電鍍廢水的處理工藝范文

本站小編為你精心準備了電鍍廢水的處理工藝參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

《湖北農業科學雜志》2014年第十一期

1材料與方法

1．1方法

1．1．1靜態吸附將一定量的廢水用氫氧化鈉溶液分別調至不同的pH并置于錐形瓶中，加入一定量的樹脂，靜態吸附24h后取樣測定溶液中Cu2＋的濃度。利用公式（1）、（2）計算不同pH值下的Cu2＋吸附容量Q和吸附率E。

1．1．2靜態解吸將已經吸附飽和的樹脂用去離子水洗凈后，分別加入一定量的鹽酸溶液和硫酸溶液，解吸24h后取樣測定解吸液中Cu2＋濃度。并利用公式（3）計算解吸率，確定最佳解吸劑。

1．1．3動態試驗單獨試驗：準確量取60mL樹脂濕法裝入離子交換柱，將廢水調至所需pH，控制不同的流速進行單柱試驗。根據《電鍍污染物排放標準》（GB21900－2008）要求，設定0．5mg／L作為穿透點，確定最佳流速。雙柱試驗：分別量取30mL樹脂裝入柱1和柱2中，在單柱試驗確定的最佳流速下進行串并聯試驗。串并聯試驗與單柱試驗使用樹脂總量相同，單位時間處理水量相同。Cu2＋濃度采用原子火焰吸收分光光度法進行測定。

1．1．4動態解吸將已經吸附飽和的樹脂柱用去離子水洗凈，將解吸劑以一定流速流經離子交換柱，測定解吸液濃度。濃度較低的解吸液作為套用液在后續解吸中使用，并測定解吸液濃度的變化。

1．2試驗流程

試驗利用重力原理，廢水從高位水箱流入離子交換柱，通過流量計控制試驗流速。單柱和并聯運行出水達到穿透濃度即停止試驗。串聯運行柱1吸附飽和后進行再生，廢水經由柱2處理，再生后的柱1可串聯于柱2后繼續進行吸附，直至柱2吸附飽和（圖1）。樹脂吸附飽和后用去離子水洗凈后通入解吸劑進行解吸。

2結果與分析

2．1吸附試驗結果

2．1．1靜態試驗取2mL樹脂，放入盛有80mL含銅電鍍廢水的錐形瓶中，用氫氧化鈉溶液將廢水pH分別調至2、3、4、5，在Cu2＋濃度為600mg／L，吸附時間24h的條件下，考察不同pH對Cu2＋去除率的影響，結果見圖2。由圖2可知，隨著pH的升高Cu2＋的去除率先增大后減小，在pH＝4時去除率最高可達97．9％。可見，過高或過低的pH都不利于樹脂對Cu2＋的吸附。這是由于樹脂對Cu2＋去除率的大小主要取決于樹脂表面結構［6～8］。在pH較低時，溶液中的H＋含量較高，占據了樹脂表面的活性位置，使樹脂本身的活性基團只有部分電離，降低了樹脂的活性，因此Cu2＋去除率相對較低。隨著pH的升高Cu2＋去除率逐漸增加，但當pH＞4時樹脂對Cu2＋的親和力逐漸降低，去除率開始呈下降趨勢。同時考慮到pH的增大會導致Cu2＋發生水解反應，因此后續試驗將pH設定為4。

2．1．2單柱試驗用量筒量取60mL樹脂，濕法裝柱。將pH為4，初始Cu2＋濃度為600mg／L的廢水，分別以8、10、12、14BV／h的流速重力自流通過樹脂柱，并每隔一定時間取樣測定Cu2＋濃度。圖3為流速與吸附容量和穿透時間之間的關系曲線圖。由圖3可以看出，樹脂的穿透時間隨著流速的增大而逐漸縮短。由公式（1）可以算出，流速為8、10、12、14BV／h時的吸附容量分別為34．6、33．0、29．1、28．1g／L。可見流速越小穿透時間越長，吸附量越大。這是由于流速較小時，廢水可以和樹脂在離子交換柱內充分接觸，從而吸附容量大；流速逐漸增大時，廢水在離子交換柱內停留時間變短，樹脂還來不及全部吸附廢水就已經流出，從而吸附容量有所減少。雖然流速增大后吸附容量逐漸減少，但穿透所用時間也大大縮短。因此，試驗選用10BV／h流速為宜，穿透時間較短，且吸附容量在30g／L以上。

2．1．3并聯試驗用量筒分別量取30mL樹脂，濕法裝入柱1和柱2。根據“2．1．2”試驗得出流速為10BV／h時吸附效果較好，并聯試驗單位時間處理水量與單柱相同，因此亦采用10BV／h的流速。試驗條件：pH＝4，v＝10BV／h，C（Cu2＋）＝600mg／L，廢水通過重力作用自流通過樹脂柱，并每隔一定時間取樣測定Cu2＋濃度。圖4為并聯運行時穿透曲線圖。由圖4可以看出，吸附時間200min內出水中未檢出銅離子，200min后樹脂吸附量減小，出水濃度逐漸增大至穿透，穿透時間為319min，柱1和柱2共處理水量3190mL。將兩柱并聯時，每柱中的樹脂層高度相對于單柱時減少了1/2，傳質層高度較短。因此單位時間處理水量相同時，穿透時間較短，同時處理水量也隨之減少。

