螯合沉淀法去除氯化鉀無氰鍍鎘廢水中鎘離子

———螯合沉淀法去除氯化鉀無氰鍍鎘廢水中鎘離子以往的酸性無氰鍍鎘工藝需采納乙二胺四乙酸(EDTA)和氨三乙酸作為配位劑，并采納氯化銨作為幫助配位劑和導(dǎo)電鹽，給電鍍廢水處理帶來了很大的困難。生產(chǎn)實(shí)踐表明，采納氧化法和重金屬捕獲劑沉淀法還不能有效去除上述鍍鎘廢水中的鎘離子，銨離子導(dǎo)致氨氮超標(biāo)的問題也很突出。

為此，超邦化工開發(fā)了NCC-617氯化鉀無氰鍍鎘新工藝，并已實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。氯化鉀無氰鍍鎘溶液中雖不含強(qiáng)配位劑EDTA和氯化銨，但仍含氨三乙酸等配位劑。以雙氧水或次氯酸鈉作氧化劑不能有效破壞這些配位劑，因此其廢水處理仍有肯定的難度。氯化鉀無氰鍍鎘廢水為鍍鎘生產(chǎn)線上的漂洗水(不包含鍍鎘層鈍化漂洗水及不合格鍍層退鎘廢水)，其中含有氯化鎘、氯化鉀、氨三乙酸等配位劑以及光亮劑和幫助劑。針對(duì)此特點(diǎn)，筆者研發(fā)了處理鍍鎘廢水中鎘離子的新方法。

1、處理方法

1.1原理

在肯定的pH范圍內(nèi)，二甲基二硫代氨基甲酸鈉與鎘離子能生成穩(wěn)定的沉淀物，氨三乙酸等配位劑對(duì)該沉淀反應(yīng)的影響很小。

1.2試劑

(1)沉淀劑：100g/L的二甲基二硫代氨基甲酸鈉水溶液。

(2)氫氧化鈉溶液：10%的氫氧化鈉水溶液。

(3)稀硫酸：濃硫酸與水的體積比為1∶9。

(4)絮凝劑：0.5%的高分子量聚丙烯酰胺水溶液。

1.3工藝流程

工藝流程如圖1所示。

(1)將氯化鉀無氰鍍鎘廢水從儲(chǔ)存池泵入pH調(diào)整池，在攪拌的狀況下加稀硫酸或氫氧化鈉溶液調(diào)整廢水的pH至5.0~7.5(用酸度計(jì)掌握)。

(2)廢水從pH調(diào)整池流入沉淀反應(yīng)池后，每噸廢水中加沉淀劑20L，反應(yīng)20~40min。

(3)廢水從沉淀反應(yīng)池流入絮凝池后，適量加入絮凝劑并攪拌，使沉淀顆粒聚集長大。

(4)廢水從絮凝池流入斜管沉降池后，沉淀物沉入底部。

(5)斜管沉淀池中的清水流入中和反應(yīng)池后，攪拌池液，用氫氧化鈉溶液或稀硫酸調(diào)整廢水的pH至6~9(用酸度計(jì)掌握)。

(6)中和處理后的廢水排入生化反應(yīng)池，使配位劑與其他有機(jī)物添加劑及其分解產(chǎn)物發(fā)生降解反應(yīng)，降低廢水的COD。

(7)經(jīng)生化降解的廢水從排水口排出。(8)用污泥泵將斜管沉降池中的沉淀物泵入板框式壓濾機(jī)。壓濾后濾液流回廢水儲(chǔ)存池，濾餅交給有資質(zhì)的專業(yè)廠家處理。

2、爭論

2.1螯合沉淀時(shí)pH的影響

將稀釋至鎘離子質(zhì)量濃度為180mg/L的氯化鉀無氰鍍鎘溶液作為模擬廢水，每次試驗(yàn)取1L，調(diào)整至不同的pH后加入20mL/L沉淀劑，攪拌試液20~30s，60min后用定量濾紙過濾試液，用WFX-210型原子汲取分光光度計(jì)測(cè)定濾液中鎘離子的質(zhì)量濃度，所得結(jié)果列于表1。

