高浓度络合重金属废水的处理工艺研究

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随着电子工业的迅猛发展,重金属废水的排放量逐年增加,特别是络合剂的广泛使用,使废水成分更趋复杂,采用传统的化学法处理,出水中的重金属浓度仍较高,很难做到达标排放。 本文选取某公司化学镀生产线实际排放的重金属废水为研究对象,采用钙沉淀法、活性炭吸附法、甲醛还原法和芬顿试剂氧化法处理废水中的络合铜,采用亚硫酸氢钠或硫酸亚铁还原法处理废水中的Cr(Ⅵ),采用高锰酸钾氧化法和芬顿试剂氧化法处理废水中的络合镍,废水中Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)和Ni(Ⅱ)的最大去除率分别为99.7%、99.8%和98.5%。 直接添加氢氧化钙固体作沉淀剂对Cu(Ⅱ)含量为158mg/L且含有大量EDTA的含铜络合废水进行处理,反应速度较快,12min即可达到沉淀平衡;提高氢氧化钙的投加量有利于Cu(Ⅱ)的去除,当氢氧化钙投加量大于4.0g/L时,出水Cu(Ⅱ)去除率稳定在98.8%以上。氢氧化钙作沉淀剂的不足之处是Ca2+含量和pH难以同步调节,后沉淀现象较为严重,为此采用氯化钙和氢氧化钠来分别调节Ca2+含量和pH值,当Ca2+投加量在2.4g/L、pH=12的条件下,Cu(Ⅱ)去除率可达99.0%。钙沉淀法除铜的主要过程为:高pH时,Cu(Ⅱ)的沉淀反应和络合反应在Ca2+大量存在的情况下,因Ca2+与EDTA的结合,使得Cu(Ⅱ)更易发生沉淀反应。采用相似工艺处理含有酒石酸钾钠或柠檬酸钠的络合铜废水,Cu(Ⅱ)去除率也达到了99.0%左右。 采用活性炭吸附法处理含铜络合废水受pH值的影响较大,pH从12降到1时,对Cu(Ⅱ)的去除率可提高70%-80%,其中以孔径最小、比表面最大的椰壳炭的去除效果最佳:pH=2、椰壳炭投加量为20g/L时的Cu(Ⅱ)去除率达到93.0%。进一步的实验表明,活性炭吸附以络合铜的形式吸附Cu(Ⅱ),因此相对于其它方法而言,活性炭吸附法对TOC的去除率最高:pH=2时,TOC去除率约为50%-60%。活性炭吸附法同样适用于含酒石酸钾钠和柠檬酸钠的含铜络合废水,Cu(Ⅱ)去除率可达93%-94%。 甲醛还原法对含铜络合废水同样具有较好的去除效果,当氢氧化钠的投加量为60g/L时,出水Cu(Ⅱ)可达0.5mg/L以下,但氢氧化钠的使用量明显高于钙沉淀法。芬顿试剂法对含铜络合废水的去除效果不够理想,Cu(Ⅱ)去除率仅为10%-20%且过滤出水颜色为红褐色,说明Fe3+浓度较高。 采用亚硫酸氢钠或硫酸亚铁对含铬Cr(Ⅵ)废水进行还原、中和沉淀处理。结果表明,硫酸亚铁作为还原剂,pH为2-7时,废水中Cr(Ⅵ)从245mg/L降至0.5mg/L以下。由于反应生成的Fe3+具有絮凝作用,因此其沉淀pH的选择范围也较宽(7-10),不足之处是生成的污泥量相对较多。采用亚硫酸氢钠作为还原剂,pH为2-4时,出水总铬含量在0.5mg/L左右,进一步提高反应pH值,Cr(Ⅵ)去除率迅速下降。 采用高锰酸钾法对含镍络合废水[Ni(Ⅱ=235mg/L、NaH2PO2·H2O=615mg/L、Na2HPO3=2290mg/L]进行氧化、中和沉淀处理,当Ca2+投加量大于2.4g/L时,出水总磷低于1.0mg/L;Ni(Ⅱ)的去除效果与沉淀pH有关,pH=12.5时的Ni(Ⅱ)的去除率为96.6%。采用芬顿试剂法对络合含镍废水的除磷效果不够理想,出水总磷在100mg/L以上,但由于Fe3+的生成,Ni(Ⅱ)去除率比高锰酸钾法高,沉淀pH=12时,出水Ni(Ⅱ)含量约为98.0%。
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