离子交换法处理含镍电镀废水工艺研究
含镍电镀污泥处置工艺要求
稳定化法 方法提要在含镍电镀污泥中加入固化剂（水泥、石灰、大型包胶、粉煤灰等），通过水化反应，生成的各类胶凝性物质能够吸附、包裹和沉淀电镀污泥中的重金属离子，使含镍污泥pH 升高，促使污泥中的重金属离子生成难溶于水的碳酸盐和氢氧化物等，不容易浸出，达到稳定化的效果。
工艺流程含镍电镀污泥中有回收价值的元素含量较低，无资源综合利用意义时，则进行稳定化处置。
按一定配比将固化剂和含水率80 %左右的含镍电镀污泥放入搅拌器中，经过充分搅拌混合后将两者的混合固体取出进行模具成型或者自然成型后进行养护，当养护后的混合固体达到相应的无侧限抗压强度和含水率要求后，进行安全填埋。
稳定化法工艺流程见图1。
图1 稳定化法工艺流程图主要设备混料搅拌器、成型模具等。
控制条件 工艺控制参数如下：——搅拌温度、压力：常温、常压； ——搅拌器转速：20 rpm ～60 rpm ； ——pH ：9～14；——养护时间：5 d ～30 d 。
等离子体法方法提要利用等离子火炬，在等离子汽化炉中，缺氧状态下，含镍电镀污泥在等离子和高温1200 ℃左右作用下大分子的有机成分分解成氢、一氧化碳、甲烷等可燃气体，无机成分则在高温1500 ℃左右熔融形成熔浆，冷却后成玻璃体惰性残渣。
安全填埋含镍电镀污泥 ਜ਼䭽⭥䭰⊑⌕处置工艺要求12将含镍电镀污泥送入干燥炉中，在50 ℃～120 ℃下干燥除去水分后，进入烧结炉，反应温度120 ℃～600 ℃，释放挥发组分；接着在高温炉中焦炭和一氧化碳燃烧产生保持炉温600 ℃～900 ℃下有机成分部分发生裂解反应；然后在900 ℃～1300 ℃下，焦炭与水蒸气和二氧化碳反应、难分解有机物的裂解反应，形成小分子可燃气体，无机成分在等离子汽化炉底部1450 ℃～1600 ℃熔融形成熔浆，冷却后成玻璃体惰性物质，制得砂石骨料或加工成岩棉产品。
稳等离子体法工艺流程见图2。
图2 等离子体法工艺流程图主要设备烘干炉、烧结炉、高温炉、等离子体汽化炉、尾气处理系统等。
电解法处理含镍废水的研究
电解法处理含镍废水的研究摘要：含镍废水不仅造成镍金属的浪费，并且带来环境污染。
本文通过配制硫酸镍溶液模拟含镍废水，采用电解法确定最佳阳极材料为钌涂层钛板，并研究了电解时间、电流强度和Ni2+浓度等因素对Ni2+的回收率的影响。
实验结果表明：在电解时间240 min，电流强度15 A，Ni2+浓度20 g/L，电解温度50 o C，pH值6，搅拌速率300 r/min的条件下，Ni2+的回收率为85.42 %，电流效率为52.16 %。
关键字：电解法；含镍废水；回收率；电流效率；Study on electrolytic treatment of nickel - containingwastewaterAbstract: Wastewater containing nickel not only causes waste of nickel metal, but also brings environmental pollution. In this paper, nickel sulfate solution was used to simulate nickel-containing wastewater. The best anode material was determined to be ruthenium-coated titanium plate by electrolytic method. The effects of electrolysis time, current intensity and nickel ion concentration on Ni2+ recovery were studied. The experimental results show that the recovery rate of Ni2+ is 85.42 %，and efficiency is 52.16 % under the condition of 240 min electrolysis time, 15 A amperage, 20 g/L，Ni2+concentration, 50 °C electrolysis temperature, 6 pH and stirring rate of 300 r/min.Key words: Electrolysis method; Nickel-containing wastewater; Recovery rate; Current efficiency;0引言镍是一种似银白色且延展性良好的金属，由于其高度抗腐蚀性和抗腐蚀性[1]，被广泛用于电镀行业。
