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1、电镀络合废水破络合后处理工艺优化INDusTRIALwATER&WASTEWATER工业用水与废水v.1.42No.6Dec.,2011电镀络合废水破络合后处理工艺优化林琳(天津大学环境科学与工程学院,天津300072)摘要:为了寻求络合废水DH值为68时破络合效果较好的氧化剂,优化高浓度络合物的电镀废水处理工艺.通过试验对络合废水处理工艺条件进行了优化研究.试验结果表明,络合废水pH值为68时,双氧水的氧化破络效果较好.处理工艺最佳条件组合:双氧水投加量为0.34mL/L,破络时间为40rain,之后调节pH值到1O.5,硫化钠投加量为250mg/L.利用双氧水破络,在上述参数下运行
2、,对工程指导意义重大.关键词:电镀废水:络合物:双氧水破络中图分类号:X703.1;X781.1文献标识码:A文章编号:10092455(2011)06003304OptimizationoftechnologyfortreatmentofcomplexelectroplatingwastewaterafterdecomplexationLINLin(SchoolofEnvironmentalScienceandTechnology,TianjinUniversity,死删in300072,China)Abstract:Inordertofindaproperoxidantwhichcange
3、tgooddecomplexationeffectwhentreatingcomplexwastewaterwithapHof68,andtooptimizethetechnologyforhighconcentrationcomplexelectro-platingwastewatertreatment,theprocessconditionofcomplexwastewatertreatmentwasstudiedthroughthetest.Theresultsshowedthat,whenthepHvalueofthecomplexwastewaterwasintherangeof68
4、,theoxidationdecomplexationperformanceofH2O2wasbetter.Theoptimalprocessconditionwasasfollows:thedosageofH202andNa2Swere0.34mL/Land250mg/Lrespectively,thedecomplexationtimewas40min,thepHvaluewas10.5.TheaboveparametershavedirectivesignificancetotheprojectsusingH202asdecomplexationagent.Keywords:electr
5、oplatingwastewater;complex;H202decomplexation近些年,我国的汽车,电子行业发展迅速.表面处理技术得到广泛应用.同时伴随着大量的电镀废水产生.电镀工艺会产生大量的铜,镍,锌等重金属有毒污染物,且成分复杂电镀生产过程中加入了很多的稳定剂,络合剂,光亮剂,如EDTANa,柠檬酸盐(Na,C6HO),铵盐,乳酸等,它们会与Cu2+,Ni形成稳定的络合物f2-3.给处理带来难度,环境带来危害.目前,工程上应用较多的传统的化学法处理工艺,包括化学中和法,化学沉淀法,化学氧化法,化学还原法单一的氧化还原或沉淀法都不能达到处理效果.工程实践中.酸性氧化破络一沉淀法在
6、电镀废水处理工艺中应用较多,大多选择酸性氧化剂次氯酸钠,但在pH值为68的次氯酸钠氧化破络应用较少.效果较差.对于pH值中性的络合废水处理工艺来说,寻求一种氧化剂在pH值为68的破络效果理想.探讨出双氧水破络一沉淀法工艺运行参数.对于简化处理流程,节省运行成本,指导工程实践意义重大.l试验部分1-1试验装置及流程试验采用烧杯试验,试验设备采用六联搅拌机,6个1L烧杯.络合废水处理工艺流程:络合废水原水(pH值为68)经过双氧水氧化破络,之后进入pH调节池,依次投加硫化钠,硫酸亚铁,收稿日期:201l一1017;修回日期:20111027?33?INDUSTRIALWATER&WASTE
7、WATER工业用水与废水Vo1.42No.6Dec.,2011PAC,PAM,经过斜管沉淀池,实现对重金属的去除.工艺流程见图1所示.络合废水破络池卜oH调节池1硫化钠图1工艺流程Fig.1Processflow硫酸亚铁/PAC1.2试验水质原水取自深圳某电镀园区五类电镀废水中的络合废水,水质见表1.处理后水质达到GB21900-2008(电镀污染物排放标准中表2要求,即p(总铜)<0.5mg/L,p(总镍)<0.5mg/L.表1原水水质Tab.1Rawwaterquality1.3试验方法(1)破络氧化剂的选择试验.分别选择次氯酸钠和双氧水2组浓度梯度.在原水pH值下.破络30m
