1. 常温中和铁氧体法处理低浓度含镍废水研究 李静红,王淑英,张燕,陈曦,顿丽娜,宋雪峰,龚健 (东北电力大学化工学院,吉林市) 摘要 试验研究了常温中和铁氧体法处理低浓度镍盐生产废水的工艺条件。试验结果表明,当加入调节剂,室温,(),(),搅拌时间为 时,处理效果最佳。镍的去除率达到 以上,处理后废水中质量浓度达到 以下,达到国家排放标准。 关键词 铁氧体法;生产废水;镍离子 中图分类号 文献标识码 文章号 ():, () (), (), (),:; 吉林省某大型企业依托得天独厚的镍矿资源,生产硫酸镍、氯化镍等重要工业原料,为国民经济发展做出了突出贡献。企业在生产镍盐过程中,产生大量的含镍废水,废水
2、水中镍含量较低,但达不到排放标准。针对这种生产废水,作者对实际废水处理工艺进行了研究。对低浓度重金属废水处理效果好的方法有离子交换法、反渗透法等,但这些工艺成本高,不适用于实际生产废水的处理。铁氧体法是日本NEC公司开发的一种去除废水中重金属离子的技术。近年来,国内对利用铁氧体法去除废水中重金属离子进行了大量的研究。作者研究了利用铁氧体法在常温下处理低浓度含镍生产废水,并首次研究了利用铁氧体作为调节剂,取得了很好的效果。由于大量的低浓度重金属废水的处理比高浓度重金属废水的处理要困难得多,因此,本项研究为低浓度重金属废水的处理开辟了良好的前景。常温中和铁酸盐法处理低浓度含镍废水的原理铁酸盐是由,和少量的其它两种
3、由一价或三价金属离子形成的复合磁性氧化物,化学通式为,具有类尖晶石立方晶体结构。常温中和铁氧体法处理含镍废水是在室温下向含镍废水中加入和盐,搅拌后加碱,调至碱度,形成黑色磁性镍铁氧体。实验部分工艺路线常温中和铁氧体法工艺流程如图所示。废水某镍公司硫酸镍生产废水。废水水质:;质量浓度。外观:清澈,略带淡绿色。卷、期、年、月工业水处理、仪器及药品仪器:型分光光度计(上海鑫茂仪器有限公司);型测定仪(上海大普仪器有限公司);往复水浴恒温振荡器(金坛正基仪器有限公司)。药品:、均为分析纯。实验用水为去离子水。实验步骤取镍盐生产废水,按一定比例加入一定量的和到废水中,搅拌均匀,加溶液调节,
4、在温度为的恒温水浴中振荡,然后置于磁力座(大磁铁)上,保持静止,取上清液用分光光度法测定镍浓度,计算废水中镍的去除率。镍的去除率公式:废水中的质量浓度,;处理后废水中的质量浓度,。结果与讨论铁氧体中和的摩尔比的影响在一定的摩尔比下存在,并且只有在一定的和的摩尔比下才能生成铁氧体。笔者在()(),以作为调节剂,恒温振荡器振荡的条件下进行了实验,考察了不同的()()对处理效果的影响。实验结果见表。从表中可以看出,在上述实验条件下,的去除率很高,但只有当()(),和时,才能生成良好的铁氧体,即沉淀为黑色磁性且易沉降的颗粒物质。当()时去除效果最好,去除率为。作者认为最优值()而非理论值可能是由于实验中采用了振动的影响。
5、振荡搅拌法使溶解氧对产生氧化作用,一部分被氧化为,从而造成实际的()降低。利用溶液的作用作为调节剂,在()、()、温度、恒温振荡器振荡条件下,测定不同()下的去除率。实验结果见表。实验结果表明,对去除率影响较大。,产生的沉淀物为黑色铁氧体。越大,去除效果越好。考虑到过高,处理成本高。因此,确定最佳值为。物质的摩尔比的影响在适当的条件下,所占晶格形成复合铁氧体,由水相转移到固相,即可从废水中去除。由于废水中含量较低,加入量过少,不足以形成大量可沉降的铁氧体沉淀。实验考察了在不同温度、恒温振荡器振荡条件下,不同浓度()的去除率,实验结果见表。从实验结果可以得出,浓度越高,去除率也就越高。