深圳市电镀行业废水排放执行(GB21900—2008)表3标准的处理工艺探讨
深圳市电镀行业废水排放执行（GB21900—2008）表3标准的处理工艺探讨【摘要】介绍了今年深圳电镀行业废水执行的新标准，论述了深圳市目前电镀行业废水处理情况，提出了新标准下电镀行业废水处理达标对策及新的废水处理工艺。
【关键词】电镀；废水处理1.新标准实施背景根据粤环【2012】83号文件《广东省环境保护厅关于珠江三角洲地区执行国家排放标准水污染物特别排放限值的通知》从2012年12月31日起深圳市龙岗区电镀行业实施（GB21900-2008）表3标准。
新标准与旧标准对比见表《GB21900-2008表2与表3标准对比》。
GB21900-2008表2与表3标准对比2.深圳市电镀废水处理现状根据调查深圳市电镀行业排放的废水污染物主要有PH值、CODcr、SS、Cu2+、Zn2+、Ni2+、CN-、Cr6+、Ag+、总磷、氨氮等，深圳市大部分企业废水处理设施仍停留在前标准水平，普片采用以下处理工艺：根据生产工艺把废水分为：有机废水、含铬废水、含氰废水、综合废水。
2.1有机废水有机废水经过隔油处理后进入有机废水调节池，充分调节水质水量后，流入氧化反应池，加入漂白水进行氧化反应，经过氧化反应去除部分有机物后进入综合废水调节池作后续处理。
2.2含铬废水排至含铬废水调节池进行均质，均质后的废水在pH仪的控制下往废水中自动投加稀硫酸，调节pH值在2-3范围，同时在ORP仪表控制下自动投加还原剂亚硫酸钠溶液，反应约30分钟后，废水自流至综合废水调节池作后续处理。
2.3含氰废水排至含氰废水池进行均质，均质后的废水用泵抽至一级破氰反应池，在pH 仪的控制下往废水中自动投加碱液，调废水的pH值在11.5左右，同时在ORP仪表控制下自动投加漂白水溶液，反应约60分钟后，废水自流至二、三级破氰反应池，投加稀硫酸溶液，调节废水的pH值在7～8之间，同时在ORP仪表控制下自动投加漂白水溶液，反应完全后自流至综合废水调节池作后续处理。
电镀含镍废水处理工艺探讨
电镀含镍废水处理工艺探讨摘要：电镀行业在工作过程中会产生大量的废水，而这些废水中含有过量的重金属，酸碱度较高同时有机物难以讲解，对环境会造成极大的伤害和影响，因此需要对废水进行处理达到国家规定指标才能进行排放，而电镀行业对废水的处理能力也是行业未来发展的关键，本文将深入分析电镀含镍废水处理工艺，实现近零排放，旨在交流学习，共同进步。
关键词：电镀；含镍废水；处理工艺随着我国电镀行业的不断发展，电镀含镍废水处理技术也逐步受到重视，因为电镀工作会产生大量的含镍废水，且酸碱度高、有机物难以讲解，是当前工业上较难处理的第一类工业废水，随意排放不但会对环境造成不可逆的损伤，同时也会对周遭生活的群众身体造成严重的伤害，甚至会导致患癌，同时，这些废水具有较高的金属回收价值，而当前废水处理技术的主要难点在于对金属的回收率不高以及COD去除率较低，同时还有处理周期长，闲置生产力等问题，本文将深入分析电镀含镍废水处理工艺，实现近零排放，提高金属回收率和工作效率。
1 电镀含镍废水的主要处理方法电镀含镍废水的主要处理方法有化学法、生物法、膜分离法、吸附法、蒸发浓缩法、交换法以及多种方式共同协作处理的方法，针对不同的使用需求，和企业的使用成本选择不同的处理方式，其中反渗透处理的方式，能够实现超过百分之四百的运行回报率，但这种方式下，废水经过过滤后呈强酸性，对反渗透膜的腐蚀极大，而沉淀法无法回收金属率，生物法虽然有较高的回收率和COD去除率，但却存在着时间较长的问题，无法应用于大规模的废水处理工程，因此，对于电镀行业而言，当务之急就是寻找回收率高、处理程度高及出率效率高的综合办法，通过多种方式融合应用，达到最好的处理效果，得到最高的回收价值[1]。
