含鎳電鍍廢水中鎳離子的去除工藝研究

水處理網(wǎng)訊:摘 要：以某含鎳電鍍廢水為試驗(yàn)原料，采用化學(xué)沉淀法處理含鎳電鍍廢水。試驗(yàn)通過調(diào)節(jié)溶液pH值、反應(yīng)溫度、雙氧水的加入量對(duì)處理效果的影響，確定化學(xué)沉淀法處理含鎳廢水的最佳條件為：溶液pH為11、反應(yīng)溫度為60℃、雙氧水添加量/含鎳廢水量為3%。處理含鎳離子濃度為7840mg/L的含鎳廢水時(shí)，廢水中鎳離子去除率可達(dá)99.99%，處理后殘留鎳離子濃度小于1mg/L，達(dá)到國(guó)家污水綜合排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）。

關(guān)鍵詞：含鎳電鍍廢水 化學(xué)沉淀法 雙氧水

工業(yè)行業(yè)中，為了增強(qiáng)產(chǎn)品表面的耐腐蝕性以及加強(qiáng)外表美觀，常常會(huì)用到電鍍技術(shù)，鎳、鉻、鋅、銅等都是常用的鍍層金屬。根據(jù)要求達(dá)到的處理效果不同，選用的金屬也不同。

一般的電鍍行業(yè)需要大量使用鎳及化合物，人們都知道它是重金屬，但鎳的毒性，以前卻未被很多人認(rèn)識(shí)了解，最近科學(xué)實(shí)驗(yàn) 證明，雖然鎳鹽或金屬鎳的經(jīng)口毒性較小，但一些鎳的化合物，如獄基鎳和鎳塵都被認(rèn)為是致癌物質(zhì)。世界衛(wèi)生組織（WHO）所屬的國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IARC）公布的39類對(duì)人致癌物質(zhì)中，鎳被列為其中之一。因此，為控制鎳對(duì)人的危害，國(guó)家已制定了排放標(biāo)準(zhǔn)。

另外，由于鎳離子屬于有價(jià)金屬，有很高的回收價(jià)值，故大多數(shù)電鍍廠都盡可能的做回收處理[1]。

目前，含鎳廢水的處置方式主要分為3類：(1)通過化學(xué)反應(yīng)：化學(xué)沉淀法，還原法等化學(xué)反應(yīng)方法達(dá)到去除重金屬[2]。(2)通過吸附分離、離子交換和生物膜等。(3)借助微生物的絮凝、富集等作用[3]。這些方法中，其中化學(xué)反應(yīng)法也是目前最廣泛最簡(jiǎn)便的方式，它具有較好的適應(yīng)性。在廢水中加入適量的沉淀劑，使廢水中的鎳離子以不同形態(tài)的化合物形式沉淀，從廢水中去除。

本文是以氫氧化鈉為沉淀劑，30%雙氧水為氧化劑，聚合氯化鋁為混凝劑。廢水經(jīng)處理后可達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）。

1 實(shí)驗(yàn)儀器和試劑

Varian AA 240火焰原子吸收分光光度計(jì)、pHS-25型pH計(jì)、氫氧化鈉（分析純）、30%雙氧水、聚合氯化鋁、某含鎳廢水（鎳含量7840mg/L）。

2 結(jié)果與討論

2.1 pH值對(duì)鎳離子去除率的影響

量取6個(gè)1L的過濾后含鎳廢水，用氫氧化鈉調(diào)節(jié) pH值至8，反應(yīng)20min，在25℃下再依次調(diào)節(jié)pH為9、10、11、12、13，反應(yīng)5min。然后分別加入4‰的高分子絮凝劑聚合氯化鋁，用磁力攪拌器攪拌均勻后，沉淀30min后，取上清液過濾后，測(cè)量其鎳離子含量，得到鎳離子的去除率與pH值的關(guān)系如下。

