化學鍍鎳廢水處理課件

1、第十一章 化學鍍鎳廢水處理一、化學鍍鎳廢水中的有害成分：1、一定量的鎳的絡合物，如乳酸鎳、 檸檬酸鎳、 酒石酸鎳、蘋果酸鎳等。2、一定量的次磷酸鹽和亞磷酸鹽3、大量的pH值緩沖劑，如：醋酸、丁二酸等前 言第1頁，共26頁。 鎳離子是重金屬離子，可導致人過敏，并有一定的致癌作用；各種磷酸鹽不僅大大提高了水的化學與生物耗氧量（COD、BOD），且能造成水的富養(yǎng)化，導致赤潮發(fā)生。 COD化學需氧量（Chemical Oxygen Demand）,指用化學氧化劑氧化水中有機污染物時所需要的氧量。以每升水消耗氧的毫克數(shù)表示，COD值越高，污染越嚴重。 BOD生化需氧量（Biochemical Oxyge

2、n Demand）指微生物分解水中有機污染物過程中所消耗的溶解氧。第2頁，共26頁。二、我國污水綜合排放標準第一類污染物最高允許濃度 / mg L-1 污染物 濃 度 總汞 0.05 烷基汞 不得檢出 總鎘 0.1 總鉻 1.5 六價鉻 0.5 總砷 0.5 總鉛 1.0 總鎳 1.0第3頁，共26頁。第二類污染物最高允許濃度 / mg L-1 污染物 新擴建工廠 現(xiàn)有工廠 pH值 69 69 BOD 30 60 COD 100 150 硫化物 1.0 1.0 氨氮 15 25 氟化物 10 15 磷酸鹽 0.5 1.0 甲醛 1.0 2.0第4頁，共26頁。 由于化學鍍鎳廢水成分復雜，任何單

3、一的方法都不能很好地達到處理目的，常采用以下幾種方法配合使用： 氧化法、沉淀分離法、電滲析法、細菌分解法、電化學法、離子交換法。三、化學鍍鎳廢水處理的主要方法第5頁，共26頁。11.1 重金屬離子的去除一、沉淀去除法對重金屬離子較為簡單的去除法是氫氧化物沉淀法。金屬離子 常用沉淀劑 pH值 再溶解 殘留mgL-1 Fe 3+ NaOH、CaO、Na2CO3 2.8/3.5 / 2 Sn 2+ NaOH 3.9/膠體狀 10.6 Al 3+ NaOH、CaO、Na2CO3 4.3/4.8 8.5 2 Cr 3+ NaOH、Na2CO3 5.5/6.5 9.2 2 Be 2+ NaOH、Na2CO

4、3 5.8 / Cu 2+ NaOH、CaO 5.8/7.5 / 1 Zn 2+ NaOH 7.6/8.3 11 3金屬生成沉淀時的pH值第6頁，共26頁。金屬離子 常用沉淀劑 pH值 再溶解 殘留mgL-1Ni 2+ NaOH、CaO、Na2CO3 7.8/9.3 / 3Pb 2+ NaOH、CaO 7.0/9.5 / 1Cd 2+ NaOH、CaO 9.1/9.8 / 3Ag + NaOH 9.5 /注：沉淀時金屬濃度為100mg/L，沉淀劑濃度為0.5mol/L， 沉淀時間為2h。第7頁，共26頁。第8頁，共26頁。第9頁，共26頁。第10頁，共26頁。第11頁，共26頁。第12頁，共2

5、6頁。11.1.2 催化還原法 在準備報廢的鍍液中，趁熱加入10%40%的氯化鈀溶液，人為地誘導化學鍍廢液自發(fā)分解，反應生成黑色微粒，含鎳量約為 90%，沉淀分離后可回收利用，廢液的鎳離子濃度降低十倍，后續(xù)化學沉淀處理就容易多了，此法成本高。類似的誘導自發(fā)分解鍍液的方法有升高廢液pH值和溫度，滴入強還原劑硼氫化鈉溶液等，觸發(fā)廢液的分解反應。第13頁，共26頁。 另外，極高比表積（260 m/g）的經(jīng)過了特殊表面催化活化處理的碳微粒、碳纖維等，當與熱的廢液混合接觸時，鎳離子在微粒表面迅速沉淀，液固分離后，鎳可回收利用；微?？芍匦率褂?，廢液中鎳離子濃度可降至510-3% 。 催化還原法的優(yōu)點明顯，

