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电镀废水中污染物的去除研究

孙萌萌  
【摘要】:电镀是当今工业产业链中不可或缺的环节,同时也是当代全球三大污染产业之一。电镀工艺过程复杂,镀前预处理、电镀及镀后工艺都会产生不同性质的电镀废水,成分复杂。新型镀种-化学镀镍及锌镍合金等电镀工艺的兴起也加大了废水治理的难度,同时《电镀废水排放标准》(GB21900-2008)的实施对电镀废水中氨氮、重金属、COD等指标提出了更严格的排放标准,使得实际电镀废水的达标处理难度越来越大,废水处理问题已成为制约电镀企业生存发展的瓶颈。因此,对于实际电镀废水处理工艺的研究势在必行。本文以江西电镀园区电镀预处理、电镀后产生的几股成分不同的废水为研究对象,分别对其中的氨氮、COD及镍等成分的去除进行了探索与优化实验。采用吹脱法对化学镀废水中高浓度氨氮进行一级处理。应用响应面分析法对氨氮吹脱工艺进行优化,在最佳吹脱工艺条件下(pH=11、空气流速=2 L/min、时间=60 min),氨氮的去除效率为98%。吹脱后的废水经次氯酸钠深度氧化进行二级处理,结果显示,次氯酸钠投加量为30 mL/L,反应时间为10 min时,氨氮去除率达95.43%。同时研究了超声、紫外照射对次氯酸钠氧化效率的强化效果。经吹脱和次氯酸钠处理后的废水符合《电镀污染物排放标准》表3氨氮排放限值要求;采用磷酸铵镁法对废水中的氨氮进行二级处理,在反应时间为20min,MgCl_2:MgO摩尔比为1:4,N:Mg摩尔比为1:1.6时,氨氮的去除率可达到96%以上,原水氨氮浓度从180mg/L降至8mg/L以下。采用芬顿法降解电镀废水中COD,系统地研究了芬顿氧化降解COD过程中的关键因素对去除效率的影响,结果表明在pH=3,H_2O_2投加量为0.96ml/L,Fe~(2+)/H_2O_2摩尔比=1:5,在此条件下COD去除率达到65.8%;紫外辐射有助于提高芬顿法去除COD的去除效率,且效率提高达20%以上。经过芬顿处理后,废水中的氨氮、Cu~(2+)等也实现了不同程度的去除率。采用氢氧化物混凝沉淀法分别对电镀工艺产生的含镍废水进行镍的去除研究,对于镍浓度在6617mg/L的电镀槽废液,采用次氯酸钠进行初步破络,并对比了氢氧化钠和氢氧化钙对Ni~(2+)的混凝沉淀效果,其中氢氧化钙调节pH对Ni~(2+)的去除效果明显优于氢氧化钠,但由于用氢氧化钙调节pH产生的污泥量特别大,产生二次污染,给企业增加成本,因此推荐选择氢氧化钠进行絮凝沉淀;对于214.3mg/L和64.6mg/L的电镀浸洗水和电镀漂洗水,选择氢氧化钠混凝沉淀法且在pH=12时对镍的去除效果最好,50mg/L的聚合硫酸铁的添加有助于镍的更好去除,去除效率均在98%以上。本论文研究的高氨氮、重金属镍、COD废水的处理方法,应用到江西某电镀集控园区实际废水的处理中,处理后的电镀废水排放指标,全部达到了《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)表三的排放要求。


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