2．1．4串聯試驗用量筒分別量取30mL樹脂，濕法裝入柱1和柱2。通過“2．1．2”試驗得出流速為10BV／h時吸附效果較好，因此串聯試驗亦采用10BV／h的流速，單位時間處理水量與單柱相同。試驗條件：pH＝4，v＝10BV／h，C（Cu2＋）＝600mg／L，廢水通過重力作用自流通過樹脂柱，并每隔一定時間取樣測定Cu2＋濃度。圖5為串聯聯運行時穿透曲線圖。由圖5可以看出，串聯運行時柱1吸附125min時開始穿透，219min吸附飽和；柱2吸附280min時開始穿透，375min吸附飽和。當柱1吸附飽和后，柱2的出水中并未檢出銅離子，出水達標。此時可將柱1 先進行再生，再生后將柱1串聯于柱2后繼續吸附，這樣既保證了出水的達標，又提高了樹脂的利用率，兩柱樹脂均可以完全利用吸附飽和。一個周期可處理水量3750mL，比單柱運行時處理量提高了18％。

2．1．5不同運行方式對比由表1可知，樹脂量相同、單位時間處理水量相同時，串聯運行吸附量大，比單柱運行效率提高了18％。這是由于單柱和并聯運行時樹脂的利用率較低，出水中Cu2＋濃度達到0．5mg／L時就需要停止運行，進行再生，此時離子交換柱下端的樹脂還未完全吸附飽和。而串聯時樹脂的傳質區的長度增加了，使樹脂的利用率也隨之提高，同時柱1吸附飽和后可迅速再生，串聯于柱2后繼續吸附，因此樹脂的利用率較高，吸附量也較大［9］。

2．2解吸試驗結果

2．2．1解吸劑的影響將已經吸附飽和樹脂用去離子水洗凈后，分別取2mL放入不同錐形瓶內，瓶1加入質量分數為10％的HCl溶液20mL，瓶2加入質量分數為10％的H2SO4溶液20mL，靜態放置24h后，取樣測定解吸液中Cu2＋的濃度。結果見表2。由表2可知，質量分數相同的鹽酸和硫酸作為解吸劑時，硫酸的解析率高于鹽酸14．2個百分點，因此試驗選用10％的硫酸作為解吸劑。

2．2．2解吸劑濃度的影響將已經吸附飽和樹脂用去離子水洗凈后各取2mL置于三個錐形瓶內，分別加入質量分數為3％、5％、10％H2SO4溶液各20mL，靜態放置24h后，取樣測定解吸液中Cu2＋的濃度。結果見表3。由表3可知，樹脂的解吸率隨著硫酸濃度的增加而升高。可見較高濃度的硫酸有利于樹脂中的銅離子解吸，但硫酸度過大時容易造成樹脂床層收縮，影響樹脂的再生性能［10］。同時，高濃度的硫酸也加大了處理成本。試驗中5％的硫酸解吸率已達92．1％，因此，考慮到成本問題，選擇5％的硫酸作為解吸劑較適宜。

2．2．3動態解吸將質量分數為5％的硫酸溶液通入已經吸附飽和的串聯柱1樹脂中，調節流速為3BV／h進行試驗，解吸液濃度變化如表4所示。由表4可以得出，用硫酸進行再生可以將樹脂中的Cu2＋洗脫出來，再生液中銅離子大量富集，每升溶液中濃度高達1萬多毫克。再生液經過電沉積處理可以回收銅，具有一定的經濟效益。但在洗脫試驗的后端，Cu2＋濃度往往較低，低濃度的再生液電解時回收率較低。因此可以將后端較低濃度的再生液作為套用液，在柱2吸附飽和再生時將套用液代替硫酸進行再生。將解吸液1后端的解吸液與質量分數為5％的硫酸混合后通入已經吸附飽和的串聯柱2樹脂中，調節流速為3BV／h進行試驗。解吸液濃度變化如表5所示。圖6為解吸液1和解吸液2的濃度對比圖。由圖6可以明顯看出，用套用液作為解吸劑時，解吸液中Cu2＋濃度明顯有所提高。

3結論

1）采用單柱、雙柱并聯及串聯進行吸附試驗，在pH＝4，流速為10BV／h的條件下，單柱吸附容量33．0g／L，并聯吸附容量31．9g／L，串聯吸附容量37．5g／L。串聯運行時的吸附容量明顯高于單柱和并聯。兩柱串聯增加了樹脂傳質層高度，既保證了出水的達標率，又提高了樹脂的利用率。2）選用質量分數相同的鹽酸和硫酸作為解吸劑，硫酸解吸效果優于鹽酸。在流速為3BV／h的條件下，5％的硫酸解吸率可達92％。3）解吸試驗后端解吸液中銅離子濃度較低，因此可以將較低濃度的解吸液作為套用液，在下一次與硫酸混合解吸，既減少了酸的使用量，又解決解吸液銅濃度偏低及后續回收成本高的問題。

作者：張惠靈楊瑾盧雪麗單位：武漢科技大學資源與環境工程學院