基于沉淀法的化學鍍鎳廢水處理技術(shù)

現(xiàn)行的化學鍍鎳廢水處理技術(shù)還不能滿足我國制造業(yè)綠色發(fā)展的要求?；瘜W鍍鎳是制造業(yè)不可缺少的表面處理工藝之一，經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)限制其使用，就必然會遷移至其他地區(qū)投入生產(chǎn)，其污染問題仍不可避免。開發(fā)新的化學鍍鎳廢水處理工藝，用創(chuàng)新技術(shù)解決化學鍍鎳所面臨的困難才是根本之道。為此，超邦化工提出了螯合沉淀法處理化學鍍鎳廢水的新技術(shù)。

1、處理流程

1.1 原理

現(xiàn)行的化學鍍鎳溶液一般不含銨離子，對其廢水中的鎳離子、次磷酸根和COD(化學需氧量)進行處理即可。在pH為4~6的條件下，二甲基二硫代氨基甲酸鈉或二乙基二硫代氨基甲酸鈉螯合劑與廢水中的鎳離子反應生成配合物，使鎳離子沉淀完全。過濾分離沉淀物后調(diào)節(jié)廢水的pH至11~12并一直保持，加雙氧水氧化次磷酸根、剩余的螯合劑以及其他有機物，次磷酸根被氧化成磷酸根，再加氯化鈣沉淀磷酸根，最后過濾分離沉淀物。

1.2 化學原料

(1)螯合劑：質(zhì)量分數(shù)為10%的二甲基二硫代氨基甲酸鈉或三水合二乙基二硫代氨基甲酸鈉水溶液。

(2)絮凝劑：質(zhì)量分數(shù)為0.5%的聚丙烯酰胺(PAM)絮凝劑水溶液。

(3)稀鹽酸：將濃鹽酸稀釋10倍。

(4)氫氧化鈉溶液：質(zhì)量分數(shù)為10%的氫氧化鈉水溶液。

(5)雙氧水溶液：30%(質(zhì)量分數(shù))雙氧水與水的體積比為1∶5。

(6)氯化鈣溶液：質(zhì)量分數(shù)為15%的六水合氯化鈣水溶液。

1.3 處理過程

整個流程如圖1所示。

1.3.1 螯合沉淀除鎳

化學鍍鎳廢水從廢水調(diào)節(jié)池輸入到沉淀池A，加稀鹽酸調(diào)節(jié)并保持廢水的pH為4~6，加入螯合劑使鎳離子沉淀完全。在處理后的廢水中取樣，加螯合劑后不再有沉淀物生成即可。

廢水流入絮凝池A，加入絮凝劑使沉淀絮凝，沉淀物聚集成大顆粒即可。然后廢水流入斜管沉降池A，沉淀物沉入沉降池的底部。用污泥泵將沉淀物抽入板框式壓濾機，壓濾后得到含鎳濾渣。濾液又回到廢水調(diào)節(jié)池。

1.3.2 氧化

斜管沉降池A中的上清液流入氧化池，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至11~12，加入雙氧水溶液，用電位計調(diào)節(jié)ORP(氧化還原電位)至300~400mV，氧化120~240min。

1.3.3 沉淀磷酸根

經(jīng)氧化處理后的廢水流入沉淀池B，加氫氧化鈉溶液使廢水的pH保持在11~12的范圍內(nèi)，加氯化鈣溶液令磷酸根沉淀。

為保證磷酸根沉淀完全，要檢測廢水中的鈣離子：取沉淀池B中的廢水加100g/L的碳酸鈉溶液，有碳酸鈣沉淀生成即可。

廢水流入絮凝池B，加入絮凝劑使沉淀聚集成大顆粒，廢水流入斜管沉降池B，沉淀物沉入沉降池的底部。用污泥泵將沉淀物抽入板框式壓濾機，壓濾后得到濾渣。濾渣送到有資質(zhì)的廠家處理。濾液又回到廢水調(diào)節(jié)池。

1.3.4 中和

斜管沉降池B中的上清液流入中和池，加稀鹽酸調(diào)節(jié)pH至6~9。

2、工藝條件對廢水處理效果的影響

2.1 沉淀時pH的影響

用二甲基二硫代氨基甲酸鈉或二乙基二硫代氨基甲酸鈉與重金屬離子反應生成沉淀物時，在有配位劑存在的情況下，沉淀反應受pH的影響較大。化學鍍鎳溶液中含有的檸檬酸的配位能力隨pH升高而增大；二甲基二硫代氨基甲酸鈉或二乙基二硫代氨基甲酸鈉在酸性條件下能轉(zhuǎn)化成對應的酸，其對鎳離子的沉淀能力隨pH降低而減小。因此，用這兩種螯合劑沉淀化學鍍鎳廢水中的鎳離子時需要找出合適的pH范圍。

