电镀工业园区含镍废水处理工艺优化及镍的电沉积试验研究

发布时间：2017-04-07 23:14

  本文关键词：电镀工业园区含镍废水处理工艺优化及镍的电沉积试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着镍在电镀工业中的广泛应用,产生的大量含镍电镀废水不仅易对环境造成污染,同时也造成了金属资源的浪费。本文以惠州市龙溪电镀基地内的含镍电镀废水为研究对象,调研厂区内含镍废水的现有预处理工艺,发现其存在的问题并进行了优化改进。对后续镍浓缩液的处理方法提出建议,通过电解法处理镍浓缩液,并回收金属镍。探讨了阳极材料、电流强度、镍离子浓度、温度、pH值、搅拌和缓冲液对回收效果的影响。得出的主要的结论有:(1)在清洁生产、环保节能和可持续发展的要求下,集中化管理的电镀基地是电镀这个重污染产业的发展趋势。(2)含镍废水的预处理工艺运行结果显示,离子交换树脂对含镍废水的处理是有效的。在含镍废水原有预处理工艺基础上进行优化后,出水中镍离子浓度已经低于国家和相关省份关于电镀污染物排放标准中严的限值(0.1mg/L)。预处理出水经过后续超滤和反渗透处理后可以直接回用,不仅能够提高电镀基地的经济效益,也极大地降低了对环境的污染。且该套装置操作简便、运行效果稳定,在电镀产业具有广泛推广的价值。(3)单因素实验结果显示,以有钌铱涂层的钛板为阳极,极距为20mm、电流15A、温度为50℃和镍离子浓度为20g/L,并且通气搅拌,镍回收率最高达到85.1%,相应的电流效率为51.8%。(4)以初始pH值、电流、温度和镍离子浓度等作为变化因素,设计正交实验[L9(34)],镍回收率作评价指标。结果显示4个变化因素对回收率的影响力大小顺序是:电流镍离子浓度pH温度。正交实验的最佳参数组合是:钛板为阳极、极板间距固定为20mm、pH=6.0、电流15A,温度60℃、镍离子浓度20 g/L和通气搅拌,此时镍回收率为83.7%,相应的电流效率为51%。(5)比较单因素实验的最佳参数组合、正交实验中的去除率最高实验组合与正交实验最佳参数组合,验证其处理效果。发现较高浓度的镍离子浓度有助于提高电流效率;且在温度达到一定高度后,继续升温对回收率和电流效率的影响都不再明显。因此在最终选择适合的电解温度时要综合考虑经济和工艺效果。(6)实验证明乙酸-乙酸钠缓冲溶液能够利用其特性有效地抑制电解质溶液pH值的下降,维持其在比较稳定的适合镍析出的水平,减少了H+的竞争,有利于提高镍回收率和电流效率。(7)电解法处理浓缩后的含镍废水能够有效地减少废水排放量,在回收贵重金属镍的同时,出水经过深度处理回用作电镀清洗和一般生活用水,能够有效地降低企业生产和运行成本,具有显著的社会、环境和经济效益。
【关键词】：电镀废水 镍 电解法 回收
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X781.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-13
• 第1章 绪论13-21
• 1.1 概述13
• 1.2 镍的主要性质13-14
• 1.2.1 镍的物理性质13
• 1.2.2 镍的化学性质13-14
• 1.3 镍的主要用途及其危害14
• 1.4 含镍废水的处理现状14-18
• 1.4.1 化学法14-15
• 1.4.2 离子交换法15-16
• 1.4.3 吸附法16-17
• 1.4.4 膜分离法17
• 1.4.5 生物法17-18
• 1.5 电解法处理含镍废水的进展18-19
• 1.6 本研究的目的和意义19-20
• 1.7 本研究的内容20-21
• 第2章 龙溪电镀基地含镍电镀废水处理工艺与优化21-29
• 2.1 电镀园区基本情况21
• 2.2 园区含镍废水组成及水质21-22
• 2.3 含镍废水处理工艺22-23
• 2.3.1 预处理工艺流程选择与设计22
• 2.3.2 废水回用系统工艺选择与设计22-23
• 2.4 主要构筑物及参数23-25
• 2.4.1 含镍废水调节池23
• 2.4.2 袋式过滤器23-24
• 2.4.3 镍吸附装置24
• 2.4.4 镍浓缩液储池24-25
• 2.4.5 缓冲调节水池25
• 2.4.6 超滤装置25
• 2.4.7 反渗透装置25
• 2.4.8 回用水池25
• 2.5 优化及运行效果25-27
• 2.6 经济成本分析27
• 2.7 现存主要问题及解决方案27
• 2.7.1 主要问题27
• 2.7.2 解决方案27
• 2.8 本章小结27-29
• 第3章 电解法处理含镍废水29-45
• 3.1 实验仪器29-30
• 3.2 实验试剂与材料30
• 3.3 镍的测定方法30-32
• 3.3.1 EDTA滴定法滴定镍的原理30-31
• 3.3.2 EDTA标准溶液的标定31-32
• 3.3.3 溶液中镍离子的滴定32
• 3.4 实验原理32-34
• 3.4.1 实验原理32-34
• 3.4.2 评价指标34
• 3.5 实验方案34-35
• 3.5.1 单因素实验35
• 3.5.2 多因素正交实验35
• 3.6 实验结果与分析35-44
• 3.6.1 单因素实验35-40
• 3.6.2 多因素正交实验40-42
• 3.6.3 缓冲溶液的影响42-44
• 3.7 本章小结44-45
• 第4章 效益分析45-47
• 4.1 社会效益45
• 4.2 环境效益45-46
• 4.3 经济效益46-47
• 第5章 结论与展望47-49
• 5.1 主要结论47-48
• 5.2 改进与优化48-49
• 参考文献49-55
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目55-57
• 致谢57

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