电镀络合废水破络合后处理工艺优化.docx
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电镀络合废水破络合后处理工艺优化
电镀络合废水破络合后处理工艺优化
近些年，我国的汽车、电子行业发展迅速。
表面处理技术得到广泛应用，同时伴随着大量的电镀废水产生。
电镀工艺会产生大量的铜、镍、锌等重金属有毒污染物，且成分复杂。
电镀生产过程中加入了很多的稳定剂、络合剂、光亮剂，如EDTA^Na、柠檬酸盐（”空05日507）、铵盐、孚L酸等，它们会与c『+、N产形成稳定的络合物。
给处理带来难度，环境带来危害。
目前，工程上应用较多的传统的化学法处理工艺，包括化学中和法、化学沉淀法、化学氧化法、化学还原法。
单一的氧化还原或沉淀法都不能达到处理效果。
工程实践中，酸性氧化破络一沉淀法在电镀废水处理工艺中应用较多，大多选择酸性氧化剂次氯酸钠，但在pH值为6〜8的次氯酸钠氧化破络应用较少，效果较差。
对于pH值中性的络合废水处理工艺来说，氧化剂双氧水在pH值为6〜8时的破络效果理想。
本文探讨出了双氧水破络一沉淀法的工艺运行参数，对于简化处理流程，节省运行成本，指导工程实践意义重大。
1试验部分
1.1试验装置及流程
试验采用烧杯试验，试验设备采用六联搅拌机、6个1L烧杯。
络合废水处理工艺流程：
络合废水原水（pH值为6〜8）经过双氧水氧化破络，之后进入pH调节池，依次投加硫化钠、硫酸亚铁、
PAGPAM,经过斜管沉淀池，实现对重金属的去除。
工艺流程见图1所示。
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乐花初］
后無工艺「囱管沉阙讦顽4®®^方而
图1工艺流程
1.2试验水质
原水取自深圳某电镀园区五类电镀废水中的络合废水，水质见表1。
处理后水质达到GB21900-2008《电镀污染物排放标准》中表
2要求，即p（总铜）＜0.5mg/L,p（总镍）＜0.5mg/L。
裹1原水水质
Tab.1Rawwaterquality
pH值
pCCODt,）/
（mg-L1）
p（总嗣）/
（吨心）
（吨S
p（C^）/
（吨心）
7.4
256
110.7
9.8
未检出
P（CN）/（mg心）
p〔总锌”
应心）
p（po/）/
（吨心＞
未检出
6.6
189
L4
1.3试验方法
（1）破络氧化剂的选择试验。
分别选择次氯酸钠和双氧水2组浓
度梯度，在原水pH值下破络30min，用氢氧化钠调节pH值到10.0，反应20min,然后分别加入200mg/L的硫化钠溶液，加入硫酸亚铁，转速调到300r/min加入混凝剂PAG搅拌30S将转速调到100r/min，加入絮凝剂PAM,搅拌10min,转速调到50r/min,搅拌10
min。
静止沉淀30min。
取上清液测定铜、镍、锌3种金属离子浓度
（2）单因素影响试验和正交试验。
先对双氧水投加量、氧化破络时间、pH值、硫化钠投加量4个因素进行单因素影响试验，在原水pH值下，投加一定量的双氧水（因素C）,破络一定的时间（因素D），用氢氧化钠调节pH值到一定值（因素A）,反应20min,然后分别加入一定量的硫化钠溶液（因素B），加入硫酸亚铁，混凝沉淀过程同试验方法
（1）。
取上清液测定铜、镍、锌3种金属离子浓度研究某一单因素影响试验时，设定该因素一定的变化梯度，其它3因素取某一固定值，分析影响效果根据上述单因素试验分析结果，选取恰当的3水平，构成4因素3水平正交试验，试验的A、B、C、D都取相应的值，步骤同单因素影响试验。
1.4分析方法
铜、镍分析方法参照标准方法。
2结果与讨论
2.1氧化破络氧化剂的选择
取1.0L络合废水水样于1.0L大烧杯中，分别加人氧化剂的量：
次氯酸钠（10%）1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5mL双氧水（10%）0.24、0.36、0.48、0.60、0.72、0.84mL。
原水pH值约为7.4。
结果见图2、图3。
1234
（L•罟】X电电*霞
图2■化剂投加■对残余恫离子浓糜的影响
1234
氧化剂投加
图3钢化拥投加■对残余镇翕子浓度的影响
（一<（舔x$舔
由图2、图3可知，随着氧化剂投加量的增加，次氯酸钠破络条件下残余铜离子和镍离子浓度逐渐降低，双氧水破络条件下当投加量为0.23〜0.68mL/L,铜离子和镍离子浓度逐渐降低，投加量为0.68~0.81mL/L,离子浓度略有升高的趋势。
原因可能是双氧水过量，多余的双氧水分解产生的氧气上浮，不利于矶花的沉降，影响处理效果。
由于双氧水的氧化破络效果较好，故选择双氧水破络。
2.2单因素试验结果与分析
221双氧水投加量的影响
在PH值为10、硫化钠投加量为300mg/L、氧化破络时间为
30min的条件下，考察双氧水投加量对铜、镍离子去除的影响。
结果见图4。
由图4可知，随着双氧水投加量的增加，铜、镍离子浓度明显递减，当双氧水投加量达到0.34mL/L时，残余铜、镍离子质量浓度分别为0.39、0.38m,L，处理结果达标。
故取双氧水投加量为0.34mL/L。
0.24Q,290J4OJ90,430.49
取氧水揑加M/fmLL-1）
ffl4双氧水投加■対残余铜、鎳倉子浓度的影喻
2.2.2氧化破络时间的影响
在pH值为10、硫化钠投加量为300mg/L、双氧水投加量为O.34mL/L的条件下，考察氧化破络时间对铜、镍离子去除的影响，结果如图5所示。
由图5可知，随着反应时间的递增。
残余铜离子浓度先是明显递减而后趋于平缓，拐点在40min处。