試驗(yàn)表明，氯化鉀無氰鍍鎘廢水的pH在2.47~9.34范圍內(nèi)，以二甲基二硫代氨基甲酸鈉沉淀鎘離子，處理后鎘離子的質(zhì)量濃度滿意GB21900–2022《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的“表2”要求(總鎘限值0.05mg/L)，當(dāng)pH為4.43~7.68時(shí)，處理結(jié)果甚至滿意GB21900–2022的“表3”要求(總鎘限值0.01mg/L)。

2.2配位劑初始濃度的影響

氯化鉀無氰鍍鎘廢水中含有氨三乙酸等配位劑，其濃度對(duì)鎘離子的處理結(jié)果會(huì)產(chǎn)生影響。配制氯化鉀無氰鍍鎘溶液，其中含配位劑120g/L、鎘離子18g/L，pH=6.5。取該鍍液10、20、30和40mL分別于5只2000mL燒杯中，加水稀釋至1000mL，然后分別加入沉淀劑20、40、80和160mL，攪拌試液20~30s，60min后用定量濾紙過濾試液，測(cè)得濾液中鎘離子的質(zhì)量濃度(見表2)。

試驗(yàn)表明，在接近中性的條件下，氯化鉀無氰鍍鎘廢水中配位劑的質(zhì)量濃度若不超過2.4g/L，以二甲基二硫代氨基甲酸鈉沉淀處理后，鎘的殘余質(zhì)量濃度滿意GB21900–2022的“表2”要求，甚至在配位劑的初始質(zhì)量濃度不超過1.2g/L的狀況下能滿意GB21900–2022的“表3”要求，但當(dāng)配位劑的質(zhì)量濃度達(dá)到3.6g/L時(shí)，需要加大沉淀劑才能達(dá)到“表2”的要求，當(dāng)配位劑的質(zhì)量濃度達(dá)到4.8g/L時(shí)，即使增加1倍的沉淀劑用量也很難達(dá)標(biāo)。

2.3實(shí)踐檢驗(yàn)

華烽電器采納本法處理氯化鉀無氰鍍鎘廢水，從處理設(shè)備排水口6次取樣進(jìn)行分析，所得鎘離子的質(zhì)量濃度分別為0.012、0.023、0.018、0.008、0.027和0.013mg/L，均滿意GB21900–2022的“表2”要求。

3、結(jié)語

以二甲基二硫代氨基甲酸鈉沉淀分別氯化鉀無氰鍍鎘廢水中的鎘離子，處理結(jié)果能夠滿意現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。該方法在貴州航空航天企業(yè)使用后，取得了良好的環(huán)境效益和社會(huì)效益。

以往的酸性無氰鍍鎘工藝需采納乙二胺四乙酸(EDTA)和氨三乙酸作為配位劑，并采納氯化銨作為幫助配位劑和導(dǎo)電鹽，給電鍍廢水處理帶來了很大的困難。生產(chǎn)實(shí)踐表明，采納氧化法和重金屬捕獲劑沉淀法還不能有效去除上述鍍鎘廢水中的鎘離子，銨離子導(dǎo)致氨氮超標(biāo)的問題也很突出。

為此，超邦化工開發(fā)了NCC-617氯化鉀無氰鍍鎘新工藝，并已實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。氯化鉀無氰鍍鎘溶液中雖不含強(qiáng)配位劑EDTA和氯化銨，但仍含氨三乙酸等配位劑。以雙氧水或次氯酸鈉作氧化劑不能有效破壞這些配位劑，因此其廢水處理仍有肯定的難度。氯化鉀無氰鍍鎘廢水為鍍鎘生產(chǎn)線上的漂洗水(不包含鍍鎘層鈍化漂洗水及不合格鍍層退鎘廢水)，其中含有氯化鎘、氯化鉀、氨三乙酸等配位劑以及光亮劑和幫助劑。針對(duì)此特點(diǎn)，筆者研發(fā)了處理鍍鎘廢水中鎘離子的新方法。

