銘盛環(huán)境——工業(yè)污水，工業(yè)廢水處理專家，提供污水處理解決方案
鋅鎳合金電鍍有酸性和堿性兩種體系，目前主要運用的是堿性體系。兩種體系的鍍液都含有強配位劑，主要是脂肪族多胺類配位劑。堿性鋅鎳合金鍍液中含有3%左右的脂肪族多胺，這種配位劑的穩(wěn)定性高，在常溫下用雙氧水氧化法不能將其毀壞。面對鋅鎳合金電鍍廢水處置的技術(shù)難題，研討人員正在力圖將其攻克。但是在眾多文獻報道中未見針對鋅鎳合金電鍍廢水或含脂肪族多胺的電鍍廢水處置的研討。目前，有些電鍍廢水處置廠運用重金屬捕捉劑處置鋅鎳合金電鍍廢水，做到了鎳的達標排放，但鋅不行。
鋅鎳合金電鍍工業(yè)廢水處理問題是嚴峻的，假如不能推出新的處置工藝使其達標排放，這個鍍種將面臨被淘汰的困境。為此，開發(fā)了氧化−螯合沉淀法來處置堿性鋅鎳合金電鍍廢水。
1、處置流程
1.1 原理
在pH=8~13的條件下，用雙氧水毀壞堿性鋅鎳合金電鍍廢水中的羥基羧酸類配位劑。然后調(diào)理廢水pH至4.5~5.5，降低脂肪族多胺類配位劑的配位才能。最后以二甲基二硫代氨基甲酸鈉沉淀鋅、鎳等重金屬離子，使廢水達標排放。
1.2 化學(xué)原料
(1)沉淀劑：10%的二甲基二硫代氨基甲酸鈉水溶液。
(2)雙氧水：30%的雙氧水。
(3)硫酸亞鐵溶液：5%的硫酸亞鐵水溶液。
(4)焦亞硫酸鈉溶液：10%的焦亞硫酸鈉水溶液。
(5)絮凝劑：0.5%的高分子量聚丙烯酰胺水溶液。
(6)稀硫酸：濃硫酸與水的體積比為1∶9。
(7)氫氧化鈉溶液：10%的氫氧化鈉水溶液。
1.3 主要流程
大致流程如圖1所示。
1.3.1 氧化處置
鋅鎳合金電鍍廢水包括鋅鎳合金電鍍線上的水洗水和電鍍件鈍化線上的水洗水兩個局部。鋅鎳合金鍍液中含有三乙烯四胺一類的脂肪族多胺配位劑，三價鉻鈍化液中含有蘋果酸一類的羥基羧酸類配位劑。在酸性條件下，脂肪族多胺配位劑對金屬離子的配位才能較弱，對重金屬捕捉劑與鋅和鎳的沉淀反響影響不大，但由于蘋果酸一類配位劑的存在，直接運用重金屬捕捉劑不能有效沉淀鋅離子，對鎳離子的沉淀也有一定的負面影響。因而必需用氧化法毀壞電鍍廢水中蘋果酸一類的配位劑。該氧化反響實施得較慢，需求加鐵離子作為催化劑提升反響速率。氧化反響普通耗時5h左右，需求較大致積的氧化反響池，并且設(shè)計成兩級反響池。
用污水泵將廢水調(diào)理池中的鋅鎳合金電鍍廢水抽入一級氧化反響池，調(diào)理廢水的pH至8~13，攪拌池液，每噸廢水中加雙氧水5kg，假如廢水濃度較高，可加至10kg。反響2~3h后，廢水從一級氧化反響池流入二級氧化反響池，再反響2~3h。
實驗標明，每噸廢水中加3kg雙氧水沒有明顯的效果，可見雙氧水投加量較少時缺乏以有效毀壞廢水中的羥基羧酸類配位劑。留意：不能運用漂水作為氧化劑，由于漂水的氧化才能較弱，特別是在冬季溫度較低時，不能有效毀壞電鍍廢水中的配位劑。
1.3.2 復(fù)原殘留的雙氧水及六價鉻
雙氧水能毀壞沉淀劑中的硫代甲酸基團，使其失去沉淀功用，雙氧水合成產(chǎn)生的氣體還會使沉淀物漂浮在液面上，給沉淀別離帶來艱難。在用雙氧水毀壞配位劑的過程中，少量的三價鉻離子會被氧化成六價鉻，這些六價鉻需求被復(fù)原為三價鉻，再參加沉淀劑使三價鉻離子生成二甲基二硫代氨基甲酸鉻沉淀。因而，在向廢水中加沉淀劑之前需求用焦亞硫酸鈉復(fù)原殘留的雙氧水以及六價鉻。