2 废水处理工艺流程及原理2.1 含溴废水的处理工艺流程含镍废水首先通过平板膜系统的过滤，将固态的渣子过滤沉淀，平板膜系统由膜组件、曝气系统、污泥回流系统、ClO2消毒系统、PLC控制终端等零部件组成，常用于城市用水过滤，具有较强的杂质过滤性能，经过过滤后的废水经过离子树脂交换流程，平衡肥水的酸碱度，同时回收高浓度的含镍金属盐水，在进行进一步的金属镍回收，随后废水经过催化氧化系统，通过氧化剂的帮助，来进行进一步的分离，最后经过反渗透系统，此时的废水酸碱度平衡，不会对反渗透系统造成伤害，而经过反渗透系统过滤后，叫产生可以直接排放的回用水和还需进一步处理的浓水，浓水、沉淀滤渣会交由相关工序进行统一处理，此时的回收水已经完全达到了排放标准。
离子交换法处理含镍电镀废水的工程应用
阳床树脂采用争光 D001 型大孔强酸性树脂，苯乙烯系骨架，— SO3-功功能团，质量交换容量≥4.25 mmol/g，体积交换容量≥1.8 mmol/mL，湿视密度为 0.77~0.85 g/mL，湿真密度为 1.25~1.28 g/mL， 粒度为 0.315~1.25 mm。碳钢衬胶罐体，尺寸为 D 1.2 m×3.5 m，床 层容积 1.5 m3。
60 20 30 8.0 0 5
4. 5. 6. 32 10 15. 4 6.3 835.0 0.5
30 10 25 3.0 9.9 8
4. 5. 6. 58 34 25. 5 6.4 841.0 0.4
20 30 40 3.0 0.6 4
4. 5. 6. 72 55 28 6 6.5 847.0 0.6
杭州某卫浴公司针对该公司含镍电镀废水的水质和水量特点，采 用了多介质预过滤与树脂离子交换相结合的处理工艺对其进行处理。 工程运行实践表明，处理出水镍质量浓度≤0.5 mg/L，浊度≤1.0 NTU， 电导率≤100 μS/cm，达到《电镀污染物排放标准》（GB 21900—2008） 的限值要求。该工程具有处理效果稳定和环境效益明显的优点。
3 主要构筑物（设备） 3.1 调节池 设调节池 1 座，分 2 格，入端布隔油、隔渣池，以实现废水均质 均量，减轻系统负荷冲击。调节池尺寸为 9.8 m×3.2 m×3.5 m，停 留时间 14 h，有效容积 94 m3，有效水深 3 m，采用地下钢砼结构， 内壁三布四涂环氧树脂防腐。 3.2 预过滤系统 3.2.1 多介质过滤器 多介质过滤器主要用于去除废水中的悬浮物和胶体等杂质，降低 废水浊度。选取无烟煤和石英砂为介质滤料。无烟煤密度为 1.4~1.6 g/cm3，粒径 0.8~1.8 mm；石英砂密度为 2.60~2.65 g/cm3，粒径 0.5~ 1.2 mm。罐体采用碳钢衬胶，尺寸为 D 1.0 m×3.0 m，滤床高度 1.2 m。设有气水反冲洗设备，配有气动阀、压力表和传感器监控运行状 态。 3.2.2 精密过滤器 精密过滤器主要用于截留多介质过滤器出水中的微小杂质，防止 其进入离子交换系统污染树脂。精密过滤器外形尺寸为 D 0.3 m×1.0 m，Q=10 m3/h，内装精度 5 μm 滤芯。精密过滤器出水须严格控制浊 度＜1.0 NTU，COD＜1.0 mg/L，游离氯＜0.1 mg/L，铁质量浓度＜0.3 mg/L。 3.3 离子交换系统 3.3.1 阳离子树脂床
含镍电镀废水处理方案
含银电镀废水处理方案业主生产中排放的废水为二种废水，镇回收水及清洗水，镇回收水含有脱脂剂、硫酸镇、硼酸等，清洗水中含有柠檬酸、柠檬酸钾。
工艺流程工艺说明1、调节池由于业主排放的废水为混合废水，废水水质、水量变化系数大，因此只有足够的调节池容量才能使进入处理系统的水质、水量稳定，所以我们设置调节池保证进入处理系统水质、水量稳定。
调节池为混凝土结构，因废水中含有硫酸镁、硫酸脱模剂、柠檬酸等,PH值呈酸性所以内衬环氧玻璃钢防腐。
2.提升泵调节池后设废水提升泵1台，废水提升泵采用耐腐自吸泵。