6、去除率越高,去除率越高。当()()时,形成的沉淀物为铁氧体。当()()时,的去除率为,出水达标排放。继续增加投料配比,的去除率提高不明显。考虑降低废水处理成本,选择最优的()()。温度的影响在()()、()、()条件下,考察了不同温度下的去除率,实验结果见表。从实验结果可以看出,温度对铁氧体的生成及去除都有影响,在中,能形成黑色的铁氧体沉淀,的去除效果很好。温度沉淀见表。温度对处理效果的影响 实验号 温度 去除率 沉淀颜色 黑色 黑色 棕色 黑色 棕色 棕色 棕色 对处理效果的影响表 实验号 去除率 沉淀颜色 棕色 棕色 黑色 棕色 黑色 棕色 黑色 黑色 黑色 实验号 () () 去除率 沉淀颜色 棕色 棕色 棕色 黑色 黑色 对处理效果的影响表 工业水处理, () 实验研究表及
7、物质用量配比对处理效果的影响实验号()()去除率沉淀颜色棕黑色棕黑色黑黑色棕黑色棕黑色棕黑色棕棕色物质。作者认为由于温度较高易被氧化,使大部分沉淀为氢氧化物,沉淀物含水量大,沉降缓慢。由于加热需要消耗大量的能源,因此选取最佳温度条件。搅拌时间的影响在()()、()()恒温条件下,考察不同搅拌时间下的去除率,实验结果见表。实验结果表明,搅拌时间影响铁素体的生成和去除率。当搅拌时间较长时,生成容易析出的黑色铁素体沉淀物,镍去除率也较高。铁素体生成后,增加搅拌时间,镍去除率并不明显提高。因此选取最佳搅拌时间。含镍废水处理研究通过工艺条件试验,确定了含镍废水处理的最佳工艺条件为:以溶液为调节剂,室温,()(
8.)、()、()、搅拌时间。在此工艺条件下处理实际镍盐生产废水,实验结果见表。实验结果表明,在最佳工艺条件下,含镍废水处理稳定,出水中镍含量符合废水排放标准。结论()确定常温中和铁氧体法处理低浓度镍盐生产废水的最佳工艺条件为:以溶液为调节剂,为,()、()、()、温度,搅拌时间。()实验结果表明,可作为调节剂降低废水处理成本。()采用常温中和铁氧体法处理低浓度实际镍盐生产废水,去除率在以上,出水中镍含量符合废水排放标准。此工艺具有易于沉淀分离,处理工艺时间短,流程简单等特点,是一种值得推广的低浓度含镍废水处理工艺。参考文献 孟祥和, 胡国飞 重金属废水处理 北京: 化学
9.工业出版社,张建梅重金属废水处理技术研究进展(综述)西安联合大学学报,郭俊郎制造技术与应用重金属去除方法电子材料,黄继国,张永祥铁氧体处理含铬废水的试验研究长春理工大学学报,张学红,王敦秋,程莉,等铁氧体处理电解锌厂生产废水环境科学技术,赵如锦,吴春笃常温铁氧体处理重金属离子废水的研究化工环境保护,唐兵铁氧体法在重金属污染物解毒中的应用环境导报,国家环境保护总局水与废水监测方法北京:中国环境科学出版社,表搅拌时间对处理效果的影响实验号搅拌时间去除率沉淀物颜色棕黑色黑色表最佳工艺条件下含镍废水的处理效果实验号去除率出口镍质量浓度()作者简介李静红(),
10.副教授,硕士,研究方向:环境污染控制与检测。电话:,:。收稿日期(修回)国内外水处理技术信息日本由于生活污水处理、工业废水处理需求增加,日本对聚硫酸盐的年需求量约100%。特别是其除臭、防腐(能抑制废水中水泥混凝土管道的腐蚀)需求增加,对聚硫酸盐的年需求量增长100%~100%。译自《化工日报》(日报)()李景宏等:常温下铁氧体中和法处理低浓度含镍废水研究工业水处理,()简讯邯郸加强城镇排水管理河北省邯郸市日前印发了《邯郸市城镇排水管理办法》。 《办法》进一步明确市政排水管道安全保护范围,明确用户排水条件,要求城市排水管理单位参与用户排水工程验收;用户排水接管工程由城管部门组织实施;临街建筑排水管道不得朝向街道方向,用户排水设施不得与道路中心线平行布置。为加强治理,《办法》规定,违法排水可处以1万元以下罚款。摘自《中国环境报》()