化学镀镍废水处理臭氧技术 15页

化学镀镍废水处理臭氧技术　　臭氧技术对多种废水均具有较好的处理效果，如制药废水、化工废水、印染废水等。将臭氧技术用于电镀废水处理具有三方面的优势：一是臭氧的氧化力量强，可与有机物发生一系列反应，实现破络合作用;二是电镀废水中含有的重金属(如废、铜、锌等)是臭氧化反应的催化剂曰，可提高臭氧化的处理效果;三是在臭氧化过程中，不需外加其他药剂，因而污泥产生量少。为此，采纳臭氧技术处理化学镀废废水，并讨论了最佳的处理条件。　　1、试验　　1.1水样来源及特性　　试验所用废水水样取自江苏省某电镀厂的化学镀废生产车间，废水呈蓝绿色。废水水质指标见表1。　　1.2试验试剂15n　　试验所用试剂均为分析纯，试验用水为去离子水。　　1.3试验装置及方法　　臭氧处理技术的工艺流程如图1所示。臭氧反应器为圆柱体，直径为50mm，高度约为1300mm，有效容积为2L。钛曝气头位于反应器的底部，尾气经过臭氧分解器。首先，使用蠕动泵将废水泵入反应器内；然后，打开氧气钢瓶和臭氧发生器，将含臭氧的气体以稳定的流速输入反应器内；在反应过程中记录压力表、流量计、pH计、ORP计等仪表数据，测定进、出反应器的气相臭氧浓度；反应结束后取水样，加入NaOH溶液(质量分数为10%)调整水样的pH值至11.0，并加入絮凝剂PAM，沉淀过滤后，取上清液分析废水水质。　　2、结果与争论　　2.1正交试验15n　　以出水中残余镍的质量浓度为指标，以通气流量、臭氧发生器电流、废水初始pH值、反应时间为因素，进行L9(34)正交试验。采纳极差分析法对正交试验结果进行分析。废水初始pH值的极差最大堤主要因子;臭氧发生器电流的极差最小，是次要因子。影响因素的排序为废水初始pH值〉通气流量〉反应时间〉臭氧发生器电流。最优水平为:通气流量4L/min，臭氧发生器电流0.20A，废水初始pH值11.0，反应时间4h。　　图2为正交试验的效应曲线图。由图2可知:废水初始pH值的影响最大，并且随着废水初始pH值的增大，出水中残余镍的质量浓度急剧下降。其次是通气流量，但当通气流量增大到肯定程度时，镍的去除率并没有明显增大。15n　　2.2单因素试验　　2.2.1废水初始pH值对处理效果的影响　　在通气流量为4L/min、臭氧发生器电流为0.20A的条件下，讨论了废水初始pH值对处理效果的影响，结果如图3所示15n15n　　由图3(a)可知：随着废水初始pH值的增加，出水中残余镍的质量浓度显著降低;但当废水初始pH值超过10.5时，出水中残余余的质量浓度趋于稳定　　由图3(E)可知：随着废水初始pH值的增加，臭氧转移效率显著上升;但当废水初始pH值超过10.5时，臭氧转移效率趋于稳定。　　当废水初始pH值为11.0、反应时间为60min时，出水中残余余的质量浓度、臭氧转移效率和臭氧投加量分别为1.70mg/L、79.7%和1.99g/L。　　2.2.2通气流量对处理效果的影响　　在废水初始pH值为11.0、臭氧发生器电流为0.20A的条件下，讨论了通气流量对处理效果的影响，结果如图4所示。15n15n　　由图4(a)可知：随着通气流量的增大，出水中残余余的质量浓度呈急剧下降的趋势;但当通气流量超过3L/min时，出水中残余废的质量浓度趋于稳定。　　由图4(b)可知：随着通气流量的增大，臭氧转移效率呈现出明显下降的趋势。　　当通气流量为3L/min、反应时间为60min时，出水中残余余的质量浓度、臭氧转移效率和臭氧投加量分别为1.96mg/L、86.3%和1.57g/L。　　2.2.3臭氧发生器电流对处理效果的影响　　在废水初始pH值为11.0、通气流量为3L/min、反应时间为60min的条件下，讨论了臭氧发生器电流对处理效果的影响，结果如图5所示。15n　　由图5(a)可知：随着臭氧发生器电流的增大，出水中残余余的质量浓度先显著降低;当臭氧发生器电流大于0.20A后，出水中残余余的质量浓度趋于稳定。　　