8、in,用氢氧化钠调节pH值到10.0,反应20min.然后分别加入200mg/L的硫化钠溶液,加入硫酸亚铁.转速调到300r/min加入混凝剂PAC,搅拌30S.将转速调到100r/min.加入絮凝剂PAM,搅拌10min,转速调到50r/min,搅拌1Omin.静止沉淀3Omin.取上清液测定铜,镍,锌3种金属离子浓度(2)单因素影响试验和正交试验.先对双氧水投加量,氧化破络时间,pH值,硫化钠投加量4个因素进行单因素影响试验.在原水pH值下.投加一定量的双氧水(因素C),破络一定的时间(因素D),用氢氧化钠调节pH值到一定值(因素A),反应20min.然后分别加入一定量的硫化钠溶液(因素B
9、),加入硫酸亚铁,混凝沉淀过程同试验方法(1).取上清液测定铜,镍,锌3种金属离子浓度研究某一单因素影响试验时.设定该因素一定的变化梯度.其它3因素取某一固定值.分析影响效果根据上述单因素试验分析结果.选取恰当的3水平.构成4因素3水平正交试验,试验的,?34?,C,D都取相应的值,步骤同单因素影响试验.1.4分析方法铜,镍分析方法参照标准方法_5.2结果与讨论2.1氧化破络氧化剂的选择取1.0L络合废水水样于1.0L大烧杯中.分别加人氧化剂的量:次氯酸钠(10%)1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5mL;双氧水(10%)0.24,0.36,0.48,0.60,0.72,0.84mL
10、.原水pH值约为7.4.结果见图2,图3.一1.00.80.60.40.20氧化剂投加量/(mL?L-)图2氧化剂投加量对残余铜离子浓度的影响Fig.2Influenceofoxidantdosageonresidualcopperionconcentration一0.50.40.30.2娱0.101234氧化剂投)311./(mL?L-)图3氧化剂投加量对残余镍离子浓度的影响Fig.3Influenceofoxidantdosageonresidualnickelionconcentration由图2,图3可知,随着氧化剂投加量的增加,次氯酸钠破络条件下残余铜离子和镍离子浓度逐渐降低.双氧水
11、破络条件下当投加量为0.230.68mL/L.铜离子和镍离子浓度逐渐降低.投加量为0.680.81mL/L.离子浓度略有升高的趋势.原因可能是双氧水过量.多余的双氧水分解产生的氧气上浮.不利于矾花的沉降,影响处理效果.由于双氧水的氧化破络效果较好.故选择双氧水破络.2.2单因素试验结果与分析2.2.1双氧水投加量的影响在DH值为10,硫化钠投加量为300mg/L,林琳:电镀络合废水破络合后处理工艺优化氧化破络时间为30min的条件下.考察双氧水投加量对铜,镍离子去除的影响.结果见图4.由图4可知.随着双氧水投加量的增加,铜,镍离子浓度明显递减.当双氧水投加量达到0.34mL/L时.残余铜,镍离
12、子质量浓度分别为0.39,0.38mg/L,处理结果达标.故取双氧水投加量为0.34mL/L.O.60.5彗0.40.30.2O.1O.24O.290.340-39O.430.49双氧水投J1l/(mL?L-)图4双氧水投加量对残余铜,镍离子浓度的影响Fig.4InfluenceofH202dosageonresidualcopperionandnickelionconcentration2.2.2氧化破络时间的影响在pH值为10,硫化钠投加量为300mg/L,双氧水投加量为O.34mL/L的条件下.考察氧化破络时间对铜,镍离子去除的影响,结果如图5所示.由图5可知,随着反应时间的递增.残余铜
13、离子浓度先是明显递减而后趋于平缓.拐点在40min处.随着反应时间的递增,残余镍离子浓度缓慢递减,考虑减少水力停留时间,节省用地等综合因素.故取氧化破络时间为40min.0.60.50.40.30.20.1102030405060氧化破络时间/min图5氧化破络时间对残余铜,镍离子浓度的影响Fig.5Influenceofoxidationdecomplexationtimeonresidualcopperionandnickelionconcentration2.2.3硫化钠投加量的影响在pH值为10,双氧水投加量为0.34mL/L,氧化破络时间为40min的条件下,考察硫化钠投加量对铜,镍
14、离子去除的影响,结果如图6所示.由图6可知,随着硫化钠投加量的递增,残余铜离子浓度明显递减,当硫化钠投加量为250mg/L时,残余铜离子质量浓度为0.45mg/L,处理结果达标.在硫化钠投加量为50300mg/L时.残余镍离子浓度都达标.所以硫化钠投加量取250mg/L.芋501oo150200250300硫化钠投加量/(g?L-)图6硫化钠投加量对残余铜,镍离子浓度的影响Fig.6InfluenceofNa2Sdosageonresidualcopperionandnickelionconcentration2.2.4DH值的影响在双氧水投加量为0.34mL/L,氧化破络时间为40min,硫