配制化學鍍鎳溶液：六水合硫酸鎳30.00g/L(換算成鎳的質(zhì)量濃度為6.701g/L)，檸檬酸10g/L，乳酸10mL/L，次磷酸鈉36g/L。吸取11份1mL的化學鍍鎳溶液，分別置于300mL燒杯中，加水80mL稀釋，各加10%的二乙基二硫代氨基甲酸鈉溶液0.8mL，然后用稀鹽酸或氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)成不同的pH，再向各燒杯中補加水至100mL。沉淀60min后用定量濾紙過濾，以原子吸收分光光度法測定各濾液中鎳的質(zhì)量濃度，結(jié)果列于表1。

試驗表明，pH在4~6的范圍內(nèi)進行沉淀處理后，出水中鎳的質(zhì)量濃度低于0.04mg/L，滿足GB21900?C2008標準的“表3”要求。當pH<4時，螯合劑對鎳離子的沉淀能力減弱，處理結(jié)果不能達標。當pH>6時，檸檬酸根對鎳的配位能力增強，處理結(jié)果也不達標。

2.2 檸檬酸質(zhì)量濃度的影響

吸取2.1節(jié)中所述的化學鍍鎳溶液1、2、3和4mL分別置于4只300mL燒杯中，各加水80mL稀釋，然后依次加入螯合劑(10%的二乙基二硫代氨基甲酸鈉溶液)0.8、1.6、2.4、3.2和4.0mL，調(diào)節(jié)試液的pH至5，補加水至100mL，試液中鎳的初始質(zhì)量濃度為67.01mg/L。放置60min后用定量濾紙過濾，測定各濾液中鎳的質(zhì)量濃度，結(jié)果列于表2。隨著化學鍍鎳廢水中檸檬酸濃度的增加，處理后試液中殘留的鎳增多。檸檬酸的質(zhì)量濃度不大于400mg/L時，鎳的處理結(jié)果能滿足GB21900?C2008中“表3”的要求。

2.3 雙氧水的用法

在4只300mL燒杯中參加入2.1節(jié)中所述的化學鍍鎳溶液1mL，以水稀釋至80mL。加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)試液的pH至11.5后分別加30%的雙氧水1、2、3和4mL，再補加水至100mL，此時試液中含鎳67.01mg/L。在10°C下放置120min后用定量濾紙過濾，測得各濾液中鎳的質(zhì)量濃度見表3。處理時試液中含檸檬酸、乳酸和次磷酸鈉的總濃度為0.005mol/L，而H2O2的濃度分別為0.088、0.176、0.265和0.353mol/L?？梢娭苯佑秒p氧水處理檸檬酸的效率很低，在溫度較低時更難有效去除檸檬酸。

吸取上述化學鍍鎳溶液1mL，置于300mL燒杯中之后加水至100mL，接著用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)試液的pH至11.5，再加30%的雙氧水1mL，試液中未出現(xiàn)氫氧化鎳沉淀。放置24h使雙氧水分解后再加入30%的雙氧水1mL，也沒有沉淀生成，24h后再加30%的雙氧水1mL，仍未見沉淀生成?？梢娪秒p氧水氧化檸檬酸，需要一次性加入一定的量之后才能使檸檬酸失去配位能力。

3、結(jié)語

調(diào)節(jié)化學鍍鎳廢水的pH至4~6，加入二甲基二硫代氨基甲酸鈉或二乙基二硫代氨基甲酸鈉沉淀鎳，過濾分離沉淀物后調(diào)節(jié)廢水的pH至11~12，加入雙氧水氧化，然后加氯化鈣沉淀磷酸根。用本法處理化學鍍鎳廢水，出水中鎳的質(zhì)量濃度滿足GB21900?C2008《電鍍污染物排放標準》中“表3”的要求，并且所得鎳的沉淀物容易回收利用。本法不僅解決了氧化?沉淀法處理化學鍍鎳廢水不易達標的問題，而且克服了一步沉淀法不易回收鎳的技術(shù)缺陷，處理成本低，具有較好的市場應用前景。（來源：廣州超邦化工有限公司）