銅鎳化學(xué)鍍廢水的處理試驗(yàn)

郭靜楠

（忻州市環(huán)境監(jiān)測(cè)站， 山西 忻州 034000）

電鍍廢水是指在電鍍過(guò)程中電鍍車(chē)間產(chǎn)生的所有廢水[1]。電鍍廢水水質(zhì)復(fù)雜，不同電鍍工藝形成不同成分的電鍍廢水。電鍍工藝分電解鍍和化學(xué)鍍（無(wú)電解鍍）[2]，其中，普通電解鍍廢水中含有各種重金屬離子，化學(xué)鍍廢水中除含有重金屬離子，還含有絡(luò)合物如EDTA、甲醛等。電鍍廢水中重金屬離子具有毒性，且屬于“持久性”及“三致性”污染物，對(duì)人體的危害很大[3]。電鍍廢水若不妥善處理，會(huì)嚴(yán)重威脅人類(lèi)的生存發(fā)展。為此，本文以銅鎳化學(xué)鍍廢水為研究對(duì)象，探討其處理方法與效果。

1 試驗(yàn)試劑、儀器及分析方法

1.1 試驗(yàn)試劑

本試驗(yàn)所用的主要試劑有硫酸、硫酸亞鐵、氯化鐵、氫氧化鈉等，其純度（濃度）、生產(chǎn)廠家（來(lái)源）及用途具體如表1所示。

表1 主要的實(shí)驗(yàn)試劑

1.2 儀器設(shè)備

本試驗(yàn)所用的主要儀器有恒溫水浴鍋、原子吸收分光光度計(jì)、數(shù)字pH計(jì)、磁力攪拌器、光催化反應(yīng)儀等，其型號(hào)及生產(chǎn)廠家具體如表2所示。

表2 主要的試驗(yàn)所用儀器設(shè)備

1.3 分析方法

本實(shí)驗(yàn)所用的檢測(cè)分析方法參照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》，具體檢測(cè)分析方法如表3所示[4]。

表3 主要的試驗(yàn)分析方法

2 螯合劑沉淀試驗(yàn)

影響螯合劑沉淀試驗(yàn)的因素有螯合劑種類(lèi)及添加的量、反應(yīng)pH值等。通過(guò)試驗(yàn)，具體影響結(jié)果如下：

2.1 反應(yīng)pH值對(duì)銅鎳去除率的影響

分別取100 mL低濃度電鍍廢水于6個(gè)250 mL燒杯中，調(diào)節(jié) pH 值為 7.0、8.0、9.0、10.0、11.0、12.0，加入5 mL螯合劑XJ-18，并通過(guò)MS7-H550-Pro磁力攪拌器攪拌靜置1 h，取上清液測(cè)銅鎳離子濃度。結(jié)果如圖1所示。

圖1 pH值對(duì)螯合劑法銅鎳去除率的影響

由圖1可知，在pH值處于7~10之間時(shí)，隨著pH值的不斷增大，化學(xué)鍍廢水中銅鎳的去除率不斷增大，且銅去除率的增加更快；在pH值處于10~12之間時(shí)，隨著pH值的不斷增大，銅去除率變化不大，鎳去除率反而有略微下降的趨勢(shì)?？傮w看來(lái)，在pH值=10.0時(shí)，銅鎳去除率最大，分別約為96%和83%；相比較而言，螯合劑XJ-18對(duì)于銅離子的去除率較高，對(duì)于鎳離子的去除一般[1，2]。

2.2 螯合劑添加量對(duì)銅鎳去除率的影響

低濃度廢水的pH值為10.0左右，恰好處于螯合劑沉淀試驗(yàn)的最佳pH值參數(shù)。本次實(shí)驗(yàn)分別取100 mL低濃度電鍍廢水于6個(gè)250 mL燒杯中，再分別向燒杯加入2.5 mL、5.0 mL、7.5 mL和10.0 mL的螯合劑，并通過(guò)MS7-H550-Pro磁力攪拌器攪拌靜置一小時(shí)，取上清液測(cè)銅鎳離子濃度。結(jié)果如圖2所示。

