用化学捕收剂处理含镍废水

收稿日期:2004-09-10作者简介:沈友良(1978-),男,硕士1文章编号:1006-0464(2005)04-0367-03用化学捕收剂处理含镍废水沈友良,聂基兰(南昌大学化学系,江西南昌330047)摘要:用DDTC作化学捕收剂,PAC和PAM作复合絮凝剂来处理含镍废水,详细研究了絮凝和沉降的影响因素,当nDDTC/nNi≥2时,镍离子的去除率大于99.99%。PAC和PAM用量的最佳质量配比为100ζ1,溶液的温度和pH值对镍离子去除率的影响都很小。PAM的用量对絮体的大小和沉降速度有显著的影响。关键词:镍;铜试剂(DDTC);聚合氯化铝(PAC);阴离子聚丙烯酰胺(PAM);絮凝中图分类号:O658;X758文献标识码:A化学镀镍新镀液的主要成分为镍盐、次亚磷酸盐,当镀液老化时,其中仍含有10g/L以上的镍盐。如果化学镀镍老化液作为废液排放,不仅浪费资源而且严重污染环境,因此老化液的有效处理问题成为国内外关心的研究热点。化学沉淀法是常用的处理含镍废水的方法,采用苛性钠、石灰[1]或纯碱调节老化液的pH>8,则可以生成Ni(OH)2,通过静止后分离出沉渣,达到从老化液中去除镍的目的,另外,硫化亚铁、不溶性淀粉黄原酸酯(ISX)等也可以作为沉淀剂用于含镍废水的处理,以上研究通常是处理镍浓度小于500mg/L的含镍废水。梁永顺[2]提出了用聚合硫酸铁—次氯酸钠一聚丙烯酰胺法治理含镍废水,采用次氯酸钠氧化二价的镍离子到三价高浓度的镍,然后再调节pH值用聚合硫酸铁一聚丙烯酰胺沉降低浓度的二价镍离子,虽达到了治理冶炼废水循环利用的目的,但是工艺过程过于复杂。国外用离子交换吸附[3]和电化学沉降[4]等技术处理含镍废水,效果很好,但是成本很高。有文献报导[5]二乙基二硫代二甲酸钠(DDTC)处理含铜废水,本文采用二乙基二硫代二甲酸钠作为镍离子的化学捕收剂,以聚合氯化铝(PAC)和阴离子型聚丙烯酰胺(PAM)为复合絮凝剂的方法可以一次性处理镍离子含量1.0g/L的废水,而且产生的絮体大,沉降速度较快,出水的镍离子含量远低于国家第一类污染物最高允许浓度[6]。1实验部分111仪器和试剂:仪器:pHS-2C型酸度计(上海雷磁仪器厂),722型分光光度计(上海第三分析仪器厂),JB—D型快速搅拌器(江苏常州国华电器有限公司)。试剂:DDTC(AR,上海分析试剂三厂,5.0g/L),PAC(工业级,贵阳聚合氯化铝厂,4.0g/L),PAM(工业级,分子量为1800万,0.1g/L),丁二酮肟(AR,上海分析试剂三厂)。水样:镍离子含量为1.0g/L。112实验方法在50mL比色管中加入10mL水样,分别依次加入一定量的化学捕收剂二乙基二硫代二甲酸钠(DDTC)溶液和絮凝剂,调节适当的pH值,搅拌均匀,静置沉降,测定沉降时间;取上清液按文献[7]测定镍离子的含量,并计算镍离子的去除率。2结果与讨论2.1DDTC的用量对镍去除率的影响如图1所示:化学捕收剂DDTC对镍的去除率起决定作用,随DDTC用量的增加,镍的去除率呈直线上升趋势,当DDTC用量的增加为7.6mL/50mL时,镍的去除率高达99.99%。实验同时表明,由于DDTC与镍离子生成浅绿色络合物颗粒小,强度低,沉降时间很长。因此,用阴离子聚丙烯酰胺(PAM)和聚合氯化铝(PAC)絮凝剂,来减小絮体的沉降时间。2.2单一絮凝剂对镍离子去除率和沉降的影响2.2.1PAC用量对镍去除率以及絮凝沉降的影响PAC是一种无机混凝剂,它是由不同聚合度的各形态组分组成的水溶性混合体系,混凝效率主要由它的形态分布和结构特征所决定。Al(III)盐水解一聚合产物是由一些不同聚合度的聚合阳离子所组成[8]。PAC在处理含镍废水的作用可概括为:(l)对水中胶体颗粒污染物进行电性中和脱稳的凝聚作用。(2)对第29卷第4期2005年8月南昌大学学报(理科版)JournalofNanchangUniversity(NaturalScience)Vol.29No.4Aug.2005已凝聚的次生粗大颗粒进行吸附架桥的絮凝作用。(3)除去水中有害离子的吸附和络合作用。图1DDTC用量对镍离子去除率的影响图2PAC用量对镍离子去除率和沉降时间的影响图2表明:聚合氯化铝的用量对镍离子去除率的影响较小,当PAC用量为10mL时,镍离子去除率最高为94.3%;未加PAC时絮体的沉降时间最长,为60min。当PAC用量为10mL时,絮体的沉降时间为16min左右。综合考虑镍离子的去除率和絮体沉降时间,PAC的最佳用量为10mL。图3PAM用量对镍离子去除率和沉降时间的影响2.2.2PAM用量对镍去除率和沉降时间的影响图3给出了PAM单独使用时,上清液中镍离子去除率和絮体沉降时间的变化情况,与PAC单独使用时相比,PAM在很小