申请日2018.04.24
公开(公告)日2018.11.13
IPC分类号C02F9/04; C02F101/20; C02F103/16
摘要
本发明公开了一种去除电镀废水中镍离子的方法，包括如下步骤：1)在电镀废水中加入酸，调节其氢离子浓度指数为3‑3.5;2)加入绿矾、双氧水和活性炭混合搅拌进行反应;3)反应后的溶液进行过滤;4)过滤后的溶液加入碱，调节其氢离子浓度指数为10‑12;5)最后加入絮凝剂进行絮凝反应;这种方法对去除电镀水镍离子能够取得优良的效果，处理后的废水排放能够达到国家排放标准，避免了对水质造成污染，环境友好。
权利要求书
1.一种去除电镀废水中镍离子的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)在电镀废水中加入酸，调节其氢离子浓度指数为3-3.5;
2)加入绿矾、双氧水和活性炭混合搅拌进行反应;
3)反应后的溶液进行过滤;
4)过滤后的溶液加入碱，调节其氢离子浓度指数为10-12;
5)最后加入絮凝剂进行絮凝反应。
2.根据权利要求1所述的去除电镀废水中镍离子的方法，其特征在于，步骤1)中所述酸为硫酸。
3.根据权利要求1所述的去除电镀废水中镍离子的方法，其特征在于，步骤2)中反应时间为40min-150min。
4.根据权利要求1所述的去除电镀废水中镍离子的方法，其特征在于，步骤2)中反应温度为20℃-25℃。
5.根据权利要求1所述的去除电镀废水中镍离子的方法，其特征在于，步骤2)中所述绿矾和所述双氧水的质量百分比为2∶1-1∶3。
6.根据权利要求6所述的去除电镀废水中镍离子的方法，其特征在于，所述绿矾和所述双氧水的质量百分比为1∶4.5。
7.根据权利要求1所述的去除电镀废水中镍离子的方法，其特征在于，步骤4)中所述碱为石灰或氢氧化钠中任一种或几种。
8.根据权利要求1所述的去除电镀废水中镍离子的方法，其特征在于，步骤5)中絮凝剂为聚丙烯酰胺。
9.根据权利要求1所述的去除电镀废水中镍离子的方法，其特征在于，绿矾中的铁离子与电镀废水中镍离子的质量比为9.5-10.5。
10.根据权利要求9所述的去除电镀废水中镍离子的方法，其特征在于，绿矾中的铁离子与电镀废水中镍离子反应温度为45℃-65℃。
说明书
一种去除电镀废水中镍离子的方法
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种去除电镀废水中镍离子的方法。
背景技术
化学镀镍为电镀行业的一项独特镀种，其耐蚀、均匀、色泽美观等优良特性使其得到广泛的应用。与之同时，化学镀镍废水成为工业废水中的一类特殊废水，其工艺直接决定了废水的难处理性，一方面水质成分复杂，化学镀镍药水中需加入大量添加剂来维持化学反应平衡，包括络合剂、缓冲剂及其他处理试剂，导致不同类型的单一溶液变为有凝聚作用的混合溶液，因此在处理时难以精准把握处理方向;另一方面废水浓度太高，由于化学镀镍为自催化反应，当溶液中的待镀金属随着反应逐渐消耗，其化学平衡被打破，镀液即报废，报废液中的污染物浓度极高，使处理难度随之增加。
电镀过程中产生的废水成分非常复杂，其中重金属废水是电镀行业潜在危害性极大的废水类别。镍是一种可致癌的重金属，此外它还是一种较昂贵的金属资源(价格是铜的2～4倍)。电镀镍因其具有优异的耐磨性、抗蚀性、可焊性而被广泛应用于电镀生产中，其加工量仅次于镀锌，在整个电镀行业中居第二位。在镀镍过程中产生大量含镍废水。如果含镍废水不加处理任意排放，不但会危害环境和人体健康，还会造成贵金属资源的浪费。
但是，对化学镀镍产生的污水，由于废水中的镍离子以络合态的形式存在，难以去除，处理后的污水不能保证达到国家排放标准，使大量含有镍离子等金属的污水排入江河，对水质造成污染，影响生态环境。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种去除电镀废水中镍离子的方法，这种方法对去除电镀水镍离子能够取得优良的效果，处理后的废水排放能够达到国家排放标准，避免了对水质造成污染，环境友好。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种去除电镀废水中镍离子的方法，包括如下步骤：
