电镀废水中络合剂的检测及低浓度金属络合物的处理技术研究

发布时间：2020-07-26 08:47

【摘要】：对络合剂的准确检测,能够确定电镀废水中金属络合物的种类,从而为选择合适的处理方法提供依据。目前有较多分析方法用于络合剂的检测,但很少研究金属离子和络合剂对分析带来的影响。本文研究了镍-草酸的金属络合效应对高效液相色谱法(HPLC)分析草酸的影响、3种络合剂对离子色谱法分析EDTA的影响以及镍离子对半定量试纸分析EDTA的影响。镍离子对草酸定量分析的影响较大,氢氧化物沉淀法能够有效减少镍离子对草酸HPLC分析的影响。柠檬酸钠和草酸对EDTA定量分析的影响较小,葡萄糖酸钠对EDTA定量分析的影响较大。半定量试纸可以初步判断电镀废水中是否存在EDTA,但镍离子的络合会干扰EDTA的检出。目前对于含高浓度金属离子的电镀废水有较为成熟的处理方法,但是对于含低浓度金属离子的电镀废水,由于金属离子和络合能力较强的络合剂形成低浓度的金属络合物,一般的处理方法难以达到电镀污染物的排放要求,因此采用高级氧化法处理低浓度金属络合物。本课题的研究对象是5.0mg/几镍离子和25.0mg/L EDTA络合后的低浓度Ni-EDTA的模拟废水,采用臭氧法、热活化过硫酸钠法、芬顿法、UV/03、UV/过硫酸钠、电絮凝法等高级氧化法进行处理,考察初始pH、反应时间、投加量等因素对处理效果的影响,将不同的高级氧化法进行对比,得到最佳实验条件和处理方法,为实际电镀废水的处理提供参考依据。对于臭氧法处理低浓度Ni-EDTA模拟废水,随着反应时间的增加、臭氧浓度的上升、初始pH的升高,镍的浓度在不断下降。臭氧法的最佳实验条件为:初始pH为11.0、反应时间为5min、臭氧浓度为15.0mg/L,此时Ni-EDTA的去除率为98.3%。对于热活化过硫酸钠法处理低浓度Ni-EDTA模拟废水,随着反应时间的增加、过硫酸钠投加量的增加、反应温度的升高,镍的浓度不断减小。热活化过硫酸钠法的最佳实验条件为:反应时间为60min、过硫酸钠和EDTA的摩尔比为25:1、水浴温度为90℃、初始pH为4.6,此时Ni-EDTA的去除率为98.4%。对于芬顿法处理低浓度Ni-EDTA模拟废水,随着H2O2投加量的增加、nFe2+:nH2O2的增加、反应时间的增加,镍的浓度不断减小。芬顿法的最佳实验条件为:初始pH为2.5、H2O2 投加量为 180mg/L、nFe2+:nH2O2 为 1:1、反应时间为 60min,此时 Ni-EDTA的去除率为98.7%。采用UV/O3、UV/过硫酸钠、电絮凝法等高级氧化法处理低浓度Ni-EDTA模拟废水时,只有UV/过硫酸钠法的处理效果达到了电镀污染物的排放标准,Ni-EDTA的最大去除率为100%,对应的最佳实验条件为:紫外灯功率为12W、过硫酸钠和EDTA的摩尔比为25:1、反应时间为60min、初始pH为3.8。臭氧法、热活化过硫酸钠法、芬顿法和UV/过硫酸钠法对低浓度Ni-EDTA模拟电镀废水的处理效果较好,达到了电镀污染物的排放标准。在不同高级氧化法的最佳实验条件下,按照Ni-EDTA的处理效果进行排序:UV/过硫酸钠法芬顿法热活化过硫酸钠法臭氧法UV/H2O2法电絮凝法UV/O3法UV氧化法次氯酸钠氧化法H2O2氧化法。
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X781.1
【图文】：

２．１电镀废水的来源及特性逡逑２．１．１电镀废水的来源逡逑电镀车间里有镀前的表面处理、镀中处理和镀后处理三个工艺环节ｔＷ，如图２．１所逡逑示。每个环节又包含很多工序，将产生大量电镀废水，成分主要是金属离子和金属络合逡逑物。具体地，电镀废水的主要来源包括前处理的除油酸洗水、镀件清洗水、废电镀液以逡逑及槽液等。逡逑镀件逦＾机械抛光逦ｘ邋除油逦－酸浸逡逑电镀逡逑电镀产品＾逦邋烘干邋＜逦水洗逡逑图２．１电镀的基本工艺流程逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｔｈｅ邋ｂａｓｉｃ邋ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｏｆ邋ｅｌｅｃｔｒ

逦１１．７逦－逡逑传统电镀废水的基本处理流程如图２．２［１６］所示，重金属离子主要是通过化学沉淀进逡逑行去除，但前提是金属离子呈游离状态。整个处理流程主要集中在有机物的降解和重金逡逑属离子的去除。逡逑

逦５４．２逦８．２１逡逑图４．４是预处理后的ＵＶ－可见光全波长扫描曲线。由图可知，当ｐＨ为８．０、９．０、１０．０逡逑时，对应的吸光度分别为１．１３８、１．０１５、０．９９６，处于络合态草酸和纯草酸的吸光度之间，逡逑说明氢氧化钠沉淀法能够有效破络。其中，ｐＨ为９．０和１０．０对应的吸光度较为接近，逡逑说明这两种ｐＨ下对络合物的破络效果相同。图４．４和表４．１得到的结论是一致的，因此，逡逑氢氧化物沉淀法能够显著减少镍离子对草酸ＨＰＬＣ分析的影响。逡逑１４逦络合态草酸逡逑逦ｐＨ＝８逡逑１．２逦■逦逦ｐＨ＝９逡逑＇＇＼逦邋ｐＨ＝１０逡逑１逦＇｜Ａ＇ｉ逦？纯草酸逡逑ｓ：ｎ逡逑－逡逑Ｑ邋逦ｌ逦ｌ逦１逦■逦ｌ＿逦逦ｌ逦逦逦逦ｉ—逦，邋逦逡逑１９０逦２１０逦２３０逦２５０逦２７０逦２９０逦３１０逦３３０逡逑吸收波长（ｎｍ）逡逑图４．４预处理后的ＵＶ－可见光全光谱扫描逡逑Ｆｉｇ．邋４．４邋ＵＶ－ｉｎｖｉｓｉｂｌｅ邋ｌｉｇｈｔ邋ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ邋ｓｃａｎｎｉｎｇ邋ａｆｔｅｒ邋ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ逡逑４．２络合剂对离子色谱法分析ＥＤＴＡ的影响逡逑图４．５是ＥＤＴＡ的标准曲线。由图可知，在本次实验条件下，离子色谱法对ＥＤＴＡ逡逑的检测范围为４０？２００ｍｇ／Ｌ

【参考文献】

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本文编号：2770544