察氧化破絡(luò)時(shí)間對銅、鎳離子去除的影響，結(jié)果如圖5所示。由圖5可知，隨著反應(yīng)時(shí)間的遞增。殘余銅離子濃度先是明顯

7、遞減而后趨于平緩，拐點(diǎn)在40min處。隨著反應(yīng)時(shí)間的遞增，殘余鎳離子濃度緩慢遞減，考慮減少水力停留時(shí)間、節(jié)省用地等綜合因素。故取氧化破絡(luò)時(shí)間為40min。 硫化鈉投加量的影響在pH值為10、雙氧水投加量為0.34mLL、氧化破絡(luò)時(shí)間為40min的條件下，考察硫化鈉投加量對銅、鎳離子去除的影響，結(jié)果如圖6所示。由圖6可知，隨著硫化鈉投加量的遞增，殘余銅離子濃度明顯遞減，當(dāng)硫化鈉投加量為250mgL時(shí)，殘余銅離子質(zhì)量濃度為0.45mgL，處理結(jié)果達(dá)標(biāo)。在硫化鈉投加量為50300mgL時(shí)，殘余鎳離子濃度都達(dá)標(biāo)。所以硫化鈉投加量取250m g。 .PH值的影響在雙氧水投加量為0.34mLL、氧化破絡(luò)時(shí)

8、間為40min、硫化鈉投加量為250mgL的條件下，考察pH值對銅、鎳離子去除的影響，結(jié)果如圖7所示。由圖7可知，隨著pH值的遞增，殘余銅離子濃度平緩遞減，且都達(dá)標(biāo)。隨著pH值的遞增，殘余鎳離子濃度明顯遞減，當(dāng)pH值達(dá)到10.5時(shí)，殘余鎳離子質(zhì)量濃度為0.31mgL，處理達(dá)標(biāo)。所以pH值取10.5。 2.3正交試驗(yàn)為了確定絡(luò)合廢水處理工藝的最佳工藝條件，考察pH值(A)、硫化鈉投加量(B)、雙氧水投加量(C)、氧化破絡(luò)時(shí)間(D)4因素對處理效果的影響，設(shè)計(jì)了4因素3水平的正交試驗(yàn)。試驗(yàn)確定的因素、水平見表2，正交試驗(yàn)結(jié)果見表3。 從表3中可見。在正交試驗(yàn)過程中經(jīng)處理的銅、鎳離子濃度有明顯的波動(dòng)

9、，處理后殘余銅、鎳離子濃度隨4個(gè)因素的變化在達(dá)標(biāo)濃度線上下出現(xiàn)波動(dòng)，因此，要同時(shí)對水樣中銅、鎳的去除效果來分析工藝的最優(yōu)控制條件。2.4正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析本正交試驗(yàn)極差分析結(jié)果見表4、表5。對于銅的極差分析結(jié)果顯示4因素中硫化鈉投加量是最主要的影響因素，其次是pH值、氧化破絡(luò)時(shí)間、雙氧水投加量。對于鎳的極差分析結(jié)果表明pH值是最主要的影響因素，其次是硫化鈉投加量、雙氧水投加量、氧化破絡(luò)時(shí)間。對銅、鎳極差分析可知試驗(yàn)的最佳工藝條件組合均為A3B3C3D3，即處理工藝最佳條件組合為：雙氧水投加量為0.34mLL，破絡(luò)時(shí)間為40min，調(diào)節(jié)pH值到10.5，硫化鈉投加量為250m g/L。3結(jié)論(1)絡(luò)合廢水的pH值為68時(shí)。雙氧水較次氯酸鈉氧化破絡(luò)效果好。(2)絡(luò)合廢水處理工藝中銅離子去除的因素影響顯著性順序?yàn)椋築> A>D>C。因素B對試驗(yàn)結(jié)果的影響是非常顯著的。鎳離子去除