随着反应时间的递增，残余镍离子浓度缓慢递减，考虑减少水力停留时间、节省用地等综合因素。
故取氧化破络时间为40min。
1020304050
做化蔽络时阎/min
氛化破络时间对残余铜
223硫化钠投加量的影响
在pH值为10、双氧水投加量为0.34mLZL、氧化破络时间为
40min的条件下，考察硫化钠投加量对铜、镍离子去除的影响，结
果如图6所示。
由图6可知，随着硫化钠投加量的递增，残余铜离子浓度明显递减，当硫化钠投加量为250mg/L时，残余铜离子质量浓度为0.45mg/L,处理结果达标。
在硫化钠投加量为50—300mg/L时，残余镍离子浓度都达标。
所以硫化钠投加量取250m
g/。
砸化钠投加量/{mgdj
硫化钠投抑■对残余铜、魏鹏于浓度的影响
224PH值的影响
在双氧水投加量为0.34mL/L、氧化破络时间为40min、硫化钠投加量为250mg/L的条件下，考察pH值对铜、镍离子去除的影响，结果如图7所示。
由图7可知，随着pH值的递增，残余铜离子浓度平缓递减，且都达标。
随着pH值的递增，残余镍离子浓度明显递减，当pH值达到10.5时，残余镍离子质量浓度为0.31mg/L,处理达标所以pH值取10.5。
5罟<&龜侵
9.09510.010.511.01L5
pH值
图7pH值对残余铜、镇离子浓度的影瞩
2.3正交试验
为了确定络合废水处理工艺的最佳工艺条件，考察pH值（A）、硫
化钠投加量（B）、双氧水投加量（C）氧化破络时间（D）4因素对处理效果的影响，设计了4因素3水平的正交试验。
试验确定的因素、水平见表2,正交试验结果见表3。
*2正交试验的因素-水平
Tab.2Factor-leveloforthogonal址績
水平
A
G/CmL-L-1）
D/mini
1
93
150
030
20
2
10,0
200
0.32
30
3
10.5
250
0.S4
40
褰3正交试验结果
Tab,3Resultsoforthogonaltest
因累
试脸給采
编号
A
B
C
D
P（铜）/（rngd/}
卩犢）/
（mg-IT）
1
9.5
150
0.30
10
051
0J5
2
93
200
0.32
抑
0,45
0,50
3
9,5
250
0J4
40
0.23
038
4
10.G
J50
032
40
0.64
051
5
JO.O
200
0,34
20
0.36
035
6
10.0
250
030
30
0.13
0.30
1
10.5
13G
回
40
06S
039
8
10,5
200
032
20
031
0J9
9
10.5
250
0.34
30
0J2
OJO
10
X
ISO
0.34
20
0,6H
058
ii
9J
200
0.30
30
0.40
0.53
12
9.5
250
032
剝
0.20
043
13
10.0
150
0.34
30
0创
0.48
14
10.0
200
0,30
40
0.30
0.35
15
10.0
250
0.32
20
0.29
16
10.5
150
0.32
30
0.55
039
17
10.5
200
0.34
40
0,23
0,16
LS
10J
250
0.30
20
0.27
（JJ4
从表3中可见。
在正交试验过程中经处理的铜、镍离子浓度有明显的波动，处理后残余铜、镍离子浓度随4个因素的变化在达标浓度线上下出现波动，因此，要同时对水样中铜、镍的去除效果来分析工艺的最优控制条件。
2.4正交试验数据分析
本正交试验极差分析结果见表4、表5。
对于铜的极差分析结果显示4因素中硫化钠投加量是最主要的影响因素，其次是pH值、氧化破络时间、双氧水投加量。
对于镍的极差分析结果表明pH值是最主要的影响因素，其次是硫化钠投加量、双氧水投加量、氧化破络时间。
对铜、镍极差分析可知试验的最佳工艺条件组合均为A3B3C3D3，即处理工艺最佳条件组合为：
双氧水投加量为0.34mL/L,破络时间为40min,调节pH值到10.5,硫化钠投加量为250mg/L。
表4正交试验极差分析绪果（铜］
Tab.4Kangeanalysisnesultfiofortho呂onaJlestfcopper）
项目
A
E
C
I）
0.447
0,660
0.417
0,437
0.400
0405
0J90
虽
0360
0.205
0385
0.380
0,087
0,455
0.032
0.057
熾优术平
A）
G
0.
主次園黑
R>A>i）>C
Jft5正交试验极墓分栃结果（镰】
Tab.SRangeanalysisresultsoforthogonaltest（nickel）
顼目
A
B
CD
0加
0.51«
0.410
0,380
0378
0.345
Q.3«7
0383
kt
0.22B
0,273
G338
0372
0300
0.245
0.072
0.011
站优水平
冲，
局
G
6
主欢因坦
A
3结论
（1）络合废水的pH值为6〜8时。
双氧水较次氯酸钠氧化破络效果好。
（2）
B>
络合废水处理工艺中铜离子去除的因素影响显著性顺序为：
A>D>G因素B对试验结果的影响是非常显著的。
镍离子去除的因素影响显著性顺序为：
A>B>C>D因素A对试验结果的影响是非常显著的。
处理工艺最佳条件组合为：
原水pH值为6~8,双氧水的投加量为0.34mL/L,破络时间为40min,破络后调节pH值到10.5，硫化钠的投加量为250mg/L。
本试验方法对络合废水处理实际运行提供可靠依据。
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