廢水從二級氧化反響池流入復(fù)原反響池后，攪拌池液，加稀硫酸調(diào)理pH至3左右，每噸廢水中需加焦亞硫酸鈉溶液20~50L，可用電位計控制ORP(氧化復(fù)原電位)至-300~-200mV，自動調(diào)理焦亞硫酸鈉的參加量。留意ORP不能大于-200mV，否則將造成六價鉻超標。
1.3.3 沉淀重金屬離子
廢水從復(fù)原反響池流入沉淀反響池后，攪拌池液，每噸廢水中普通加沉淀劑20L，鋅、鎳等重金屬離子與沉淀劑反響生成沉淀物。若廢水濃度較高，則需增加沉淀劑的用量。
廢水從沉淀反響池流入絮凝池后，加絮凝劑絮凝，用氫氧化鈉溶液調(diào)理廢水的pH至5左右。
廢水從絮凝池流入斜管沉降池后，沉淀物沉入沉降池底部。用污泥泵將沉淀物輸入板框式壓濾機。壓濾后，濾餅送專業(yè)廠處置，濾液流回廢水調(diào)理池。
取斜管沉降池中的清水，加沉淀劑1mL/L。在普通狀況下，沒有沉淀物生成則標明鋅和鎳的沉淀反響曾經(jīng)完成。若有沉淀物生成，則需求增加沉淀劑的用量。個別狀況下，羥基羧酸類配位劑未被完整氧化或pH不在處置工藝范圍內(nèi)也會有沉淀物生成。pH不契合工藝請求則需重新調(diào)理pH。若pH在工藝范圍內(nèi)，但鋅離子仍嚴重超標，則闡明廢水中仍存在羥基羧酸，需重新實施氧化處置。
1.3.4 中和
在斜管沉降池中完成沉淀別離后的廢水流入中和反響池，攪拌池液，加氫氧化鈉溶液調(diào)理pH至6~9。然后加雙氧水氧化殘留的焦亞硫酸鈉和沉淀劑，用電位計控制ORP至100~200mV，自動調(diào)理雙氧水的參加量。廢水濃度較低時COD能達標，可直接排放;廢水濃度較高時COD將超標，需采用生化降解法作進一步處置。
1.3.5 排放
廢水處置檢驗達標后從中和池出水口或生化降解池出水口排出。廢水若不達標，則關(guān)閉出水口管道，廢水從另一管道流回廢水調(diào)理池。
2、工藝條件對廢水處置效果的影響
2.1 沉淀時pH的影響
從某電鍍廠取堿性鋅鎳合金電鍍廢水試樣，用酸度計測得其pH為12。分別取試樣100mL于5只250mL燒杯中，各加雙氧水0.5mL和硫酸亞鐵溶液0.1mL，氧化5h后加稀硫酸調(diào)理試液的pH約為3，加焦亞硫酸鈉溶液2mL，攪拌平均，10min后加沉淀劑2mL，攪拌后再加稀硫酸或氫氧化鈉溶液調(diào)理試液的pH分別為4.0、4.5、5.0、5.5和6.0，放置60min后用定量濾紙過濾試液。以原子吸收分光光度法測定濾液中鋅和鎳的質(zhì)量濃度(無需消解)，結(jié)果列于表1。
實驗標明，pH在4.5~5.5的范圍內(nèi)沉淀處置后，鋅少于1.5mg/L，鎳少于0.5mg/L，滿足GB21900–2008《電鍍污染物排放規(guī)范》中“表2”的請求。當pH5.5時，廢水中的脂肪族多胺類配位劑對鎳的配位才能加強，鎳的處置結(jié)果難以達標。
2.2 氧化時pH的影響