從圖1可以看出，鎳離子的去除隨著pH值的提高而增大，當(dāng)pH值在11時(shí)，廢液中鎳離子去除率隨之平緩。在pH值9~10的時(shí)候，加入的氫氧化鈉主要于廢液中的其他離子反應(yīng)，氫氧化鈉對(duì)鎳離子的去除不起作用[4]；pH值調(diào)節(jié)至11時(shí)，鎳離子的去除率達(dá)到了一個(gè)高峰。此時(shí)廢液中加入的氫氧化鈉主要與廢水中的鎳離子反應(yīng)。pH值再提高，鎳離子的去除率變平緩[5]，證明此時(shí)氫氧化鈉與鎳離子反應(yīng)已經(jīng)接近飽和。

2.2 雙氧水對(duì)鎳離子去除率的影響

量取6個(gè)1L的過濾后含鎳廢水，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值至8，反應(yīng)20min，在25℃下再次加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)廢液的pH為11，反應(yīng)5min。然后加入4‰的高分子絮凝劑聚合氯化鋁，用磁力攪拌器攪拌均勻，在沉降過程中分別緩慢加入30%雙氧水10mL、20mL、30mL、40mL、50mL、60mL，反應(yīng)30min后，沉淀后取上清液過濾，測(cè)量其鎳含量，得到鎳離子的去除率與雙氧水的用量關(guān)系如下。

從圖2中可以看出，隨著雙氧水的加入量的提高，鎳離子的去除效率隨之增大，當(dāng)雙氧水的量/含鎳廢水量達(dá)到3%時(shí)，鎳離子的去除率達(dá)到最大；隨著雙氧水的持續(xù)滴加，鎳離子的去除率變化不大。

2.3 反應(yīng)溫度對(duì)鎳離子去除率的影響

量取6個(gè)1L的過濾后含鎳廢水，用氫氧化鈉調(diào)節(jié) pH值至8，反應(yīng)20min，分別在25℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃下再次加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)廢液的pH為11，反應(yīng)5min。

然后加入4‰的高分子絮凝劑聚合氯化鋁，在沉降過程中緩慢加入30mL的30%雙氧水，反應(yīng)30min后，沉淀后取上清液過濾，測(cè)量其鎳含量，得到鎳離子的去除率與溫度的關(guān)系如下。

由圖3我們可以看出，隨著反應(yīng)溫度的提高，鎳離子的去除效率隨之提高，當(dāng)溫度提高至60℃時(shí)，鎳離子的去除率隨之平緩。反應(yīng)溫度的提高有利于鎳離子和氫氧化鈉的反應(yīng)及雙氧水的破絡(luò)作用，在60℃時(shí)達(dá)到一定的飽和狀態(tài)[6]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過實(shí)驗(yàn)研究可以得出最佳工藝方案為：pH值為11，雙氧水用量/含鎳廢水量為3%，反應(yīng)溫度60℃。在此條件下鎳離子的去除率達(dá)到99.99%。鎳離子含量為0.978mg/L，達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）[7]。

參考文獻(xiàn)

[1] 聶發(fā)輝，劉榮榮，張慧敏，等.工業(yè)廢水中鎳的去除與回收技術(shù)及相關(guān)研究進(jìn)程[J].水處理技術(shù)，2015(11):7-15.

[2] 王洪剛，李淑民，韓永艷.含鎳電鍍廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].河北化工,2012,35(4).

[3] 陳健俊，王英華，孫賢波.含鎳廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].化學(xué)世界 增刊,2013,95-98.

[4] 熊英禹，付忠田，黃戊生.化學(xué)沉淀法處理模擬含銅廢水的研究[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué),2014(2):35-38.

[5] 郭永福，張紅，黃文呈，等.含鉻鎳電鍍廢水的分類處理工程實(shí)踐[J].工業(yè)水處理,2014(1).

[6] 趙偉榮，任大慶.不銹鋼生產(chǎn)廢水的處理回用與重金屬資源化利用[J].中國(guó)給水排水，2012,28（8）：42-45.

[7] 郭琳，查紅平，廖小剛，等.化學(xué)沉淀法處理線路板廠含鎳廢水[J].環(huán)境工程，2011,6（4）:50-53.

原標(biāo)題:含鎳電鍍廢水中鎳離子的去除工藝研究