化学镀镍废水处理臭氧技术 7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：一是臭氧的氧化能力强，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，采用臭氧技术处理化学镀废废水，并研究了最佳的处理条件。1、试验1.1水样来源及特性试验所用废水水样取自X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7n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。采用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一定程度时，镍的去除率并没有明显增大。2.2单因素试验2.2.1废水初始pH值对处理效果的影响7n在通气流量为4L/min、臭氧发生器电流为0.20A的条件下，研究了废水初始pH值对处理效果的影响，结果如图3所示由图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，臭氧转移效率显著升高;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，研究了通气流量对处理效果的影响，结果如图4所示。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。7n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，研究了臭氧发生器电流对处理效果的影响，结果如图5所示。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。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，研究了反应时间对处理效果的影响，结果如图6所示。7n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、透明。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升高后急剧下降的趋势;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/L2.2.5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，研究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7n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。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用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—20XX)中表3的要求。为此，采用臭氧-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0.013〜0.099mg/L，满意排放标准的要求。3、结论(1)采用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。7n(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—20XX)中表3的要求。7