取8份各100mL的堿性鋅鎳合金電鍍廢水分別置于8只250mL的燒杯中，分別用稀硫酸或氫氧化鈉將各試液pH調(diào)理至6、7、8、9、10、11、12和13后，加雙氧水0.5mL和硫酸亞鐵溶液0.1mL，氧化5h后用稀硫酸調(diào)理試液的pH至4左右，再加焦亞硫酸鈉溶液2mL，攪拌后加沉淀劑2mL，用稀硫酸或氫氧化鈉溶液調(diào)理試液的pH至5左右，放置60min后用定量濾紙過濾試液，測定濾液中鋅和鎳的質(zhì)量濃度，結(jié)果列于表2。實驗標明，用雙氧水氧化廢水中的配位劑需在pH>8的條件下實施。本工藝規(guī)則氧化時的pH范圍是8~13。
2.3 雙氧水氧化對重金屬離子去除率的影響
取堿性鋅鎳合金電鍍廢水試樣100mL于250mL燒杯中，加稀硫酸調(diào)理試液pH至5左右，攪拌下加沉淀劑2mL，放置60min后用定量濾紙過濾試液，測得濾液中鋅和鎳的質(zhì)量濃度列于表3。二甲基二硫代氨基甲酸鈉對鎳的沉淀才能極強，堿性鋅鎳合金電鍍廢水中的配位劑對鎳的處置影響不大，但二甲基二硫代氨基甲酸鈉對鋅的沉淀才能較弱，在有羥基羧酸類配位劑存在的狀況下，二甲基二硫代氨基甲酸鈉不能有效去除鋅。比照表2和表3中的數(shù)據(jù)可知，在廢水處置中必需首先毀壞羥基羧酸類配位劑。
2.4 廢水脂肪族多胺濃度對處置結(jié)果的影響
在常溫條件下，堿性鋅鎳合金電鍍廢水中的脂肪族多胺不能被雙氧水氧化，廢水處置前后其濃度根本不變。實驗標明，在沉淀劑參加量一定的狀況下，進水中脂肪族多胺的濃度對鋅和鎳的處置結(jié)果有一定的影響。某堿性鋅鎳合金鍍液含脂肪族多胺約50g/L，Zn和Ni的質(zhì)量濃度分別為9.68g/L和1.76g/L。將該鍍液分別稀釋10、20、50、75和100倍來模仿鋅鎳合金電鍍廢水，取各稀釋液1000mL，分別用稀硫酸調(diào)理試液pH至11左右，加硫酸亞鐵溶液1mL后再分別加雙氧水50、25、10、7.5和5mL，放置1d后加稀硫酸調(diào)理試液pH至3左右，加焦亞硫酸鈉復(fù)原殘留的雙氧水，再分別加沉淀劑200、100、40、30和20mL，然后以氫氧化鈉溶液調(diào)理試液pH約等于5。過濾別離沉淀物后測定濾液中的鋅和鎳，結(jié)果列于表4?？梢婋S著廢水中脂肪族多胺質(zhì)量濃度的增大，處置后試液中殘留的鋅和鎳增加。當脂肪族多胺的質(zhì)量濃度不高于5g/L時，鋅的處置結(jié)果滿足GB21900–2008中“表2”的請求，但鎳只能滿足“表1”的請求(總鋅限值2.0mg/L，總鎳限值1.0mg/L);當脂肪族多胺為0.6~2.5g/L時，處置后鋅滿足“表3”的請求(總鋅限值1.0mg/L，總鎳限值0.1mg/L)，鎳滿足“表2”的請求;當脂肪族多胺的質(zhì)量濃度低至0.5g/L時，出水中的鋅和鎳均滿足“表3”的限值請求。
3、結(jié)語
華東地域一些電鍍廢水處置廠已運用上述雙氧水氧化−重金屬捕捉劑沉淀工藝處置堿性鋅鎳合金電鍍廢水長達3年多，到達了預(yù)期的效果。目前，各電鍍廠的鋅鎳合金電鍍廢水濃度較高，按本法處置能到達GB21900–2008中“表2”的請求，但普通還達不到“表3”的請求。
