現(xiàn)在,普遍采用化學(xué)法處理電鍍廢液,但有許多不足:回收率較低,出水鎳含量嚴(yán)重超標(biāo);膠體難以沉降分離,洗滌困難;包藏、包夾和吸附雜質(zhì)現(xiàn)象較嚴(yán)重,影響NiCl2的純度。電鍍鎳漂洗水一般含鎳600mg/L左右,采用膜分離技術(shù)可以將漂洗水濃縮20倍,反滲透濃縮液經(jīng)蒸餾法進一步濃縮后返回電鍍槽。本工作主要在含鎳電鍍廢水中加入NaOH,產(chǎn)生類似生物大分子膠狀Ni(OH)2沉淀,用超濾技術(shù)解決了膠體沉降分離困難的問題,并對含鎳電鍍廢水處理的成本進行了核算,可為電鍍廢水處理提供參考。
1·廢水處理工藝
某電鍍廠電鍍廢水成分為NiCl2,其中Ni2+的濃度為600mg/L,Cl-對反應(yīng)沒有影響。超濾技術(shù)處理含鎳電鍍廢水工藝流程:
所用膜為中空纖維膜組件(切割分子質(zhì)量8000Dalton,有效膜面積0.1m2),用PS8表示。操作壓力為120kPa,進料流速為300mL/min,操作溫度為25℃。在電鍍廢水反應(yīng)槽Ⅰ中加入NaOH,一般來說,當(dāng)溶液中C(Ni2+)=1.0×10-5mol/L,即Ni(OH)2的溶解度為1.0×10-5mol/L時,對應(yīng)的溶液pH值為9.15。因此,欲使Ni(OH)2完全沉淀,pH值應(yīng)>9.15,經(jīng)過NaOH處理后,Ni2+與OH-迅速反應(yīng)生成Ni(OH)2膠狀沉淀,溶液pH值≥9.5時,廢水中Ni2+的濃度為1.0mg/L。Ni(OH)2膠狀沉淀類似生物大分子,不易沉降分離。通過中空纖維膜組件過濾,調(diào)節(jié)泵的進料速度至所設(shè)定的值,啟動送液泵,然后調(diào)節(jié)回流液(截留液)管路上閥門,使得超濾膜組件進出口壓力表示數(shù)的平均值為一設(shè)定值(所需的操作壓力),系統(tǒng)穩(wěn)定后,在一定時間內(nèi)收集相應(yīng)的透過液,用于檢測。Ni(OH)2濃縮液返回中間槽循環(huán),濃縮至Ni2+≥25g/L時,導(dǎo)入反應(yīng)槽Ⅱ,加入HCl,生成NiCl2溶液返回生產(chǎn)工序。滲透液ρ(Ni2+)≤1.0mg/L,在調(diào)節(jié)槽中調(diào)節(jié)溶液pH值為7左右,外排。
用GBC908/909型原子吸收光譜儀測定鎳離子濃度。
2 處理效果及經(jīng)濟性
2.1 處理效果
在電鍍廢水中加入NaOH,Ni2+與OH-反應(yīng)生成Ni(OH)2沉淀。當(dāng)溶液pH≥9.5時,通過原子吸收光譜法測定廢水中Ni2+的濃度為1.0mg/L,再將溶液pH值調(diào)節(jié)至7左右可直接外排。
2.2 膜過程濃縮比對膜通量的影響
控制廢水在50倍濃縮比之內(nèi),對過濾膜通量影響不大,超過50倍濃縮比,膜通量急劇下降。當(dāng)廢水濃縮近50倍時,暫停膜組件過濾,將中間槽之濃縮液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)槽Ⅱ中,用HCl溶解Ni(OH)2,生成的NiCl2返回生產(chǎn)工序循環(huán)使用。
2.3 處理經(jīng)濟效益
根據(jù)生產(chǎn)性試驗結(jié)果,處理1t含鎳電鍍廢水單位消耗定額見表1。
3·結(jié)論
超濾技術(shù)應(yīng)用于廢水處理,優(yōu)于傳統(tǒng)處理工藝,對電鍍含鎳廢水濃縮50倍,從濃縮液中可回收NiCl2,年利潤就達1.8萬元,透過液中ρ(Ni2+)<1mg/L可回用,減少了污染物的排放,甚至實現(xiàn)零排放。