电镀行业络合镍废水处理技术工程应用研究

电镀行业络合废水处理技术工程应用研究
摘要:电镀工艺作为当今重要的工业技艺,对工业发展具有重要作用,但是我们不能只顾经济发展而忽略了生态环境保护。电镀业的发展会带来有害物质铜、铬、镍、锌等重金属污染物的释放,这些重金属污染物会污染、毒化水资源,严重影响人们的生产及生活。电镀废水由于其生产工艺较为复杂,因此产生的有害物质成分也比较复杂,而其中电镀络合镍废水由于其处理难度大处理成本高而倍受关注。为更好地处理络合镍电镀废水,我们需要明确电镀络合镍废水产生的原因,及其与什么物质发生反应,导致了什么危害物质的产生。我们只有控制这些污染物质的来源,才能有针对性地对其进行回收和处理,并制定严格的排放标准,利用科技手段最大程度减少污染物的排放,从而保护环境,使其不会对环境和人体产生危害。
关键词:电镀行业;废水处理技术;应用;
引言
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随着我国电镀行业的快速发展,含重金属的电镀废水排放量急剧增加,排放的重金属会在环
境中积累,通过食物链而危害人体,对生态环境造成较大的影响。随着社会和经济的发展,人们的生活品质和生活方式得到了显著的改善。工业废水处理的探索从来没有停止过,一直在寻新的突破,将工业废水的排放量降到最低,是环保工作者追求的终极目标。
1络合镍废水水质特点及治理技术现状
电镀镍废水分为普通电镀镍产生的离子镍废水和化学电镀产生的络合镍废水。离子镍废水成分简单,大多由硫酸根及镍离子组成,处理起来较为简单。而化学镀镍产生的络合镍废水成分复杂,为了镀液的性能更加稳定、效果持久,体系中会混合大量的络合剂、加速剂、缓冲剂等助剂以保证镀层质量的需求。常见的络合剂主要包括:柠檬酸、酒石酸、EDTA等,这些络合水中含有大量羟基和羧基并结合了重金属离子,处理难度较大。从环境保护及贵重金属的回收方面考虑,络合镍废液处理显得尤为重要,引起越来越多科技工作者的关注。以目前研究最为广泛的配体EDTA为例,该配体与镍通常以螯合形式存在,而螯合结构十分稳定,因此难以通过传统方式从水环境中去除,几年来水环境中涉及到重金属去除的研究中,络合态镍的研究占比不足十分之一。不仅因为其稳定性高且形态复杂,而
且在该领域的研究中,缺乏对络合重金属去除方法的技术支撑。传统的电镀行业镍水处理工艺普遍采用芬顿氧化+混凝沉淀+次氯酸钠氧化+混凝沉淀+重金属捕集剂+混凝沉淀等多级氧化、多级混凝的串联工艺。传统工艺路线处理过程流程长,占地大,且重复的工艺建设无法突破化学反应极限,出水难以稳定达标。处理过程产生大量的泥渣,且因大量药剂的投加引入增加废水的电导率,处理出水难以中水回用。
2电镀络合镍废水的来源
在产品电镀过程中,为了能够在非金属材料表面(如物料、陶瓷等)上镀上镍离子,并形成美观、耐磨、耐蚀的镀面,需要在镀槽中添加柠檬酸、苹果酸、酒石酸、EDTA、氨基磺酸等络合剂。镀件经化学镀镍后进入清洗槽,于此阶段产生了大量含有络合镍的废水。此类工艺多用于汽配产品、航天产品的电镀领域。
另外在金属表面处理中,铝阳极氧化工艺末端的镍封闭工序,EDTA漂白工序也会产生大量的络合镍废水。
3电镀络合镍废水处理技术
3.1树脂吸附法