圖2 螯合劑添加量對(duì)銅鎳去除率的影響

由圖2可知，對(duì)于銅的去處而言，當(dāng)螯合劑添加量在2.5~5 mL時(shí)，隨著螯合劑添加量不斷增加，銅的去除率不斷上升；當(dāng)螯合劑添加量在5~10 mL時(shí)，隨著螯合劑添加量不斷增加，銅的去除率變化不大；在螯合劑添加量大于5.0 mL時(shí)，銅去除率能達(dá)到99%以上。對(duì)于鎳的去處而言，當(dāng)螯合劑添加量在2.5~10 mL時(shí)，隨著螯合劑添加量不斷增加，鎳的去除率不斷上升，由80%的去除率上升為90%左右?？傮w看來(lái)，螯合劑對(duì)于銅的去除率較高，而對(duì)于鎳的去除效果一般，即使不考慮巨大的試劑成本，將螯合劑的增加量增加到10 mL，處理后的鎳離子仍未達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)[3,4]。

3 鐵氧體試驗(yàn)

鐵氧體試驗(yàn)pH值為10.0左右，所采用的添加劑七水硫酸亞鐵、六水氯化鐵及過(guò)氧化氫。其中，以是否加入過(guò)氧化氫分為氧化型鐵氧體法和中和型鐵氧體法。

取100mL電鍍廢水于250mL燒杯中，加入FeSO4·7H2O、FeCl3·6H2O 及 H2O2，保持水浴 65℃，機(jī)械攪拌1 h后靜置，取上清液測(cè)銅鎳離子濃度。結(jié)果如表4所示。

表4 銅鎳離子去除鐵氧體試驗(yàn)結(jié)果

3.1 處理效果分析

由表 4 可知，整體看來(lái)，試驗(yàn)序號(hào) 1、2、3、4、5 鐵氧體法，對(duì)于銅鎳化學(xué)鍍廢水中銅離子的處理效果，大大好于對(duì)鎳離子的處理效果。具體來(lái)看，中和型鐵氧體法隨著添加劑添加量的降低，對(duì)較低濃度化學(xué)鍍廢水中銅鎳離子的去除率逐漸降低，可能是添加劑不夠，導(dǎo)致反應(yīng)不充分的結(jié)果；氧化型鐵氧體法在H2O2添加量一定的情況下，隨著添加劑Fe SO4·7H2O添加量的增加，對(duì)較高濃度化學(xué)鍍廢水中銅鎳離子的去除率略微升高。同時(shí)，高濃度水樣經(jīng)過(guò)氧化型鐵氧體法處理后，處理效果較好，可作為銅鎳化學(xué)鍍廢水的預(yù)處理方法。

3.2 經(jīng)濟(jì)分析

由表4可知，從試驗(yàn)序號(hào)1、2、3中和型鐵氧體法的成本來(lái)看，添加試劑較高時(shí)，雖然對(duì)銅鎳離子的去除效果相對(duì)較好，但成本較高，高達(dá)59.39元/m3；略微降低添加試劑的量，雖然對(duì)銅鎳離子的去除率有所降低，但大大降低了處理成本，為36.54元/m3；繼續(xù)降低添加試劑的量，對(duì)銅鎳離子的去除率會(huì)大大降低，而且處理成本卻沒(méi)有變化，仍為36.54元/m3。即采用中和型鐵氧體法處理較低濃度的化學(xué)鍍廢水，可添加適量添加劑，以達(dá)到處理效果和經(jīng)濟(jì)性的雙重優(yōu)點(diǎn)。

從試驗(yàn)序號(hào)4、5氧化型鐵氧體法的成本來(lái)看，氧化型的成本雖然也高，但可以大大降低廢水中銅鎳離子的濃度，對(duì)于高濃度電鍍廢水來(lái)說(shuō)，兼有處理效果和經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)點(diǎn)。因此，從經(jīng)濟(jì)性來(lái)看，也可以選用氧化型鐵氧體法為高濃度電鍍廢水的預(yù)處理方法。

4 結(jié)論

由以上分析可知，科的如下結(jié)論：

1）螯合劑沉淀試驗(yàn)表明，在pH=10.0時(shí)，銅鎳去除率最大，分別約為96%和83%；在螯合劑添加量大于5.0 mL時(shí)，銅去除率能達(dá)到99%以上，鎳去除率能達(dá)到80%以上，可以選擇螯合劑添加量為5.0 mL。

2）鐵氧體試驗(yàn)表明，對(duì)于銅鎳化學(xué)鍍廢水中銅離子的處理效果，大大好于對(duì)鎳離子的處理效果；采用中和型鐵氧體法處理較低濃度的化學(xué)鍍廢水，可添加適量添加劑，以達(dá)到處理效果和經(jīng)濟(jì)性的雙重優(yōu)點(diǎn)；高濃度水樣經(jīng)過(guò)氧化型鐵氧體法處理后，處理效果較好，也較為經(jīng)濟(jì)，可作為高濃度化學(xué)鍍廢水的預(yù)處理方法。