基于电化学的化学镀镍废水处理实验研究

发布时间：2017-10-25 17:27

  本文关键词：基于电化学的化学镀镍废水处理实验研究

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【摘要】：目前,化学镀在电镀行业的应用越来越普遍。化学镀镍废水是化学镀镍过程中产生的一种难处理络合态废水,水质水量变化大,有机物、氨氮、总磷、重金属等含量高。一般化学法处理化学镀镍废水难以使水质达标。电化学法是一种“环境友好型技术”,具有处理效率高、操作简单、没有或很少产生二次污染等特点。本研究利用电化学法处理化学镀镍废水,通过对电絮凝及电芬顿的单因素实验,优化最佳反应条件;通过多因素实验,结合PB筛选和响应面法,分析各因素的显著性及交互作用,确定各因素对电化学法去除污染物效果的影响程度;在最佳反应条件下,通过FT-IR、XRF等测试手段表征固体产物,探讨污染物的去除过程。在此基础上,采用电化学—TMF联合技术处理实际化学镀镍废水,对污染物的去除条件进行优化。根据所得的最优条件,研究不同膜过滤条件下,电化学预处理对膜污染的影响。通过分析絮体粒径、体积指数及表面Zeta电位,研究不同预处理对膜污染的影响。研究所得结论如下:对模拟化学镀镍废水的单因素实验研究表明,在初始Ni浓度50mg/L条件下,电絮凝对镍和总磷的去除率最大分别为97.8%和15.2%优于化学混凝的58.1%和7.8%。电芬顿和芬顿法对重金属镍和总磷的去除率相差不大分别为97.9%、92.4%和95.4%、94.7%,但电芬顿对双氧水的消耗量(0.76g/L)远低于芬顿(6.66g/L)。以design expert软件对电化学法的多因素研究发现,电絮凝除镍的PB筛选系统中,电流密度、反应时间、溶液初始pH、溶液初始Ni浓度对电絮凝除镍效果影响显著;电芬顿除磷的BBD系统中,二次模型显著,能较好地拟合;在溶液初始磷浓度为15mg/L、初始pH值为4、H_2O_2浓度为0.31g/L、电流密度为160A/m2、反应时间为20min的最优条件下,总磷去除率预测值为99.8%,验证实验表明,在此最优条件下,总磷的去除率为99.37%。通过FT-IR和XRF对电化学处理后的固体产物分析污染物的去除过程可知,电絮凝对污染物的去除主要通过絮体混凝沉淀作用,电芬顿对污染物去除主要通过·OH的强氧化作用以及絮体的混凝沉淀。电化学预处理对膜污染的影响研究表明,废水在较低的流量下,其在电化学反应器中的停留时间越长,形成的絮体粒径越大,对膜通量的影响程度越小,膜污染程度越轻;同时提高膜过滤条件下的循环通量及跨膜压差也可明显减轻膜污染;同时研究表明电化学预处理对膜污染的程度小于化学法预处理对膜污染的程度。
【关键词】：化学镀镍废水 电化学 响应面 管式微滤膜
【学位授予单位】：苏州科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X78
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 引言11
• 1.2 化学镀镍及其污染物11-16
• 1.2.1 化学镀镍概述11-12
• 1.2.2 化学镀镍废水产生、组分及危害12-13
• 1.2.3 化学镀镍废水处理技术研究进展13-16
• 1.3 电化学技术概况16-20
• 1.3.1 电絮凝16-18
• 1.3.2 电芬顿18-20
• 1.4 膜前预处理技术研究进展20-22
• 1.4.1 混凝预处理20-21
• 1.4.2 吸附预处理21
• 1.4.3 电化学预处理21-22
• 1.5 课题研究的目的及主要内容22-23
• 1.5.1 研究目的22
• 1.5.2 研究内容22-23
• 第二章 实验装置、材料与方法23-29
• 2.1 实验材料23-25
• 2.1.1 主要实验试剂23
• 2.1.2 主要实验设备23
• 2.1.3 实验装置23-25
• 2.2 实验方法25-29
• 2.2.1 实验研究方法25-27
• 2.2.2 分析测试方法27-29
• 第三章 电化学处理化学镀镍废水的研究29-49
• 3.1 电化学处理化学镀镍废水影响因素研究29-38
• 3.1.1 电絮凝处理化学镀镍废水影响因素研究29-33
• 3.1.2 电芬顿处理化学镀镍废水影响因素研究33-38
• 3.1.3 小结38
• 3.2 电化学处理化学镀镍废水的响应面优化研究38-45
• 3.2.1 PB筛选39-41
• 3.2.2 优化实验41-45
• 3.2.3 小结45
• 3.3 化学镀镍废水中污染物的去除过程45-49
• 3.3.1 絮凝产物FT-IR分析46-47
• 3.3.2 絮凝产物XRF分析47-48
• 3.3.3 小结48-49
• 第四章 电化学—TMF处理实际化学镀镍废水实验研究49-61
• 4.1 电絮凝—TMF处理化学镀镍废水的实验研究49-54
• 4.1.1 电絮凝—TMF处理化学镀镍废水影响因素研究49-50
• 4.1.2 电絮凝预处理对膜污染的研究50-54
• 4.1.3 小结54
• 4.2 电芬顿—TMF处理化学镀镍废水的实验研究54-61
• 4.2.1 电芬顿—TMF处理化学镀镍废水影响因素研究54-56
• 4.2.2 电芬顿预处理对膜污染的研究56-60
• 4.2.3 小结60-61
• 第五章 结论与建议61-63
• 5.1 结论61-62
• 5.2 建议62-63
• 参考文献63-69
• 致谢69-70
• 作者简历70

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本文编号：1094755