还原性铁粉处理化学镀镍漂洗废水研究

发布时间：2017-10-05 19:13

  本文关键词：还原性铁粉处理化学镀镍漂洗废水研究

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【摘要】：镀镍技术是当今非常重要的一种表面修饰处理工艺技术,镀镍工业量在电镀行业中排列第二,仅次于镀锌,广泛应用在众多领域中。镀镍过程中会产生大量含镍废水,镍是国际上公认的致癌物质,因此这些含镍废水必须经过处理后才能排放。2012年11月30日,广东省曾经发文《广东省环境保护厅关于珠江三角洲地区执行国家排放标准水污染物特别排放限值的通知》要求:珠江三角洲地区的电镀行业自2012年12月31日起执行镍低于0.1 mg/L的排放标准。但是在具体实施过程中,可能由于目前的工艺比较难以稳定达到0.1 mg/L的标准,或者处理成本太高,2015年6月3日重新发布了广东省地方标准,电镀水污染排放标准(DB 44/1597-2015),要求现有的电镀企业镍只需达到0.5 mg/L的排放标准。因此,工艺简单、处理效率高、处理成本低以及镍资源易于回收是含镍化学镀废水处理的一个重要并且迫切需要的研究方向。针对三种不同浓度的化学镀镍漂洗废水提出了不同的处理方法:对于镍含量7.2 m/L的低浓度化学镀镍漂洗废水,采用还原性铁粉在常温下(20℃),pH为9,铁粉的投加量为1.5 g/L,反应30 min后,废水的镍含量已经稳定低于0.1 mg/L。对于镍含量达到21.8 mg/L的废水,pH为6.1,反应温度为50℃,铁粉的投加量为4 g/L,反应150 min后,废水中镍含量为0.12 mg/L;将反应温度升高到60℃,反应150 min后,废水中镍含量为0.09 mg/L,低于0.1 mg/L的排放标准。对于镍含量达到45.6 mg/L的废水,采用铁粉处理法不能达到0.1 mg/L的排放标准,但是在50℃条件下不调节废水的pH值(pH为5.8),反应120 min后能将化学镀镍漂洗废水中的镍含量降低到0.37 mg/L,再联合Fenton高级氧化法处理,反应条件为:反应初始pH值为4,H_2O_2和FeSO_4·7H_2O的投加量分别为1.7 mL/L和3.1 g/L,反应90 min后将废水的pH值调整至7~8。Fenton氧化后化学镀镍漂洗废水中的镍离子能降低到0.06 mg/L,能将废水中的镍离子稳定处理达到0.1 mg/L以下,并且能将废水中的COD降低到63.7 mg/L。再联合BAF工艺,BAF好氧处理4h后,废水的COD降低为45.7 mg/L,也可以达到50 mg/L的国家排放标准。本文还对铁粉处理的作用机制进行了简单的分析,发现铁粉与化学镀镍漂洗废水反应的机制主要有氧化还原和混凝沉淀两种作用机制。
【关键词】：化学镀镍 漂洗水 还原性铁粉 氧化还原 混凝
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X781.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-28
• 1.1 含镍电镀废水概述11-14
• 1.1.1 化学镀镍工艺11-12
• 1.1.2 化学镀镍废水的来源和性质12-13
• 1.1.3 化学镀镍废液的危害13-14
• 1.2 化学镀镍废水处理技术国内外研究概况14-22
• 1.2.1 化学处理法14-18
• 1.2.2 物理化学法18-20
• 1.2.3 生物处理法20-21
• 1.2.4 综合处理法21
• 1.2.5 不同处理方法的比较21-22
• 1.3 还原性铁在废水处理中的应用及其研究现状22-25
• 1.3.1 还原性铁在废水治理中的机理22-23
• 1.3.2 还原性铁在废水治理中的应用23-25
• 1.4 课题研究内容与意义25-28
• 1.4.1 研究内容25
• 1.4.2 研究意义25-28
• 第二章 实验材料与实验方法28-31
• 2.1 实验材料28-29
• 2.1.1 实验废水水质28
• 2.1.2 实验主要试剂28-29
• 2.1.3 实验主要仪器与设备29
• 2.2 实验方法29-30
• 2.2.1 还原性铁粉处理实验方法29
• 2.2.2 Fenton高级氧化实验方法29-30
• 2.2.3 曝气生物滤池处理实验方法30
• 2.3 分析检测方法30-31
• 2.3.1 能谱分析30
• 2.3.2 X射线光电子能谱分析30-31
• 第三章 还原性铁粉处理化学镀镍漂洗水研究31-52
• 3.1 还原性铁粉处理低浓度化学镀镍漂洗水31-40
• 3.1.1 中和沉淀法31-33
• 3.1.2 还原性铁粉投加量的影响33-34
• 3.1.3 反应初始pH值的影响34-36
• 3.1.4 反应温度的影响36-37
• 3.1.5 反应动力学模型37-40
• 3.2 还原性铁粉处理中低浓度化学镀镍漂洗水40-50
• 3.2.1 中和沉淀法40-41
• 3.2.2 还原性铁粉投加量的影响41-42
• 3.2.3 反应初始pH值的影响42-45
• 3.2.4 反应温度影响45-46
• 3.2.5 反应动力学模型46-50
• 3.3 本章小结50-52
• 第四章 还原性铁粉-Fenton -BAF联合处理研究52-74
• 4.1 还原性铁粉处理较高浓度化学镀镍漂洗水52-63
• 4.1.1 中和沉淀法52-53
• 4.1.2 还原性铁粉投加量的影响53-54
• 4.1.3 反应初始pH值的影响54-55
• 4.1.4 反应温度影响55-56
• 4.1.5 50℃下还原性铁粉投加量的影响56-57
• 4.1.6 还原性铁粉的循环利用的影响57-59
• 4.1.7 反应动力学模型59-63
• 4.2 Fenton高级氧化法处理研究63-70
• 4.2.1 Fenton高级氧化法概述64-65
• 4.2.2 正交试验65-67
• 4.2.3 H_2O_2投加量的影响67-68
• 4.2.4 Fe~(2+)投加量的影响68-69
• 4.2.5 反应初始pH的影响69-70
• 4.2.6 Fenton高级氧化处理出水水质70
• 4.3 曝气生物滤池生化处理研究70-72
• 4.3.1 曝气生物滤池概述70
• 4.3.2 BAF的挂膜启动70-71
• 4.3.3 BAF处理铁粉处理-Fenton高级氧化出水71-72
• 4.4 本章小结72-74
• 第五章 还原性铁粉处理化学镀镍漂洗废水机制分析74-85
• 5.1 铁粉与化学镀镍漂洗废水可能发生的反应分析74-77
• 5.2 亚铁离子和铁离子对化学镀镍漂洗废水的影响77-79
• 5.3 铁粉处理化学镀镍漂洗废水正交试验79-81
• 5.4 处理后回收铁粉分析81-84
• 5.4.1 回收铁粉成分分析81-83
• 5.4.2 XPS分析83-84
• 5.5 本章小结84-85
• 结论和展望85-87
• 结论85
• 展望85-87
• 参考文献87-94
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果94-96
• 致谢96-97
• Ⅳ-2答辩委员会对论文的评定意见97

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本文编号：978343