邢飛
摘要:工業(yè)企業(yè)要使得產品表面有較高的耐腐蝕性,且保證外表的美觀度,往往會采用電鍍技術,比較常用的鍍層金屬是鎳、鉻、鋅、銅等等。對于不同的金屬,需要采取的技術方法不同,處理效果也會有所不同。本文的研究中采用化學沉淀法處理含鎳電鍍廢水,通過調整溶液pH值、反應溫度以及加入過氧化氫用量,明確不同的處理效果產生的影響,確定采用化學沉淀法對含鎳廢水進行處理,最好是選用pH值為11的溶液,反應溫度為60攝氏度,雙氧水添加量以及含鎳廢水量為3%。對鎳離子濃度為7840mg/L的含鎳廢水進行處理,廢水中去除鎳離子率為99.99%。廢水經過處理之后,剩余鎳離子濃度不足1mg/L,符合國家污水排放標準。本論文著重于研究含鎳電鍍廢水中鎳離子的去除方法。
關鍵詞:含鎳電鍍廢水;鎳離子;去除方法
引言:
通常而言,電鍍行業(yè)對于鎳和化合物的使用量是非常大的,人們都知道它是一種重金屬,但很多人沒有認識到鎳的毒性。近年來的科學實驗證明,盡管鎳鹽或金屬鎳的口服毒性不是很小,但一些鎳化合物依然存在毒性,比如獄基鎳和鎳塵都已經被列入為致癌物。在世界衛(wèi)生組織下屬的國際癌癥研究機構已經公布的39類人類致癌物中,鎳就在其中[1] 。所以,為了控制鎳對人體造成的不良影響,國家將污水排放標準制定出來。另外,由于鎳離子是非常具有使用價值的,可以回收再價值,大多數(shù)電鍍廠為了降低成本,都會采用回收處理方式,以充分利用。
一、含鎳廢水的處置方式
其一,采用化學反應的方式:主要是應用化學沉淀、還原等化學反應方法將重金屬去除。
其二,采用吸附分離的方式,或者使用離子交換的方式和生物膜的方式。
其三,合理使用微生物絮凝和富集方式。在這些方法中,化學反應法的應用非常廣泛,操作也非常簡單,其適應性良好[2]。將適量的沉淀劑加入到廢水中,以沉淀不同形式化合物的鎳離子,并將其從廢水中去除。
本文使用的沉淀劑是氫氧化鈉,氧化劑是濃度為30%的過氧化氫,混凝劑選用聚合氯化鋁。經過技術處理之后,廢水符合國家規(guī)定的排放標準。
二、實驗儀器以及試劑
本實驗所使用的儀器是火焰原子吸收分光光度計、p H計;試劑是氫氧化鈉、濃度為30的%雙氧水、某含鎳廢水和聚合氯化鋁 。
三、結果與討論
(一)pH值影響鎳離子去除率的情況
pH值對鎳離子去除率會產生一定的影響,取過濾后的含鎳廢水,6個1L,使用氫氧化鈉對pH值進行調節(jié),到8為止,反應的時間是20分鐘,分別在25攝氏度下對pH值進行調節(jié),分別為pH值9、pH值10、pH值11、pH值12、pH值13,之后將濃度為4‰的高分子絮凝劑聚合氯化鋁加入其中,經過30分鐘的沉淀,將清液提取出來過濾,對其鎳含量進行測定,就可以獲得鎳離子去除率與pH值之間所存在的關系。(圖1:pH值的影響)
通過分析圖1可以明確,提高p H值,鎳離子的去除率就會更加。p H值為11的時候,,廢液中鎳離子去除率持平。當pH值為9-10的時候,將氫氧化鈉加入到廢液中,對去除鎳離子不會起到作用。當p H值調節(jié)到11的時候,鎳離子的去除率最高。這個時候,將氫氧化鈉加入到廢液中,與廢水中的鎳離子產生反應。隨著pH值的提高,鎳離子的去除率不會產生很大的變化,這就可以說明,氫氧化鈉與鎳離子反應此時飽和[3] 。
(二)雙氧水影響鎳離子去除率的情況
雙氧水對鎳離子去除率會產生一定的影響,取過濾后的含鎳廢水,6個1L,使用氫氧化鈉對pH值進行調節(jié),到8為止,反應的時間是20分鐘,在25攝氏度下繼續(xù)加入氫氧化鈉,將廢液的pH值調節(jié)到11,經過5分鐘的反應,之后將濃度為4‰的高分子絮凝劑聚合氯化鋁雙氧水,分別為10毫升、20毫升、30毫升、40毫升、50毫升、60毫升,經過30分鐘的反應,沉淀之后將清液提取出來過濾,對其鎳含量進行測定,就可以獲得鎳離子去除率與雙氧水之間所存在的關系。(圖2:雙氧水用量的影響)
通過分析圖2可以明確,增加了雙氧水的加入量,就會提高鎳離子去除效率,當雙氧水的量/含鎳廢水量達到3%的時候,鎳離子去除率是最高的,持續(xù)加入雙氧水之后,鎳離子的去除率并不會產生很大的變化[4] 。
(三)反應溫度影響鎳離子去除率的情況
反應溫度對鎳離子去除率會產生一定的影響,取過濾后的含鎳廢水,6個1L,使用氫氧化鈉對pH值進行調節(jié),到8為止,反應的時間是20分鐘,分別在25攝氏度、30攝氏度、40攝氏度、50攝氏度、60攝氏度和70攝氏度下繼續(xù)加入氫氧化鈉,將廢液的pH值調節(jié)到11,之后將濃度為4‰的高分子絮凝劑聚合氯化鋁加入其中,在沉淀過程中將濃度為30%過氧化氫30mL緩慢加入,經過30分鐘的反應,沉淀之后將清液提取出來過濾,對其鎳含量進行測定,就可以獲得鎳離子去除率與溫度之間所存在的關系[5] 。(圖3:反應溫度的影響)
通過分析圖3可以明確,升高反應溫度,也會提高鎳離子的去除率。當溫度達到60攝氏度的時候,鎳離子的去除效率降低。提高反應溫度對鎳離子與氫氧化鈉的反應非常有利,可以促進過氧化氫的破絡效果,當溫度為60攝氏度的時候,就可以處于飽和狀態(tài)。
結束語:
通過上面的研究可以明確,對廢水中的鎳離子進行處理的過程中,所采用的最佳工藝方案是p H值11,雙氧水用量/含鎳廢水量是3%,60攝氏度的反應溫度。鎳離子在這樣的條件下去除率是非常高的,可以達到99.99%,鎳離子的含量是0.978mg/L,符合國家的廢水排放標準。
參考文獻
[1] 陳秀鵑. 管式電絮凝法處理電鍍廢水中的鋅,銅,鎳,鉻[J]. 工程技術研究, 2021, 006(6):2-3.
[2] 蔡文良,謝艷云. Fenton氧化-混凝沉淀處理電鍍廢水中重金屬鎳的研究[J]. 礦冶工程, 2020, 040(4):4-5.
[3] 李蕊, 郭麗敏, 王素娥. 復合改性粉煤灰處理含鎳電鍍廢水的研究[J]. 電鍍與環(huán)保, 2019, 039(1):3-4.
[4] 劉標, 盧超培, 覃永振. 丁二酮肟分光光度法測定工業(yè)電鍍廢水中鎳量[J]. 材料研究與應用, 2021, 015(1):-65.
[5] 杜琦, 張玥, 余翰名,等. 幾種離子交換樹脂對電鍍廢水中Ni2+的 吸附性能評價[J]. 應用化工, 2020, 049(6):6-7.