废水由废水提升泵均衡地送入后序处理设备。
自吸泵的特点为不须另设底阀，材质为PP,耐腐性好，基本无噪声，运转稳定。
3、中和絮凝槽因业主排放的电镀废水由二种废水组成:镇回收水及清洗水，镇回收水含有脱脂剂、硫酸镁、硼酸等，清洗水中含有柠檬酸、柠檬酸钾，由此可见废水水质呈酸性。
废水中主要含锲离子，在碱性条件下，操能生成难溶、稳定的沉淀物，所以此中和反应主要用于去除废水中的银重金属离子。
本工艺通过投加NaOH作为中和剂与镁离子形成氢氧化物沉淀去除废水中的银离子,其具有沉淀效果好、产生的污泥量少的特点。
其反应式为：Ni2++2OH-→Ni(0H)2l经实践表明在碱性条件下能使水中的重金属形成氢氧化物后沉淀去除。
当PH值在10左右时，氢氧化物去除镁的效果最佳，工艺中投加的NaOH同时作为中和剂起到调节废水PH值的作用，使废水PH值调整至10-10.5,NaOH的投加由计量泵投加并由PH仪自控装置控制。
为了提高沉淀效果及为后级气浮装置的提供更好的条件，同时向废水投加絮凝剂FeSO4、助凝齐(JPAM o FeSO4、PAM的投加由计量泵定量投加。
为了提高中和絮凝效果，中和絮凝反应采用机械搅拌，搅拌器采用不锈钢材质，减速机为摆线针轮减速机。
中和反应槽材质采用碳钢环氧玻璃钢防腐。
中和絮凝时间≥60分钟。
1、气浮装置本工艺设置的气浮装置主要去除废水中的银离子及CoD、SS 等。
电镀废水的回用及排放处理工艺陈李鑫
电镀废水的回用及排放处理工艺陈李鑫发布时间：2021-12-28T09:49:09.007Z 来源：《基层建设》2021年第22期作者：陈李鑫[导读] 电镀废水的危害性非常之大，如果不妥善处理将会对自然环境和人类的生活产生严重影响，因此务必对电镀相关企业的排污工作加以控制，并根据实际的需要，采取最适宜的方式对电镀废水进行净化处理，保证其不会对周边环境产生影响，以此来实现环保和可持续发展的要求。
惠州金茂源环保科技有限公司惠州市博罗县 51600摘要：电镀废水的危害性非常之大，如果不妥善处理将会对自然环境和人类的生活产生严重影响，因此务必对电镀相关企业的排污工作加以控制，并根据实际的需要，采取最适宜的方式对电镀废水进行净化处理，保证其不会对周边环境产生影响，以此来实现环保和可持续发展的要求。
鉴于此，本文主要分析电镀废水的回用及排放处理工艺。
关键词：电镀废水；回用；排放处理1、引言我国电镀企业约有1.5万家，每年产生约40亿吨电镀废水，占总工业废水排放量的1/6。
电镀废水中常见的重金属元素主要包括铜、镍、锌、铬等，并伴随着表面活性剂、络合剂、钝化剂等，此类废水进入环境将对生物体造成严重的毒性反应。
鉴于其重金属排放的严重环境及生态风险，我国制定了《电镀污染物排放标准GB21900-2008》，欧美等发达国家对重金属废水排放的急、慢性毒性也提出了明确要求，美国EPA833-B-94-002全废水毒性控制推荐限值要求，慢性毒性小于1TUc，急性毒性小于0.3TUa。
2、电镀废水的危害电镀废水中除了含氰化物的电镀废水外，还有镍、铬、锌等多种重金属元素，除此之外，电镀废水中还有大量的光亮剂、表面活性剂、柠檬酸等有机化合物添加剂。
由此可见，电镀废水中含有的元素极为复杂，未经处理就排放至自然环境势必会对生态环境以及人类的身体健康产生严重的影响。
由于电镀废水中的有害物质非常复杂，且其成分无法被有效控制。
其中除了含有铬、锌、镍等有毒有害的物质以外，还有石油类、悬浮物、磷酸盐等物质。
含铬电镀废水处理方案
含铬电镀废水处理方案电镀工业是一种常见的表面处理工艺，广泛应用于汽车创造、家电创造、建造装饰等领域。
然而，电镀过程中产生的废水含有大量的有害物质，其中包括铬。
铬是一种高度有毒的金属，对人体和环境都具有严重危害。
因此，处理含铬电镀废水成为了迫切的任务。
本方案旨在提供一种高效、经济、环保的含铬电镀废水处理方案，以确保废水达到国家排放标准，保护环境和人民的健康。
一、废水特性分析在制定处理方案之前，我们首先需要了解废水的特性。
含铬电镀废水的主要特点如下：1. 高浓度：含铬电镀废水中铬的浓度通常较高，普通在100-1000mg/L之间。
