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超滤——含镍电镀废水处理新工艺


文章出处:超滤膜产品作者:北京超滤膜公司发表时间:2013-02-25 14:08:32

  前言

  现在,普遍采用化学法处理电镀废液,但有许多不足:回收率较低,出水镍含量严重超标;胶体难以沉降分离,洗涤困难;包藏、包夹和吸附杂质现象较严重,影响NiCl2的纯度。电镀镍漂洗水一般含镍600mg/L左右,采用膜分离技术可以将漂洗水浓缩20倍,反渗透浓缩液经蒸馏法进一步浓缩后返回电镀槽。本工作主要在含镍电镀废水中加入NaOH,产生类似生物大分子胶状Ni(OH)2沉淀,用超滤技术解决了胶体沉降分离困难的问题,并对含镍电镀废水处理的成本进行了核算,可为电镀废水处理提供参考。

  1·废水处理工艺

  某电镀厂电镀废水成分为NiCl2,其中Ni2+的浓度为600mg/L,Cl-对反应没有影响。超滤技术处理含镍电镀废水工艺流程:

  

 

  所用膜为中空纤维膜组件(切割分子质量8000Dalton,有效膜面积0.1m2),用PS8表示。操作压力为120kPa,进料流速为300mL/min,操作温度为25℃。在电镀废水反应槽Ⅰ中加入NaOH,一般来说,当溶液中C(Ni2+)=1.0×10-5mol/L,即Ni(OH)2的溶解度为1.0×10-5mol/L时,对应的溶液pH值为9.15。因此,欲使Ni(OH)2完全沉淀,pH值应>9.15,经过NaOH处理后,Ni2+与OH-迅速反应生成Ni(OH)2胶状沉淀,溶液pH值≥9.5时,废水中Ni2+的浓度为1.0mg/L。Ni(OH)2胶状沉淀类似生物大分子,不易沉降分离。通过中空纤维膜组件过滤,调节泵的进料速度至所设定的值,启动送液泵,然后调节回流液(截留液)管路上阀门,使得超滤膜组件进出口压力表示数的平均值为一设定值(所需的操作压力),系统稳定后,在一定时间内收集相应的透过液,用于检测。Ni(OH)2浓缩液返回中间槽循环,浓缩至Ni2+≥25g/L时,导入反应槽Ⅱ,加入HCl,生成NiCl2溶液返回生产工序。渗透液ρ(Ni2+)≤1.0mg/L,在调节槽中调节溶液pH值为7左右,外排。

  用GBC908/909型原子吸收光谱仪测定镍离子浓度。

  2 处理效果及经济性

  2.1 处理效果

  在电镀废水中加入NaOH,Ni2+与OH-反应生成Ni(OH)2沉淀。当溶液pH≥9.5时,通过原子吸收光谱法测定废水中Ni2+的浓度为1.0mg/L,再将溶液pH值调节至7左右可直接外排。

  2.2 膜过程浓缩比对膜通量的影响

  控制废水在50倍浓缩比之内,对过滤膜通量影响不大,超过50倍浓缩比,膜通量急剧下降。当废水浓缩近50倍时,暂停膜组件过滤,将中间槽之浓缩液转移至反应槽Ⅱ中,用HCl溶解Ni(OH)2,生成的NiCl2返回生产工序循环使用。

  2.3 处理经济效益

  根据生产性试验结果,处理1t含镍电镀废水单位消耗定额见表1。

  

 

  由表1可知,膜分离技术处理1t含镍废水成本为11.39元,从1t废水中回收NiCl2·6H2O为2.40kg,NiCl2·6H2O价格以30元/kg计,获取纯利润为60.61元;此外,处理后的废水可送前处理工序回用。每天处理废水1t,年处理废水300t(按300d计),年利润1.8万多元,投资成本可在半年左右收回。

  3·结论

  超滤技术应用于废水处理,优于传统处理工艺,对电镀含镍废水浓缩50倍,从浓缩液中可回收NiCl2,年利润就达1.8万元,透过液中ρ(Ni2+)<1mg/L可回用,减少了污染物的排放,甚至实现零排放。

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