15、化钠投加量为250mg/L的条件下,考察pH值对铜,镍离子去除的影响.结果如图7所示.由图7可知,随着pH值的递增,残余铜离子浓度平缓递减,且都达标.随着pH值的递增,残余镍离子浓度明显递减,当pH值达到l0.5时,残余镍离子质量浓度为0.31mg/L.处理达标所以pH值取1O.5.1.81.51.2o.90.6o.309.o9.5lO.olO.511.Ol1.5pH值图7pH值对残余铜,镍离子浓度的影响Fig.7InfluenceofpHvalueonresidualcopperionandnickelionconcentration2.3正交试验为了确定络合废水处理工艺的最佳工艺条件.考察
16、pH值(A),硫化钠投加量(,双氧水投加量(C),氧化破络时间(D)4因素对处理效果的影响,设计了4因素3水平的正交试验试验确定的因素,水平见表2,正交试验结果见表3.从表3中可见.在正交试验过程中经处理的?35?INDUSTRIALWATER&WASTEWAIER工业用水与废水Vo1.42No.6Dec.,2011表2正交试验的因素一水平Tab.2Factor-leveloforthogonaltest9.59.59.510.O10.010.O10.510.510.59.59.59.510.010.O10.010.5l0.510.51502oo25015020025015020025
17、015O20025015O2oo25015O2002500-3OO320.34O-320.340-30O.3OO-320.340.340-3OO-320.340.3OO-32O_320.340.3OO.720.45O.230.64O.36O.13O.68O.310.12O.680.400.200.69O.3OO.28O.55O.230.27O.75O.500-38O.52O.330-3OO.390.19O.100.580.530.430.48O.350.29O_39O.160.14铜,镍离子浓度有明显的波动,处理后残余铜,镍离子浓度随4个因素的变化在达标浓度线上下出现波动,因此,要同时对水样中
18、铜,镍的去除效果来分析工艺的最优控制条件.2.4正交试验数据分析本正交试验极差分析结果见表4,表5.对于铜的极差分析结果显示4因素中硫化钠投加量是最主要的影响因素,其次是pH值,氧化破表4正交试验极差分析结果f铜)Tab.4Rangeanalysisresultsoforthogonaltest(copper)?36?表5正交试验极差分析结果(镍)Tab.5Rangeanalysisresultsoforthogonaltest(nicke1)络时间,双氧水投加量.对于镍的极差分析结果表明pH值是最主要的影响因素,其次是硫化钠投加量,双氧水投加量,氧化破络时间.对铜,镍极差分析可知试验的最佳工
19、艺条件组合均为AC3D,即处理工艺最佳条件组合为:双氧水投加量为0.34mL/L.破络时间为40min,调节pH值到10.5,硫化钠投加量为250m#L3结论(1)络合废水的pH值为68时.双氧水较次氯酸钠氧化破络效果好(2)络合废水处理工艺中铜离子去除的因素影响显着性顺序为:B>A>D>C.因素对试验结果的影响是非常显着的镍离子去除的因素影响显着性顺序为:A>B>C>D.因素对试验结果的影响是非常显着的.处理工艺最佳条件组合为:原水pH值为68.双氧水的投加量为0.34mL/L,破络时间为40min.破络后调节pH值到10.5.硫化钠的投加量为250mg/
20、L.本试验方法对络合废水处理实际运行提供可靠依据参考文献:1孟祥和,胡国飞.重金属废水处理M.北京:化学工业出版社.2O00.2马小隆,刘晓东,周广柱.电镀废水处理存在的问题及解决方案J.山东科技大学(自然科学版),2005,24(1):107111.3KumiawanTA,ChanGYS,LoWH,eta1.Physico-chemicaltreatmenttechniquesforwastewaterladenwithheavymetalsJ.ChemicalEngineeringJoumal,2006,118(1/2):8398.4曾武.电镀废水处理技术的研究和发展j.广东化工,2011,38(4):173174.5国家环境保护局.水和废水监测分析方法(第四版)M.北京:中国环境出版社.2002.作者简介:林琳(1985一),男,吉林松原人,硕士研究生,研究方向为污水处理,(电子信箱)linlin851215.狮如加加加如加加23456789B”幅