2. 酸性：电镀废水通常呈酸性，pH值在2-5之间。
3. 含有有机物：电镀过程中使用的化学药剂和添加剂会导致废水中含有一定量的有机物。
4. 悬浮物：废水中含有大量的悬浮物，包括金属颗粒、沉积物等。
二、处理工艺选择基于废水的特性分析，我们可以选择以下处理工艺来处理含铬电镀废水：1. 化学沉淀法：通过加入适量的化学药剂，使废水中的铬形成不溶性沉淀物，从而达到去除铬的目的。
常用的化学药剂有氢氧化钙、氢氧化铁等。
该方法处理效果较好，但存在药剂成本高、沉淀物处理难点等问题。
2. 离子交换法：通过离子交换树脂来去除废水中的铬离子。
离子交换法具有高效、可再生的特点，但对废水的pH值和温度要求较高。
3. 活性炭吸附法：利用活性炭的吸附性能，将废水中的铬离子吸附到活性炭表面。
该方法简单易行，但活性炭的吸附容量有限，需要定期更换。
4. 膜分离技术：包括微滤、超滤和反渗透等膜分离工艺，可以有效去除废水中的悬浮物和有机物，但对废水的预处理要求较高。
三、处理工艺流程在选择了适合的处理工艺后，我们可以设计以下处理工艺流程来处理含铬电镀废水：1. 预处理：将废水经过初步处理，去除大颗粒悬浮物和沉积物。
可以采用物理沉淀、过滤等方法。
2. 中和调节：根据废水的酸碱性调整pH值至中性范围。
可以使用氢氧化钠、氢氧化钙等碱性物质进行中和。
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污水处理离子交换法处理含镍电镀废水工艺研究＊陆继来 曹蕾 周海云 涂勇 刘伟京(江苏省环境科学研究院 南京210036) 摘 要 本研究采用强酸性离子交换树脂,研究了离子交换法处理含镍废水的适用工艺条件及镍回收方法。
结果表明:pH为6～7时有利于强酸性阳离子交换树脂对镍离子的去除。
离子交换除镍的适宜温度为30℃,适宜流速为15BV/h。
适宜的脱附剂为盐酸,脱附液浓度为10%,脱附液流速为2B V/h。
前4.6BV脱附液可回用于配制电镀槽液,平均镍离子质量浓度达18.8g/L。
关键词 镍 电镀废水 离子交换 树脂Nickel Plating Rinse Wastewater Treatment by Ion-exchange MethodLU Jilai CAO Lei ZHOU Haiyun TU Yong LIU Weijing(Jiangsu Key Lab of Enviro nmental Engineering,Jiangsu Academy of Environmental Science Nanjing210036) Abstract To treat electroplatin g wastewater containing nickel,ion-exchange method with strong acid cation exchange resin is studied.The result shows that the optimal removal efficiency can be achieved with wastewater pH6～7,30℃and flow rate15B V/h.The optimal elute is10%HCl,with flow rate2B V/h.The4.6B V of starting part elute could be reused as bath solution,in which the average concentration is18.8g/L.Key Words nickel electroplating wastewater ion exchange resin0 引言镀镍作为一种常用的表面处理技术,被广泛的应用于电子、汽车、机械等多种行业。
含Ni2+的废水对人体健康和生态环境有着严重危害[1-2]。
含镍废水的常见处理方法有化学沉淀法、真空蒸发回收、电渗析、反渗透及离子交换树脂吸附等。
化学沉淀法成本低,但产生的固废需要二次处理;真空蒸发法能耗大;电渗析、反渗透法需要较大的设备投资和能耗,而且存在膜易受污染的问题[3]。