1)在电镀废水中加入酸，调节其氢离子浓度指数为3-3.5;
2)加入绿矾、双氧水和活性炭混合搅拌进行反应;
3)反应后的溶液进行过滤;
4)过滤后的溶液加入碱，调节其氢离子浓度指数为10-12;
5)最后加入絮凝剂进行絮凝反应。
本发明提供的一种去除电镀废水中镍离子的方法，这种方法对去除电镀水镍离子能够取得优良的效果，处理后的废水排放能够达到国家排放标准，避免了对水质造成污染，环境友好。
在步骤2)中先加入绿矾(FeSO4·7H2O)混合搅拌，然后加入双氧水(H2O2)，当在含有Fe2+离子的酸性溶液中投加双氧水，会发生如下反应：
H2O2+Fe2+→Fe3++OH-+OH·(1);
H2O2+Fe3+→Fe2++H++HO2·(2);
整个体系反应关键是通过Fe2+在反应中起激发和传递作用，使链反应能持续进行，直至H2O2耗尽;电镀废水中Ni2+可占据Fe2+的晶格形成共沉淀而去除。在此条件下废水中镍离子的去除率达到99.96%，出水镍离子的质量浓度为0.30mg/L，达到国家规定的排放标准。另外，沉淀污泥的物相分析表明，在最佳工艺条件下得到的NiFe2O4、Fe3O4等铁氧体沉淀物既无二次污染又可作为磁性材料回收利用。
活性炭作为催化剂能使步骤2)中的反应更加充分，同时能有效地去除电镀废水中一些金属离子，避免金属离子对反应造成影响，干扰反应速率。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以作如下改进：
作为优选方案，步骤1)中所述酸为硫酸。
作为优选方案，步骤2)中反应时间为40min-150min。
作为优选方案，步骤2)中反应温度为20℃-25℃。
作为优选方案，步骤2)中所述绿矾和所述双氧水的质量百分比为2：1-1：3。
作为优选方案，所述绿矾和所述双氧水的质量百分比为1∶4.5。
作为优选方案，步骤4)中所述碱为石灰或氢氧化钠中任一种或几种。
作为优选方案，步骤5)中絮凝剂为聚丙烯酰胺。
聚丙烯酰胺絮凝剂在废水处理中的絮凝作用是由于它的两个特点：长链(线)状的分子结构和聚丙烯酰胺分子中含有大量活性基团。聚丙烯酰胺是直链状聚合物，因每个分子是由十万个以上的单体聚合构成，分子链相当长。它如果完全伸直，其长度要比一般的分子(如蔗糖)或离子(如ca2+)长数万倍以上。由于它的分子长而细，会弯曲或卷曲成不规则的曲线形状。这个长分子链向外侧伸出许多化学活性基团：酰胺基-conh2及羧基-coo-。酰胺基是非离子性基团，但亦善于形成副价键而与其它物质的活性基团吸附并连结起来。由于聚丙烯酰胺分子长而细并有许多化学活性基团，它们能和沉淀微粒产生很多连接而形成较大的絮凝物，这些絮凝物的结构就象棉絮那样，松散、无定形，互相连结但不很稳固，内部有很多空间和很多微细的网络，包藏着大量液体，因而絮凝物的比重颇接近它所存在的液体本身。絮凝物中还网络了各种各样的微粒，这就将各种不同成分、不同性质、不同大小的微粒集合在一起。因此，聚丙烯酰胺絮凝剂处理能将废水中原有的微粒完全网络除去，使废水显得清亮透明和有光泽。
作为优选方案，绿矾中的铁离子与电镀废水中镍离子的质量比为9.5-10.5。
作为优选方案，绿矾中的铁离子与电镀废水中镍离子反应温度为45℃-65℃。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非特别指明，以下实施例中所用的原料均可从正规渠道商购获得。
实施例1，
为了达到本发明的目的，一种去除电镀废水中镍离子的方法，本实施例中去除电镀废水中镍离子的方法被标记为方法1，包括如下步骤：
1)在电镀废水中加入硫酸，调节其氢离子浓度指数(PH值)为3;
2)加入绿矾、双氧水和活性炭混合搅拌进行反应，所述绿矾和所述双氧水的质量百分比为1∶4.5，在步骤2)中先加入绿矾(FeSO4·7H2O)混合搅拌，然后加入双氧水(H2O2)，最后加入活性炭，当在含有Fe2+离子的酸性溶液中投加双氧水，会发生如下反应：
