复配Na2S-DDTC深度处理高浓度络合Ni电镀废水应用研究

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电镀行业是当今全球三大污染工业之一,在整个电镀行业中,镀Ni加工量排第二位,为了保证镀液的性能,电镀加工过程中会加入EDTA、柠檬酸、NH3等配合剂,电镀Ni漂洗废水中含有大量的游离态和络合形态Ni。由于络合物的影响传统的化学处理方法达不到电镀废水排放标准,近年来螯合沉淀法的出现改善了传统工艺的不足,但由于成本太高,应用受到制约。即:采用常规方法处理化学镀Ni废水难以达到《电镀污染物排放标准(GB21900-2008)》中关于Ni污染物特别排放限值要求(<0.1mg/L),而采用螯合沉淀法处理含Ni电镀废水药剂成本较高。通过优选试剂配比对重金属进行共沉淀技术在处理电镀废水方面具有成本低、效果好等优势。本试验研究旨在不增加电镀企业现有废水处理设备、设施的前提下,通过对比研究,选用DTC类高分子螯合剂(简称DDTC),氢氧化钠(NaOH)和无机硫(Na2S)作为电镀Ni的捕集剂,对模拟电镀废水中的络合Ni进行深度处理。重点考察了反应pH值、药剂投加量、反应时间以及絮凝剂种类等因素对Ni的去除效果的影响。结果表明:对于高浓度络合Ni模拟废水p(Ni)=300mg/L,在pH为9.0,Na2S与DDTC投加比为ρ(Na2S)/ρ(DDTC)=10,其中ρ(Na2S)=600mg/L, ρ(DDTC)=60mg/L,反应时间t=6.0min,PAM投加量1.0mg/L时,Ni2+的残余浓度为0.064mg/L,达到电镀废水特别限值排放标准(<0.1mg/L)的要求;此外,还进行了对Na2S-DDTC与Ni反应生成沉淀的溶出试验表明:在自然状态下该沉渣具有极高的稳定性,不会形成二次污染:通过模拟实验可以为Na2S-DDTC处理实际高浓度含络合Ni电镀废水工艺设计提供理论支持。为进一步研究该复配药剂的处理效果,本文对Na2S-DDTC处理实际电镀废水的工艺条件进行了优化,以广东清远市某电镀工业园的高浓度含络合Ni电镀漂洗废水作为研究对象,研究复配药剂Na2S-DDTC去除Ni离子的效果,并重点对反应pH、DDTC与Na2S单独、复配投加量、含Ni初始浓度等几个因素的影响进行探究。实验结果表明:①反应pH值对Ni的去除有较大影响,pH=9.0时Na2S-DDTC对Ni的去除效果最好;②Na2S-DDTC对电镀络合Ni具有很好的捕集功能,优于Na2S、DDTC单独使用,其中当pH=9.0,nNa2S/nNi=1.5mol,ρ(DDTC)=200mg/L时,Ni的剩余浓度为0.062mg/L,达到《电镀污染物排放标准(GB21900-2008)》中关于Ni污染物特别排放限值要求(<0.1mg/L);③Na2S-DDTC处理不同初始浓度的含Ni废水具有较宽的应用范围,其中Na2S对Ni的用量存在nNa2S /nNi=1.5mol的化学计量关系,DDTC存在不同的最佳投药量。另外,本文还对Na2S-DDTC去除Ni的作用机理进行了探究。分析了复配药剂去除Ni的络合竞争机理以及络合配位成键过程,通过粒径分布统计分析以及SEM表面形态观察分析可知Na2S-DDTC复配药剂对Ni的捕集作用主要为有絮凝-共沉淀的协同作用。Na2S-DDTC复配共沉淀处理工艺作为一种新的电镀废水化学处理方法,具有药剂成本低、反应时间快、沉降效果好、残渣稳定性高等一系列优点,在实际电镀废水处理应用中具有极高的经济、环境和社会效益,应用前景十分广阔。
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