镍是一种可致癌的重金属,也是一种昂贵的金属资源,采用离子交换法处理镀镍废水,不仅可以去除镍离子,减少环境污染,还可回收金属镍和水资源,因而得到了广泛的关注[4]。
本文研究强酸性阳离子交换树脂处理镀镍模拟废液,探讨离子交换处理的工艺及镍液回收方法。
1 实验过程及方法1.1 实验水质试验用水采用硝酸镍配制,试剂为分析纯,其中静态试验中Ni2+的质量浓度为100mg/L,考虑到缩短实验周期,动态试验中Ni2+的质量浓度为500 mg/L,pH值为5～6。
1.2 实验方法通过静态摇床恒温吸附实验和固定床动态吸附实验分析pH值、水温、流速对出水的影响,确定最佳运行参数。
实验前将树脂进行预处理。
预处理采用厂家提供的新树脂预处理方法,5%的HCl—5%的氢氧化钠—5%的HCl三步清洗法,以消除树脂本身含有溶解性金属离子和易洗脱有机物的影响。
1.3 实验装置静态摇床恒温吸附实验采用HY G-A型全温摇瓶柜,自动采样器采用上海精科生产的BSZ-40自动部分收集器,固定床动态吸附实验采用上海锦华层析设备厂生产的内径1.1cm,高10cm的层析柱。
树脂吸附柱直径1.1c m,装填树脂床深5.5cm,床体高径比为5。
离子交换实验采用的树脂为江苏色可赛斯树脂有限公司的9333型强酸性阳离子交换树脂,树脂干湿比为0.637。
1.4 分析方法pH值采用雷磁便携式pH测定仪测定,流量采用转子流量计测定,Ni2+采用丁二酮肟分光光度法(GB/T11910—1989)测定,分光光度计采用南京楚强医疗器械有限公司的UV1102分光光度计。
＊基金项目:水体污染控制与治理重大专项(2012ZX07101-003),江苏省环保科技项目(2007026)。
·13·2013年第39卷第12期December2013 工业安全与环保 Industrial Safety and En vironmental Protection2 实验结果和讨论2.1 pH 对出水的影响采用静态吸附实验,于6只锥形瓶中装入配制好的100mg /L 的含Ni 2+水样,分别调节pH 值至4、5、6、7、8,各称量0.1g 9333型阳离子树脂于锥形瓶中,放入HYG -A 型全温摇瓶柜中,保持温度为30℃恒温震荡24h 后取样测定Ni 2+浓度(见图1)。
图1 pH 对Ni 2+去除的影响强酸性吸附树脂的离子交换对pH 敏感,pH 过低则产生竞争吸附效应,不能形成充分的离子交换,而pH 过高则会导致金属沉淀。
该实验中pH 为4～5时,Ni 2+的去除率不到10%。
调节pH 至6时有微量沉淀,清液中含Ni 2+质量浓度为92.5mg /L ,震荡24h 后树脂吸附饱和颜色变绿,液体澄清,上清液Ni2+仅为5.4mg /L ,pH 小于5。
而当pH 调节至7以上时已产生Ni (OH )2沉淀。
产生这种现象的原因是Ni 2+和H +发生离子交换,在Ni 2+被吸附到树脂上的同时,H +被解吸至溶液。
因此在pH 为6～7时,游离态Ni 2+离子交换产生的H +可以溶解剩余的Ni (OH )2沉淀,使沉淀消失。
同时由于此种状态下游离态H +浓度低,H +竞争吸附作用小,因此Ni 2+交换完全。
实验表明pH 为7时上清液Ni 2+含量为0,而pH 为8时测得上清液二价Ni 达到0.44mg /L 。
综上分析,pH 宜选择6～7。
2.2 温度对出水的影响采用静态实验,于6个锥形瓶中装入配制好的100mg /L 的含Ni 水样,分别加入0.05、0.08、0.10、0.12、0.15、0.2g 树脂,放入HYG -A 型全温摇瓶柜中,保持温度为30℃恒温震荡24h 后取样测定Ni 2+浓度。
相同条件下分别于20℃和10℃时震荡24h 取样分析,见图2。
由图2可知,树脂对废水中Ni 2+的交换吸附量随温度的升高而升高。
在树脂投加量较小时,温度对树脂的吸附量影响显著。
而树脂投加量较大时温度的影响不明显。
主要原因是温度升高有利于离子迁移和粒内扩散,离子交换的活性增强,促使离子交换反应向着正反应方向进行,从而对水样中的Ni 2+去除效果增强。
适宜吸附温度为30℃。