1、處理方法

1.1原理

在肯定的pH范圍內(nèi)，二甲基二硫代氨基甲酸鈉與鎘離子能生成穩(wěn)定的沉淀物，氨三乙酸等配位劑對(duì)該沉淀反應(yīng)的影響很小。

1.2試劑

(1)沉淀劑：100g/L的二甲基二硫代氨基甲酸鈉水溶液。

(2)氫氧化鈉溶液：10%的氫氧化鈉水溶液。

(3)稀硫酸：濃硫酸與水的體積比為1∶9。

(4)絮凝劑：0.5%的高分子量聚丙烯酰胺水溶液。

1.3工藝流程

工藝流程如圖1所示。

(1)將氯化鉀無氰鍍鎘廢水從儲(chǔ)存池泵入pH調(diào)整池，在攪拌的狀況下加稀硫酸或氫氧化鈉溶液調(diào)整廢水的pH至5.0~7.5(用酸度計(jì)掌握)。

(2)廢水從pH調(diào)整池流入沉淀反應(yīng)池后，每噸廢水中加沉淀劑20L，反應(yīng)20~40min。

(3)廢水從沉淀反應(yīng)池流入絮凝池后，適量加入絮凝劑并攪拌，使沉淀顆粒聚集長大。

(4)廢水從絮凝池流入斜管沉降池后，沉淀物沉入底部。

(5)斜管沉淀池中的清水流入中和反應(yīng)池后，攪拌池液，用氫氧化鈉溶液或稀硫酸調(diào)整廢水的pH至6~9(用酸度計(jì)掌握)。

(6)中和處理后的廢水排入生化反應(yīng)池，使配位劑與其他有機(jī)物添加劑及其分解產(chǎn)物發(fā)生降解反應(yīng)，降低廢水的COD。

(7)經(jīng)生化降解的廢水從排水口排出。(8)用污泥泵將斜管沉降池中的沉淀物泵入板框式壓濾機(jī)。壓濾后濾液流回廢水儲(chǔ)存池，濾餅交給有資質(zhì)的專業(yè)廠家處理。

2、爭論

2.1螯合沉淀時(shí)pH的影響

將稀釋至鎘離子質(zhì)量濃度為180mg/L的氯化鉀無氰鍍鎘溶液作為模擬廢水，每次試驗(yàn)取1L，調(diào)整至不同的pH后加入20mL/L沉淀劑，攪拌試液20~30s，60min后用定量濾紙過濾試液，用WFX-210型原子汲取分光光度計(jì)測(cè)定濾液中鎘離子的質(zhì)量濃度，所得結(jié)果列于表1。

試驗(yàn)表明，氯化鉀無氰鍍鎘廢水的pH在2.47~9.34范圍內(nèi)，以二甲基二硫代氨基甲酸鈉沉淀鎘離子，處理后鎘離子的質(zhì)量濃度滿意GB21900–2022《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的“表2”要求(總鎘限值0.05mg/L)，當(dāng)pH為4.43~7.68時(shí)，處理結(jié)果甚至滿意GB21900–2022的“表3”要求(總鎘限值0.01mg/L)。

2.2配位劑初始濃度的影響

氯化鉀無氰鍍鎘廢水中含有氨三乙酸等配位劑，其濃度對(duì)鎘離子的處理結(jié)果會(huì)產(chǎn)生影響。配制氯化鉀無氰鍍鎘溶液，其中含配位劑120g/L、鎘離子18g/L，pH=6.5。取該鍍液10、20、30和40mL分別于5只2000mL燒杯中，加水稀釋至1000mL，然后分別加入沉淀劑20、40、80和160mL，攪拌試液20~30s，60min后用定量濾紙過濾試液，測(cè)得濾液中鎘離子的質(zhì)量濃度(見表2)。

試驗(yàn)表明，在接近中性的條件下，氯化鉀無氰鍍鎘廢水中配位劑的質(zhì)量濃度若不超過2.4g/L，以二甲基二硫代氨基甲酸鈉沉淀處理后，鎘的殘余質(zhì)量濃度滿意GB21900–2022的“表2”要求，甚至在配位劑的初始質(zhì)量濃度不超過1.2g/L的狀況下能滿意GB21900–2022的“表3”要求，但當(dāng)配位劑的質(zhì)量濃度達(dá)到3.6g/L時(shí)，需要加大沉淀劑才能達(dá)到“表2”的要求，當(dāng)配位劑的質(zhì)量濃度達(dá)到4.8g/L時(shí)，即使增加1倍的沉淀劑用量也很難達(dá)標(biāo)。

2.3實(shí)踐檢驗(yàn)

華烽電器采納本法處理氯