6、此法作為初級處理步驟有效的回收大部分鎳資源，使廢液中鎳含量降低了數(shù)十倍，有利于環(huán)境保護。第14頁，共26頁。11.2 磷化合物的去除 化學鍍鎳廢液中次磷酸根與磷酸根的總濃度在150 g/L左右，通常采用以下方法： 對于最難處理的次磷酸根，即便采用氧化鈣沉淀 法，也不能徹底地去除，這是因為次磷酸鈣的溶 解度較大，見下表。第15頁，共26頁。第16頁，共26頁。 在去除重金屬的時候往往加入氧化鈣，溶液的pH值不可避免地要上升。此時假如溶液的溫度合適的話，次磷酸根可以將溶液中的鎳以及其他金屬離子還原，自身被氧化成亞磷酸根。第17頁，共26頁。 在pH值為中性時亞磷酸鈣的溶解度急劇下降，可認 為pH

7、值大于5以上時，鍍液中的亞磷酸鈣去除率在 95%以上。第18頁，共26頁。對于那些未被去除的亞磷酸離子可以用如下辦法去除：（a）采用鎢酸鈉作為催化劑，在催化的條件下用雙氧 水將磷酸氧化，氧化效率與鎢酸鈉的添加量的關 系如圖所示。第19頁，共26頁。（b）對于采用（a）仍未去除的亞磷酸根離子可采用 陽極氧化法即電化學氧化法將其氧化成磷酸。采 用此法應注意必須先將鍍液中的重金屬離子去除， 以防氧化效率降低。 磷酸根離子pH值在9.5以上的溶液中很容易被去除， (磷酸鈣）去除后廢液中的磷含量降低至 （27）10-6之間，已達到廢水排放的標準。第20頁，共26頁。11.3 有機酸的去除 蘋果酸根的去除

8、 由于蘋果酸鈣的溶解度比較大，除采用鈣鹽沉淀法之外，還要采用進一步提高pH值的方法使鍍液中的沉淀量增大，促進蘋果酸根的去除。pH溶解量g/L056第21頁，共26頁。(2) 酒石酸根的去除 酒石酸鈣的溶解度比較小，在pH值為8左右時，95%的酒石酸根可被去除。（3）檸檬酸根的去除 檸檬酸鈣的溶解度也很小，在pH值為8左右時，98%的檸檬酸根可被去除。第22頁，共26頁。 11.4 氯氣氧化法 用氯氣氧化法可以處理以蘋果酸為絡合劑的化學鍍鎳廢水，也可以處理以其他有機酸為絡合劑的化學鍍鎳廢水 。 經(jīng)過這種處理的廢水的COD值可以迅速達到100 mg/L以下，由于檢測不到鎳離子的存在，因而可直接排放

9、。這種方法處理廢水的效果十分顯著，被認為是一種很有前途的方法。 第23頁，共26頁。11.5 離子交換法 利用離子交換樹脂流動床的方式富集回收貴金屬或分離重金屬已經(jīng)在工業(yè)上應用了多年。 化學鍍鎳廢液的特殊性在于鈉離子濃度高、絡合劑濃度高。至今尚無選擇性吸附鎳離子而不吸附鈉離子的交換樹脂商品的報道。 第24頁，共26頁。 通過選擇離子交換樹脂類型、優(yōu)化工藝參數(shù)、流動床樹脂裝填量、流速流量、脫脂和再生控制等，可以獲得滿意的處理效果。離子交換法回收的鎳離子溶液質量高，可用作化學鍍鎳槽補充溶液。該工藝化學藥品消耗少，具有十分顯著的優(yōu)點。缺點在于離子交換樹脂處理能力有限，一次處理1m廢鍍液大約需要1m的離子交換樹脂，投資太高，目前僅用于處理稀薄的廢水處理。第25頁，共26頁。11.6 電化學方法 廢棄的化學鍍液中的鎳離子可采用電解法使其在陰極表面上電化學沉淀，以便回收利用。為提高回收效率，已衍生出各種工藝設備，如大面積疊層電解池、導電碳纖維、旋轉電