含铜、镍电镀废水处理技术

Posted 2023-01-15 条件下

篇首语：不经过琢磨，宝石也不会发光。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了含铜、镍电镀废水处理技术相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

电镀废水是造成生态环境污染的重要工业污染源之一，其中含有Cu、Ni、Cr、Zn、Pb、Cd等多种重金属离子，对环境有较大的破坏作用。目前处理电镀废水的方法主要有混凝法、铁氧体法、化学法、微生物法，但这些方法存在处理重金属种类单一、工艺繁琐、二次污染、污泥量大、处理费用高等一系列问题。

在重金属废水处理技术中，铁炭微电解技术正日益受到重视并已在工程实际中得到广泛应用〔6〕。此法具有适用范围广、处理效果好、成本低廉及操作维护方便等特点，且使用的铁屑多来自切削工业的废渣，也不需要消耗有限的电力资源，具有“以废治废”的意义。然而，传统的铁炭微电解法处理废水通常是在酸性条件下进行，溶出的铁量大，中和时产生的沉淀物多，增加了污泥脱水阶段的负担，因此，寻求有效的改进方法，解决存在的问题成为当今研究热点之一。本研究使用铝炭微电解代替铁炭微电解对电镀废水进行了处理，结果表明，铝炭微电解法不仅克服了铁炭微电解法的缺点，而且在反应速率和处理效果上较铁炭微电解均有较大的提高。

1实验部分

1.1废水来源与水质

实验所用电镀废水为常州市某电镀厂酸洗后镀铜、镀镍的混合清洗废水，含有Cu、Ni、Zn、Fe、Ca等多种重金属离子，其中Cu2+27.35mg/L，Ni2+47.51mg/L，pH为3。

1.2实验材料

自制微电解柱（高800mm，内径60mm的玻璃柱，内装填充料）；铁屑（粒径1～5mm）、铝屑（粒径1～5mm），取自某铸铁厂废屑；颗粒活性炭（粒径1～5mm）。

1.3实验仪器与药品

仪器：721分光光度计，上海精密科学仪器有限公司；PXS2270雷磁离子计，上海格瑞恩仪器有限公司；JA1203型精密电子天平，上海恒平科学仪器有限公司。

药品：氨水、甲酚红、氢氧化钠、柠檬酸铵、丁二酮肟、乙二胺四乙酸二钠、碘和碘化钾等，均为分析纯试剂，国药集团化学试剂有限公司生产。

1.4实验过程

去污活化：将铁屑和铝屑在质量分数为5%的NaOH溶液中洗10min，除掉铁屑、铝屑表面的油分，然后用质量分数为3%的稀HCl浸泡10min，除掉表面的氧化物，用蒸馏水冲洗干净。

吸附饱和：先用自来水对颗粒活性炭进行冲洗，再将其在实验废水中充分浸泡36h，使其对污染物达到吸附饱和。

实验过程：用pH仪精确控制废水的pH，将废水在装有预处理过的铝屑（铁屑）和颗粒活性炭的微电解柱内反应一段时间，测其出水的铜、镍含量。

1.5分析方法

铜离子的测定采用乙二胺基二硫代甲酸钠萃取分光光度法；镍离子测定采用丁二酮肟分光光度法。

2结果与讨论

2.1铝炭比和铁炭比对微电解处理效果的影响

在废水pH为3，反应时间为90min的条件下，分别考察了不同铝炭比（体积比）和铁炭比（体积比）对微电解处理效果的影响，结果如图1、图2所示。

由图1、图2可知，铝（铁）炭比对Cu2+、Ni2+的去除率均有一定的影响。对于2种微电解法，随着活性炭投加量的增加，微电解中的原电池数量增多，从而增加了对重金属的去除效果。但当活性炭投加量过大时，会抑制微电解的处理效果。实验结果表明，最佳铝炭比为1∶1.5，最佳铁炭比为1∶2。

2.2反应时间对微电解处理效果的影响

在废水pH为3，铝炭比为1∶1.5，铁炭比为1∶2的条件下，分别考察了2种微电解体系中反应时间对处理效果的影响，结果如图3、图4所示。

由图3、图4可知，随着反应时间的增加，2种微电解体系的Cu2+、Ni2+的去除率均增加。在铁炭微电解中，当反应时间﹥30min时，Cu2+、Ni2+去除率的增长趋于稳定。在铝炭微电解中，当反应时间﹥15min时，Cu2+、Ni2+去除率的增长趋于稳定。因此，在铝炭微电解中，最佳反应时间为15min，较铁炭微电解的反应时间有了较大的缩短。

2.3进水pH对微电解处理效果的影响

在铝炭比为1∶1.5，铁炭比为1∶2，反应时间为90min的条件下，分别考察了2种微电解体系中进水pH对处理效果的影响，结果如图5、图6所示。

由图5、图6可知，在铁炭微电解中，随着pH的增高，Cu2+、Ni2+的去除率逐渐降低。而在铝炭微电解中，最佳去除率相对铁炭微电解有明显的提高。在铝炭微电解中随着进水pH的增高，Cu2+及Ni2+的去除率先降低后增加。当pH为3时，Cu2+及Ni2+的去除率比较高。因为在pH为2～4的条件下，阴极会产生大量的OH-，使得金属离子Cu2+、Ni2+产生了相应的氢氧化物沉淀，所以铝炭微电解在酸性条件下去除率很高。而当pH为8～9时，阳极产生的所有A13+会形成聚合物〔如Al13O4（OH）247+和Al（OH）3〕沉淀，这些Al的氢氧化物可以通过吸附、网捕作用去除废水中的重金属，使重金属得到有效处理，一部分Cu2+、Ni2+以单质的形式析出，另一部分在阴极形成相应的氢氧化物沉淀，这些沉淀物之间发生吸附共同沉淀，使得铝炭微电解在碱性条件下对铜和镍的去除率仍然很高。但是因为电镀废水为酸性，酸性条件下反应成本较低，因此在铝炭微电解中最佳进水pH为3。。

3结论

（1）采用铝炭微电解法处理电镀废水，处理效果良好。其最佳工艺条件为：铝炭比为1∶1.5，反应时间为15min，pH为3。在此条件下，Cu2+去除率可达98%以上，Ni2+去除率可达97%以上。

（2）实验结果表明，较铁炭微电解法，在采用铝炭微电解法处理电镀废水时，其在反应时间和处理效果上均有较大的提高。

（3）铝炭微电解法不需投加化学药剂，运行费用低，污泥量少，铝屑系工业废料制成，原料易得，符合“以废治废”的理念。