H2O2+Fe2+→Fe3++OH-+OH·(1);
H2O2+Fe3+→Fe2++H++HO2.(2);
在反应而温度为20℃下反应3.5h;整个体系反应关键是通过Fe2+在反应中起激发和传递作用，使链反应能持续进行，直至H2O2耗尽;电镀废水中Ni2+可占据Fe2+的晶格形成共沉淀而去除。
3)反应后的溶液进行离心过滤;
4)过滤后的溶液加入氢氧化钠，调节其氢离子浓度指数为10;绿矾中的铁离子与电镀废水中镍离子的质量比为9.5，反应温度为45℃，反应1h，纸带过滤;
5)最后加入絮凝剂进行絮凝反应。
步骤1)中当在电镀废水中加入硫酸，调节其氢离子浓度指数(PH值)为3，PH过高不仅抑制了OH·的产生，而且会使Fe2+以氢氧化铁的形式沉淀而失去催化能力;当PH过低时，溶液中的H+浓度过高，Fe3+不能顺利的被还原为Fe2+，催化反应受阻，当PH值为3时，反应效果更好，反应速率更快。
活性炭作为催化剂能使步骤2)中的反应更加充分，同时能有效地去除电镀废水中一些金属离子，避免金属离子对反应造成影响，干扰反应速率。
本实施例一种去除电镀废水中镍离子的方法，方法1对去除电镀水镍离子能够取得优良的效果，处理后的废水能够达到《电镀污染物排放标准》(GB 21900-2008)，排入水体的电镀废水中总镍质量浓度小于0.1mg/L，避免了对水质造成污染，环境友好。
检测结果证明本实施例中提供的一种去除电镀废水中镍离子的方法，对絮凝反应后的废水检测其达到国家废水排放标准，检测结果证明这种方法对去除电镀水镍离子能够取得优良的效果，处理后的废水能够达到达到《电镀污染物排放标准》(GB 21900-2008)，避免了对水质造成污染，环境友好。
实施例2，
本实施例中去除电镀废水中镍离子的方法被标记为方法2，包括如下步骤：
1)在电镀废水中加入硫酸，调节其氢离子浓度指数为3.2;
2)加入绿矾、双氧水和活性炭混合搅拌进行反应，所述绿矾和所述双氧水的质量百分比为1∶1，在步骤2)中先加入绿矾(FeSO4·7H2O)混合搅拌，然后加入双氧水(H2O2)，最后加入活性炭，当在含有Fe2+离子的酸性溶液中投加双氧水，会发生如下反应：
H2O2+Fe2+→Fe3++OH-+OH·(1);
H2O2+Fe3+→Fe2++H++HO2·(2);
在反应而温度为22℃下反应100min;整个体系反应关键是通过Fe2+在反应中起激发和传递作用，使链反应能持续进行，直至H2O2耗尽;电镀废水中Ni2+可占据Fe2+的晶格形成共沉淀而去除。
3)反应后的溶液进行纸带过滤;
4)过滤后的溶液加入石灰，调节其氢离子浓度指数为9.5;绿矾中的铁离子与电镀废水中镍离子的质量比为10，反应温度为50℃，反应0.5h，纸带过滤;
5)然后加入絮凝剂进行絮凝反应。
步骤1)中当在电镀废水中加入硫酸，调节其氢离子浓度指数(PH值)为3.2，PH过高不仅抑制了OH·的产生，而且会使Fe2+以氢氧化铁的形式沉淀而失去催化能力;当PH过低时，溶液中的H+浓度过高，Fe3+不能顺利的被还原为Fe2+，催化反应受阻，当PH值为3时，反应效果更好，反应速率更快。
活性炭作为催化剂能使步骤2)中的反应更加充分，同时能有效地去除电镀废水中一些金属离子，避免金属离子对反应造成影响，干扰反应速率。
本实施例一种去除电镀废水中镍离子的方法，方法1对去除电镀水镍离子能够取得优良的效果，处理后的废水能够达到《电镀污染物排放标准》(GB 21900-2008)，排入水体的电镀废水中总镍质量浓度小于0.1mg/L，避免了对水质造成污染，环境友好。
检测结果证明本实施例中提供的一种去除电镀废水中镍离子的方法，对絮凝反应后的废水检测其达到国家废水排放标准，检测结果证明这种方法对去除电镀水镍离子能够取得优良的效果，处理后的废水能够达到《电镀污染物排放标准》(GB 21900-2008)，避免了对水质造成污染，环境友好。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。