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含氰含铜镍电镀废水处理技术研究

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发表于 2019-9-28 09:01:12 |显示全部楼层
  摘要:以宜昌某电镀企业产生的废水为研究对象,对其处理方法进行了探索,通过实验研究发现,用漂白粉处理含氰废水时,当漂白粉∶CN-质量比约11∶1,对CN-去除效果好;用多硫化钙法处理铜、镍电镀重金属废水效果好,上层清液不用再到中和池即可排放,且显碱性的上清液可以回用到除氰装置中,克服了传统电镀废水处理工艺的不足。
  电镀就是利用电化学的方法对金属和非金属表面进行装饰、防护及获得某些新的性质的一种工艺过程,它可以对镀件起到防止腐蚀,提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用[1]。但是电镀行业产生的废水水质复杂,成分不易控制[2-4],其中含有的铬(Cr)、铜(Cu)、镉(Cd)、锌(Zn)、金(Au)、银(Ag)等重金属离子和氰化物(CN-)等毒性较大,有些属于致癌、致畸、致突变的剧毒物质,过量排放到环境水体中容易破坏生态平衡,并通过食物链富集危害人类健康。
  电镀废水的处理方法很多,按其作用原理,可分为物理法、化学法、物理化学法、生物法和高效集成法等[5],其中最主要的方法是化学法和物理化学法[6]。本试验在湖北宜昌某电子厂电镀中心进行,通过对原水进行实验分析得出了漂白粉∶CN-质量比约11∶1,对CN-去除效果最好,也验证了多硫化钙除重金属的有效性,这样一套系统既可回用处理液,降低了原料成本,又让工作人员操作简单。
  厂区处理排水要求满足国家《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)[7]规定的排放标准。下面分别用碱性氯化法和多硫化钙法处理含氰含铜镍废水,其流程如图1。
  由于除氰和重金属的都要求在碱性条件下进行,最后排放的上清液还可以继续会用到除氰装置中,这样既符合当前国家节能减排的政策,也为公司减低了经济成本。
  在碱性条件下,以氯为氧化剂,使CN-转化成无毒害的CO2和N,该反应两步完成。
  在上述除CN-的两部反应中,除了要求每步反应的时间应在15min以上,pH值严格按照上述要求以外,最重要的就是第一步反应中漂白粉投加量大小的确定(第二步反应中漂白粉的投加量应与第一步相近)。
  现取含CN-为23.0mg/L的废水,平均分成6份,先加NaOH调pH值为10.5左右,再分别加入不同量的漂白粉,搅拌5min后,再静置10min,测定上清液中CN-含量,结果见表2和图3。从图表中可以看出,按漂白粉∶CN-质量比约11∶1,对CN-去除效果好。
  废水中的溶解盐类发生沉淀的必要条件是其离子积大于溶度积,化学沉淀的实质就是向废水中投加某种合适的化学物质,一提高有害盐类的离子积,使之超过其溶度积而沉淀,或者使有害离子与投入的离子形成新的溶度积很小的难溶盐而沉淀。
  废水首先加石灰调pH=8~9,然后加多硫化钙,废水中的Cu2+和Ni2+几乎全部形成CuS和NiS的溶解度远远小于废水中的铜和镍的准许排放量,并且溶液的pH值可在排放范围内。如果溶液的颜色带微黄时,表明有过量硫化物,可以通过加少量FeSO4来除去,不会污染环境,所以处理后的上层清夜将检测合格后可直接排放。
  为了检验多硫化钙法能让铜、镍、银电镀废水达标排放,现分5个时间段各取一次试验废水200mL,与多硫化钙进行反应,最后检测上清液中重金属的浓度数据如表3。
  从表3试验结果可以看出在pH6~9范围内,多硫化钙沉淀法处理后不但可以达到排放标准,且原料来源经济,处理后的碱性上清液可以回用,不经过中和池。
  (1)通过试验表明,碱性氯氧化法处理含氰废水,多硫化钙法处理铜、镍、银电镀重金属废水方案合理,能够使废水达标排放,且比传统方法更经济,易操作。
  (2)含氰废水用碱性氯氧化法处理过程中,当漂白粉∶CN-=11∶1是处理的效果最好。
  (3)用多硫化钙法处理铜、镍、银电镀重金属废水效果好,上层清液不用再到中和池,即可达标排放,且碱性出水还可以部分回用。
  [1]贾金平,谢少艾,陈虹锦.电镀废水处理技术及工程实例[M],化学工业出版社,2003:1-1.
  [3]赵济强,林西华.电镀涂装综合废水处理工程实践[J].工业水处理,2005,25(11):60-62.
  [5]黄瑞光.五十年来我国电镀废水治理的回顾[J].电镀与精饰,2000,22(2):6-8.
  [8]赵庆良,李伟光.特种废水处理技术[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2003:3-2.
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  出版专著“电镀手册”“电镀原理与工艺”“镀锌”“实用镀铬技术”等,在国内外杂志发表论文40余篇。[详细]
  提出并促成中表协清洁生产指导委员会成立,积极开展电镀及表面处理行业清洁生产审核、推广和交流活动。[详细]
  研究方向:涂装材料、涂装工艺、涂装设备、涂装管理。多篇论文在国内技术论坛或研讨会上获奖。[详细]
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