树脂吸附法广泛应用于处理电镀废水中,处理的关键在于树脂的选择,只有合理的选择才能达到良好的处理效果。对于络合镍废水,通常选择螯合树脂,螯合树脂能从络合镍废水中螯合镍离子,以达到去除废水中镍的效果。络合镍废水进入树脂前,需要经过过滤处理,过滤精度为1μm。并且调整废水ph值至4左右,可为树脂的快速吸附提供适宜的酸性环境。工作树脂为Na型树脂,可用3%~6%的盐酸或硫酸进行再生处理,新树脂为H型,吸附完成后,经2%~4%的NaOH转化为Na型树脂。在树脂吸附系统的运行过程中,通常设置4根树脂柱,使用三重工作。在吸附过程中,通常使用3根树脂串联,废水通过树脂向下和向上使用。当第一支柱出口处的浓度提高到水分浓度的95%时,这意味着它已经达到吸附饱和的程度,这就要求第一支柱用新的树脂柱代替,而第一支柱则进行再生和转化以进行更换。在转化过程中,酸、碱和清水通过树脂柱上下处理,经过酸洗、冲洗、碱洗和冲洗的过程。树脂转化工艺采用4%NaOH溶液,碱洗可以达到使用树脂实时监测其pH值,当它在转化控制的要求下时,及时补充校准,确保碱度符合要求。采用树脂吸附技术处理络合镍废水选择性强,操作简便,无污染,吸附过程一般是可逆的,可实现金属镍的回收利用。
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3.2电解法
电解法是在通电的情况下,阳极失去电子发生氧化反应,阴极上析出镍,从而达到镍回收的效果,操作简便,效果比较明显。电解法一方面,可以对污水进行处理,以尽可能达到排放标准;另一方面,可以有效防止二次污染,将次生危害降到最低。废水中的金属离子可以通过电解的方法而析出,从而轻松去除。虽然电解法对电解废水中的污染物有明显优势,但也存在着不足:整个过程需要耗费较高的成本,且投资成本高,生产经营状况一般的中小型企业不会首选此种方法。电解法可以首先把电镀废水浓缩之后进行废水处理,然后再用一次电解法进行处理,以最大程度降低处理成本。
3.3.电催化氧化技术
电催化氧化技术是以电催化反应技术、臭氧氧化技术于一体的高级氧化技术。通过电催化效应、臭氧氧化产生的羟基自由基、氧自由基等多种活化基团的协同作用,解决了传统芬顿技术氧化不彻底、运行成本高、耐冲击能力差等技术问题,从而实现络合镍废水中难降解污染物的有效分解及去除,主要技术优势如下:(1)高效催化,产生强氧化剂-羟基自由基OH•(E0=2.8V)电位高,无选择性,反应能力强,速度快(远高于臭氧氧化反应速率),可引发链反应,其反应速率是臭氧氧化的100~1000倍。(2)对废水PH要求宽泛,
无需调节酸碱度,且无需添加固体催化剂,运行成本低(3)可通过在线仪表实现工艺的精准化自动控制,操作便捷。
3.4铁碳微电解法处理技术
铁碳微电解技术(内电解法)是在无需通电的条件下,处理系统利用内部铁碳填料自身产生的电位差,发生氧化还原反应,使废水中难降解的大分子污染物降解为小分子污染物,破除废水中络合物质,从而实现废水处理。微电解技术主要考虑以下影响因素:废水pH值、铁屑添加量、铁碳质量比、铁碳填料粒径、反应时间等。废水的pH值不宜过低,因为如果pH值过低,会消耗大量铁屑,导致污泥产量高,不利于后续处理。应充分控制铁屑的添加,以提高处理效果。铁碳投料粒径通常选取颗粒大小的活性炭,而不是粉末活性炭。
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总而言之,我们必须用发展的眼光看待电镀络合镍废水的处理问题,并且加强对传统技术的改造、升级,开发新的技术和方法。由于我国不断提高生态标准,民众的生态环保意识也得到了提高,电镀废水企业要承担起一定的社会责任,把降低社会危害性作为发展目标,
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参考文献
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