含有机络合剂的铜镍废水化学处理研究

概括：

有机络合重金属电镀废水中含有大量的重金属离子，若不经处理直接排入水体，将对生态环境造成极大的破坏。有的电镀废水中还含有大量的络合剂，重金属离子与络合剂会形成稳定的螯合物，不易形成氢氧化物或硫化物沉淀，因此传统的化学沉淀法无法有效去除废水中的重金属离子，使得含络合重金属的废水成为电镀废水中的典型处理难点。探索处理此类废水的工艺流程及最佳工艺参数是本研究项目的主要目的和研究方向。本论文以某电镀厂实际含有机络合剂铜、镍废水为研究处理对象，采用或类破络合重金属废水，再采用中和沉淀法去除废水中的COD及重金属离子等污染物。考察了废水初始pH、初始H2O2浓度、[Fe2+或Fe3+]/H2O2(铁离子与过氧化氢的质量比)、反应时间、反应温度、中和沉淀pH对整个处理过程的影响；然后，考虑到普通中和沉淀法处理效果不佳及金属污泥产生二次污染的问题，在络合物破除预处理的基础上，采用铁氧体共沉淀法对废水进行后续处理，并探讨了各工序的反应机理。通过研究得到以下结论：(1)采用络合物破除-中和沉淀法处理含络合剂的铜镍电镀废水，当体系反应初始pH为3，温度为25℃，初始H2O2浓度为4时。

162g/L，[Fe2+]/[H2O2]=0.2，反应时间60min，搅拌速度150r/min，中和沉淀pH=10，废水COD去除率为65.38%，Cu2+去除率为99.01%，Ni2+去除率为99.03%。Ca(OH)2作为中和沉淀剂比NaOH处理效果更好，在相同反应参数下，COD去除率为80.41%，Cu2+去除率为99.35%，Ni2+去除率为99.68%。 (2)中和沉淀工艺和准中和沉淀工艺均能有效去除有机络合铜镍废水中的铜和镍。对于这两个工艺体系，在最优工艺条件：初始反应pH=3、[H2O2]=4.162g/L、[Fe2+或Fe3+]/[H2O2]=0.2、中和沉淀pH值为10下，两个工艺对于重金属处理均有很高的去除率，且由于配体交换机理，类工艺优于类工艺。（3）研究获得了后续铁氧体共沉淀工艺的最优条件：沉淀pH=11、曝气流量25mL/min、Fe/Me=10、温度50℃、曝气接触时间60min。两个工艺对Ni2+的去除率可达99.94%，对Cu2+的去除率均可达99.81%。出水Ni2+浓度为0.31mg/L，出水Cu2+浓度为0.04mg/L，达到排放标准。（4）采用铁氧体共沉淀法可得到磁性铁氧体晶体，在最佳工艺条件下，有铁氧体晶体形成，形成的晶体为铁镍矿，成分分析有Cu0·3H_2O等物质，这些晶体不会造成二次污染，可以作为磁性材料回收利用。

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