化學(xué)法處理電鍍廢水的研究

化學(xué)法處理電鍍廢水的研究

0電鍍廢水處理?yè)?jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國(guó)一家電腦廠每年處理約40億米的廢水。電鍍廢水不僅量大,而且對(duì)環(huán)境污染也嚴(yán)重。由于含有自然界不能降解的重金屬離子,因此,對(duì)電鍍廢水的處理歷來(lái)受到各國(guó)政府的重視。對(duì)電鍍廢水處理主要有化學(xué)沉淀法、電解法、離子交換法和膜處理法等?；瘜W(xué)法是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣的?；瘜W(xué)法處理電鍍廢水具有技術(shù)成熟、投資小、處理成本低、適應(yīng)性強(qiáng)、管理方便、自動(dòng)化程度高等諸多優(yōu)點(diǎn),加上砂濾能使出水水質(zhì)澄清,達(dá)標(biāo)排放,不失為既經(jīng)濟(jì)又有效的一種方法。本文研究了氫氧化鈉中和沉淀酸性含銅電鍍廢水的影響因素,得到了重金屬銅去除率較高的反應(yīng)條件。1實(shí)驗(yàn)1.1實(shí)驗(yàn)儀器721型可見(jiàn)分光光度計(jì)(上海欣茂儀器有限公司),JJ-1型精密電動(dòng)攪拌器(蘇州威爾實(shí)驗(yàn)用品有限公司),PHS-3C型精密酸度計(jì)(上海大普儀器有限公司);氫氧化鈉(分析純),聚丙烯酸鈉,聚丙烯酰胺,聚乙烯醇。1.2實(shí)驗(yàn)水實(shí)驗(yàn)水樣取自貴陽(yáng)市083系統(tǒng)宇光分公司電鍍車(chē)間酸性含銅廢水。1.3絮凝劑的制備移取400mL實(shí)驗(yàn)水樣于500mL燒杯中,加入一定量的氫氧化鈉溶液,攪拌一定時(shí)間后,加入一定量的絮凝劑,沉降,靜置過(guò)濾。經(jīng)分光光度法檢測(cè)濾液中銅離子的質(zhì)量濃度,計(jì)算廢水中銅離子的去除率。2結(jié)果與討論2.1沉淀過(guò)濾效果的試驗(yàn)結(jié)果pH值對(duì)銅去除效果有最直接的影響。實(shí)驗(yàn)水樣中Cu2+的質(zhì)量濃度為367mg/L,攪拌時(shí)間4min,在室溫下進(jìn)行。配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的氫氧化鈉。改變氫氧化鈉加入量,以調(diào)節(jié)廢水pH值,試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。圖1是在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,用氫氧化鈉溶液來(lái)調(diào)節(jié)廢水pH值,測(cè)得的pH值與沉淀過(guò)濾后濾液中銅的質(zhì)量濃度的關(guān)系曲線。從圖1可以看出,剛開(kāi)始反應(yīng)時(shí),隨著溶液pH值的增加,其濾液中銅的質(zhì)量濃度變化較小;當(dāng)溶液pH=5.6~8.5時(shí),在此段pH值范圍內(nèi),濾液中銅的質(zhì)量濃度變化很大。當(dāng)溶液pH值達(dá)到8.5左右時(shí),濾液中銅的質(zhì)量濃度小于1mg/L。隨著溶液pH值的繼續(xù)增加,當(dāng)pH>11.3左右時(shí),濾液中銅的質(zhì)量濃度又逐漸增大,變化較小,同時(shí)沉淀顏色由淺藍(lán)色變?yōu)樯钏{(lán)色。當(dāng)pH>13.5后,濾液中銅隨pH值的增加繼續(xù)增大,且變化較大。2.2變攪拌時(shí)間結(jié)果固定水樣中的Cu2+的質(zhì)量濃度為367mg/L,加入氫氧化鈉溶液,控制廢水pH值8.5,改變攪拌時(shí)間,結(jié)果如圖2所示。從圖2中可看出,氫氧化鈉中和沉淀銅離子的速率較快,在攪拌時(shí)間2min以?xún)?nèi),銅去除率高達(dá)99.78%。隨著攪拌時(shí)間的增加,銅去除率隨之有所增加,但變化較小。因此,攪拌時(shí)間對(duì)銅去除率影響不大,考慮到攪拌時(shí)間包括加堿及反應(yīng)時(shí)間,故取攪拌時(shí)間4min即可。2.3反應(yīng)溫度的確定固定水樣中的Cu2+的質(zhì)量濃度為367mg/L,控制廢水pH值8.5,攪拌時(shí)間4min,改變反應(yīng)溫度,結(jié)果如圖3所示。由圖3可看出,隨著溫度的升高,銅去除率呈下降趨勢(shì),但銅去除率變化較小。因此,溫度對(duì)氫氧化鈉處理含銅廢水的影響不大,故選擇室溫下進(jìn)行廢水處理。2.4有機(jī)絮凝劑加入量由于所得到的氫氧化銅沉淀顆粒微細(xì)而疏松,沉淀時(shí)間較長(zhǎng),1h后上清液中仍有細(xì)小顆粒未能沉降至底部,上層清液未完全澄清透明,且上層清液稍加攪拌,沉淀又會(huì)上浮,影響上層清液的排放和沉淀的效果。因此,需選取合適的絮凝劑,使沉淀顆粒增大,加速沉淀速度,縮短沉淀時(shí)間。本實(shí)驗(yàn)選取3種高分子絮凝劑:聚丙烯酰胺(PAM)、聚丙烯酸鈉(PAAS)、聚乙烯醇(PVA)。這3種有機(jī)絮凝劑不與沉淀發(fā)生化學(xué)反應(yīng),有利于沉淀。將廢水加堿中和沉淀后,分別加入一定量的絮凝劑(均配制質(zhì)量濃度為0.5g/L),再傾入500mL量筒內(nèi),觀察其沉淀高度?？疾旒尤胄跄齽┖?沉降時(shí)間與沉淀高度關(guān)系,得到圖4、5、6。由圖4可看出,當(dāng)加入質(zhì)量濃度為0.5g/L的PAM3.5mL時(shí),沉淀下降最快,且最終沉淀高度最低。但在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,觀察其沉降過(guò)程,其生成的絮狀體易破碎,致使有部分絮體漂浮在上層清液中,久久不能沉降,因此,加入PAM2.5mL時(shí)絮凝沉降效果最好。從圖5可看出,當(dāng)加入質(zhì)量濃度為0.5g/L的PAAS1.5mL時(shí),以及從圖6表明,當(dāng)加入質(zhì)量濃度為0.5g/L的PVA2.5mL時(shí),絮凝沉降效果最好。綜合考慮,當(dāng)加入質(zhì)量濃度為0.5g/L的聚丙烯酸鈉1.5mL時(shí)沉降速度最快,且絮體較為密實(shí),顯示較好的穩(wěn)定性,利于固液分離,其絮凝沉降效果最好。3高分子有機(jī)絮凝劑的投加效果(1)對(duì)酸性含銅電鍍廢水,其處理效果最優(yōu)條件為:控制pH值8.5,攪拌時(shí)間為4min,常溫,處理后的廢水中銅離子的質(zhì)量濃度顯著低于國(guó)標(biāo)規(guī)定的污水排放標(biāo)準(zhǔn)。(2)加入高分子有機(jī)絮凝劑聚丙烯酸鈉,顯著提高沉降速度,顆粒明顯增大,利于后期對(duì)銅的回收。與一般處理廢水所選用有機(jī)絮凝劑與無(wú)機(jī)絮凝劑混合投加絮凝效果