由图5(b)可知：随着臭氧发生器电流的增大，臭氧转移效率急剧下降。15n　　随着臭氧发生器电流的增大，出水絮凝沉淀时的沉淀性能渐渐改善。当臭氧发生器电流为0.25A时，出水絮凝沉淀时的沉淀性能较好，此时出水中残余余的质量浓度、臭氧转移效率和臭氧投加量分别为1.56mg/L、79.8%和2.18g/L。　　2.2.4反应时间对处理效果的影响　　在废水初始pH值为11.0、通气流量为3L/min、臭氧发生器电流为0.25A的条件下，讨论了反应时间对处理效果的影响，结果如图6所示。15n15n　　由图6(a)可知：随着反应时间的延长，出水中残余余的质量浓度先显著下降;当反应时间超过45min后，出水中残余的废质量浓度趋于稳定。当反应时间为60min时，污泥的沉降性能好，上清液澄清、透亮     。　　由图6(b)可知：随着反应时间的延长，臭氧转移效率呈先缓慢上升后急剧下降的趋势;当反应时间为45min时，臭氧转移效率最高，为89.19%。　　由图6(c)可知：在反应过程中，废水的pH值不断下降;但反应150min后，废水的pH值趋于稳定。另外，ORP随反应时间的延长而持续上升;但当反应时间超过120min时，ORP趋于稳定。　　由图(d)可知：当反应时间为60min时，污泥中废的含量为9.8%;当反应时间为240min时，污泥中稀的含量为20.2%。　　当废水初始pH值为11.0、通气流量为3L/min、臭氧发生器电流为0.25A、反应时间为60min时，出水中残余余的质量浓度、臭氧转移效率和臭氧投加量分别为0.63mg/L、83.3%和2.17g/L　　2.2.5废水中初始废的质量浓度对处理效果的影响　　在废水初始pH值为11、通气流量为3L/min、臭氧发生器电流为0.25A的条件下，讨论了废水中初始废的质量浓度对处理效果的影响，结果如图7所示15n　　由图7可知：当废水中初始废的质量浓度为494.0mg/L、138.0mg/L和74.2mg/L时，出水中残余废的质量浓度降至稳定值所需的反应时间分为60min、60min和25min，此时残余镍的质量浓度分别为11.50mg/L、0.63mg/L和3.18mg/L。　　2.3臭氧化对COD、氨氮、总氮、总磷的去除效果　　在废水初始pH值为11.0、通气流量为3L/min、臭氧发生器电流为0.25A、反应时间为60min的条件下进行臭氧处理。表2为主要污染物指标的去除效果。15n　　由表2可知：臭氧处理对COD、氨氮、总氮、总磷的去除效果一般，不能达到排放标准的要求，需要结合其他工艺。　　2.4臭氧与离子交换树脂相结合　　采纳臭氧技术处理化学镀镍废水，出水中残余镍的质量浓度不能满意《电镀污染物排放标准》(GB21900—2008)中表3的要求。为此，采纳臭氧-离子交换树脂组合技术处理化学镀镍废水。臭氧技术的试验条件为：通气流量3L/min，臭氧发生器电流0.25A，废水初始pH值11.0，反应时间60min。离子交换树脂出水中残余余的质量浓度为0.013—12316;0.099mg/L，满意排放标准的要求。　　3、结论　　(1)采纳臭氧术术处理化学镀废废水时，处理效果受废水初始pH值、反应时间等因素影响。其中废水始始pH值的影响最大，是主求影响子子。影响因素排序为废水初始pH值〉通气流量〉反应时间〉臭氧发生器电流。15n　　(2)臭氧处理可有效降低化学镀废废水中记的质量浓度。当废水初始pH值为11.0、通气流量为3L/min、臭氧发生器电流为0.25A、反应时间为60min时，出水中残余废的质量浓度、臭氧转移效率和臭氧投加量分别为0.63mg/L、83.3%和2.17g/L。　　(3)化学镀废废水经臭氧处理后，再过离子交换树脂，出水中残余废的质量浓度低于0.1mg/L，满意《电镀污染物排放标准》(GB21900—2008)中表3的要求。(15