图2 温度对离子交换去除Ni 2+的影响2.3 流速对出水的影响由图3可见,流速小于16.9B V /h 时,出水达到190B V 时,出水Ni 2+质量浓度最大值为0.268mg /L ,满足《电镀污染物排放标准》新建项目排放限值要求。
当出水超过190BV 时均出现穿透。
由于粒内扩散速度慢,控制了离子交换的速度,使得离子交换达到平衡的时间较长。
而低流速废水流过床体时废水中的Ni 2+能够与树脂中的大部分H +基团进行充分交换,有利于保证吸附容量。
考虑到实际生产效率及能耗,选择树脂交换吸附流速15B V /h 为适宜的操作条件。
图3 不同流速对Ni 2+去除的影响2.4 脱附液的选择分别选用5%的HCl 、5%的H 2SO 4、5%的醋酸作为脱附液进行树脂的再生实验,比较脱附完全时所用的脱附液量(见图4)。
脱附液由底部通过蠕动泵进入床体,上部出水通过蠕动泵进行收集。
图4 脱附液的脱附效果比较由图4可见,在脱附率接近100%时,消耗的·14·HCl 量为9B V ,消耗的H 2SO 4量为4B V ,消耗的醋酸量大于15B V ,但是醋酸的脱附效果较差,在脱附率达到85%时便保持不变,不能将Ni 2+完全脱附。
HCl 和硫酸的消耗量远远小于醋酸的用量,但是硫酸容易使树脂发生膨胀破裂,因此选择HCl 为最佳脱附剂。
2.5 脱附液的浓度选用5%的HCl 和10%的HCl 浓度进行实验,脱附液流速为5BV /h ,比较其对饱和树脂的脱附速率及脱附效果(见图5)。
图5 脱附液的浓度对脱附效果的影响由图5可见,10%的HCl 浓度在出水5BV 时脱附率达到95%,而5%的HCl 浓度在出水8BV 时脱附率达到97%,10%的浓度脱附速率及脱附效果均优于5%的浓度。
因此适宜脱附液浓度为10%HCl 。
2.6 脱附液的流速选用10%HCl 的脱附液分别以1r /min (2BV /h )、2.5r /min (5BV /h )、5r /min (10B V /h )的流速通过床体,结果见图6。
由图6中可以看出,流速从2B V /h 增加到10BV /h 时,脱附完全时所用脱附液的体积变化不明显,脱附液Ni 2+浓度受流速影响较大。
流速越小,脱附液的Ni 2+峰值越高,对于Ni 的资源化利用越有利。
当流速为2BV /h 时,出水4.6B V 时累计洗脱率可达99.9%,而出水流速为5B V /h 时,出水4.7B V 时累计洗脱率为97.5%。
因此从提高Ni 液浓度角度出发,建议脱附流速为2B V /h 。
此时脱附液质量浓度保持在4.84g /L 以上,平均脱附液质量浓度为18.8g /L ,可以用于配制电镀槽液。
图6 脱附液的流速对脱附效果的影响3 结论强酸性阳离子交换树脂可用于对Ni 2+的吸附,取得良好运行效果的关键是控制合理的pH ,降低竞争吸附效应。
实验表明适宜pH 为6～7,适宜温度为30℃,适宜流速为15B V /h 。
吸附后的树脂宜采用盐酸作为脱附剂,脱附液浓度为10%,脱附液流速为2B V /h 。
前4.6B V 脱附液可回用于配制电镀槽液,平均Ni 2+质量浓度达18.8g /L 。
参考文献[1]李姣,杨春平,陈宏,等.破络合剂对化学镀镍废水处理的影响[J ].环境工程学报,2011(8):1713-1717.[2]Yuan Gao ,Qinyan Yue ,Baoyu Gao ,et al .Preparation of high surface area -activated carbon from lignin of papermaking blackliquor by KOH activation for Ni (Ⅱ)adsorption [J ].Chemical Engineerin g Journal ,2013,217:345-353.[3]于泊蕖,吕树芳,赵建海.氢氧化镁处理含镍废水条件探索及机理研究[J ].工业安全与环保,2011(1):10-11.[4]郭琳,查红平,廖小刚,等.化学沉淀法处理线路板厂含镍废水[J ].环境工程,2011(4):50-53.作者简介 陆继来,博士,高级工程师。