含镍废水处理方法
含镍废水零排放是指电镀生产中的含镍废水主要来源于镀槽角落里的退镀液、化学药液、废镀液等,镀镍槽液经过长时间使用后,会产生铁、铜、锌等离子的积累,一些有机添加剂也会被破坏和流失,造成镀层的各种质量问题。
通常含镍废水可采用化学方法、物理方法处理,也可以采用多种方法交叉处理,方法如下:
1 含镍电镀废水的化学处理
1.1 中和沉淀法
采用中和沉淀法处理含镍综合电镀废水,利用化学反应使废水中的Ni2+形成氢氧化镍沉淀,再通过固液分离装置除去沉淀,达到去除镍等重金属的目的。若采用氢氧化钠调节pH值,根据废水中Ni2+浓度,当pH值大于9.2时,Ni2+浓度可降至1.2mg/L;当pH值调节为10-12时,Ni2+去除较为彻底。
1.2 硫化物沉淀法
金属镍的硫化物的溶度积比其氢氧化物的溶度积小,因此硫化物可以使金属去除得更彻底,但其处理成本高且硫化物处理困难,因此常常作为氢氧化物沉淀法的补充。
1.3 铁氧体法
铁氧体是一类复合金属氧化物,通式为A2BO4或。常见的铁氧体有磁铁矿FeO、Fe2O3或Fe3O4。废水中的金属离子形成铁氧体晶体,通过沉淀去除。针对不同的金属离子有不同的最佳投加比例,其中Ni2+与硫酸亚铁的比例为1:2-3(废水中镍含量为30-200mg/L)[1]。形成的沉淀颗粒较大,容易分离。颗粒不会再次溶解,不存在二次污染问题,出水水质好,可达到排放标准。缺点是需要较多的NaOH和热能。
为了克服热能消耗大、反应速度慢的问题,出现了一种改进的铁氧体法,即GT铁氧体法[2]。其原理是:在废水中加入Fe3+,然后将含有Fe3+的部分废水通过装有铁屑的反应塔,在常温条件下,反应塔中的Fe3+与铁屑发生反应,生成Fe2+。反应塔中的废水与原废水混合,在室温下加碱反应几分钟后即生成棕黑色的铁氧体。
化学处理效果稳定可靠,工艺成熟。但化学法普遍存在试剂消耗量大、处理成本高、产生大量含镍废渣等缺点,若处理不当,极易造成二次污染,不能有效回收镍和水资源。随着新型沉淀剂的开发、废渣的利用以及与其他技术相结合的发展,此方法将得到进一步发展。
2.离子交换法处理含镍电镀废水
由于镍盐价格昂贵,为了节省资源,常采用离子交换法处理含镍废水。它适用于处理浓度较低、废水量较大的镀镍废水,得到了广泛的应用。该方法的主要作用有:(1)去除重金属Ni2+;(2)回收废水中有价值金属镍;(3)提高水的重复利用率;(4)减少环境污染。近年来,随着人们对镀镍废水资源化利用兴趣的日益浓厚,离子交换技术作为一种深度处理电镀废水的有效方法引起了人们的重视。
2.1 离子交换树脂
处理含镍废水必须采用阳离子交换树脂来吸附交换阳离子。为了提高树脂对Ni2+的交换吸附效果,对含镍废水有一定的要求:(1)废水中Ni2+含量要比较高,以保证相对于Ca2+有较高的交换电位,废水中Ni2+含量一般为200~400mg/L,如果较高,再生周期短,不理想;(2)要注意清洗水的水质,如果清洗水中含有较多的Ca2+、Mg2+等杂质,会大大影响树脂对镍的交换效果,最好用去离子水作为清洗水。
镀镍废水pH值一般在6左右,为了使阳离子交换后的废水能回用作为清洗水,出水pH值不能太低。因此,无论用弱酸或强酸阳离子树脂处理镀镍废水,当废水含镍量在150mg/L以上时,都能有效去除废水中的Ni2+、Ca2+等阳离子。交换处理后的废水无色透明,pH值在6~7范围内,可回用作为镀镍漂洗水。阳离子树脂再生用工业硫酸钠或硫酸钠与氯化钠混合液,洗脱液含硫酸镍180~200g/L,可直接返回镀镍槽。
2.2 磺化煤
磺化煤对Ni2+的渗透吸附容量为29.52mg/g,出水浓度为43mg/g时饱和吸附容量为53.82mg/g。对于镍含量为5×10-5的废水,动态饱和吸附容量为1.8mg当量/g。磺化煤交换器的再生采用硫酸作为再生剂来回收硫酸镍,用量为磺化煤交换器体积3倍的硫酸进行再生,再生率在95%以上,洗脱液镍浓度为15~20g/L[4]。虽然磺化煤在交换容量方面不如离子交换树脂,但其主要优点是价格便宜、原料供应方便、制备简单,适用于中小型工厂。
随着新型大孔离子交换树脂和新型离子交换剂的开发,离子交换技术在镀镍废水深度处理、高价金属镍盐回收方面日益显示出其它方法难以超越的优势。为提高水的重复利用率,达到排放标准,期待离子交换技术与微机控制技术配合使用,使设备设计标准化、自动化,在废水处理领域开创一片新天地。
3 蒸发浓缩法处理含镍电镀废水
蒸发浓缩法是在常压或减压条件下对电镀废水进行加热,使溶剂水蒸发,使废水浓缩的方法。浓缩后的溶液可返回镀槽,蒸发的水蒸气经冷凝回收后可作为清洗水或循环槽补充水。使用得当可实现废水“零排放”。可与离子交换法配合使用。
4.膜分离技术处理含镍电镀废水
膜分离技术作为一项高新技术,由于其分离效率高、节约能源、无二次污染、操作简便、占地面积小等优点,在电镀废水处理中逐渐得到广泛的应用。
反渗透膜技术
20世纪70年代初,反渗透技术开始应用于含镍电镀废水的处理,由于该技术比较成熟,经济效益好,因此得到了广泛的应用。从“零排放”的角度考虑,用反渗透处理电镀废水是一种比较理想的方法。此方法不产生污泥,渗透出来的纯水可以返回清洗槽使用,浓缩液可以补回镀槽。
膜技术图片
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