含镍废水沉淀改进方法 -凯时体育

  随着工业发展,金属镍已经成为工业生产中的一种常见金属,其领域主要含有电子产业、航空航天、机械制造、轻工业等方面。在工业生产中会存在镍离子泄露或者跟随工业废水排出,其中大部分的企业都没有把污水经过物理或者化学等方法处理,导致重金属镍在排出的废水中跟随水流流到各个地方,并经过长期的时间积累,将会在生物体内富集造成健康损害。现在环保行业处理含ni2 工业废水的几种常见化学方法有:化学沉淀法、电解还原法、催化还原法、化学还原法和离子交换法等。其中,化学沉淀法在现在的处理情况下,一般的方法都是加入碱或者碱性盐,产生ni(oh)2沉淀下来,耗费的成本低,但在处理沉淀的含ni2 络合物中沉淀不完全,同时吸附剂的价格不菲、吸收量不大。本文通过研究ca(oh)2和一些铜试剂的结合,使得在处理含镍络合物的工业废水效果更好,为处理含ni2 的工业废水提供了高效便捷的方法。

  1、实验

  1.1 实验背景

  在工业废水中常含有如柠檬酸盐等特性很强的络合剂,使得加入碱或者碱性盐不能够完全使得ni2 与碱发生化学反应使其沉淀下来,废水中仍然还有较多的镍元素。前几年以来,利用沉淀法去除工业废水中络合镍化合物的研究越来越多,例如利用na2co3作为沉淀试剂去除含重金属镍的工业废水,通过调节ph值和温度高低来破坏工业废水中络合镍化合物。为了改进常规的方法,本文以含镍离子的工业废水来研究,加入ca(oh)2和一些铜试剂,使得ca(oh)2的ca2 与柠檬酸根离子等络合试剂发生化学反应,使得络合试剂中的ni2 被置换出来。因此,ni2 与oh-发生化学反应产生ni(oh)2,静置后会沉淀在水底,使得废水中的镍元素基本被去除。然后再用铜试剂与ni2 的结合性进一步去除工业废水中剩下的镍元素。

  1.2 实验过程

  本文通过搭建一个实验平台进行含镍离子的工业废水处理实验,其主要的流程如图1所示。首先,往大烧杯里面缓缓注入含ni2 的工业废水,体积约为烧杯容积的三分之二,然后利用镊子或者纸条往大烧杯中加入白色粉末状固体ca(oh)2,用玻璃棒搅拌均匀,使得工业废水中的酸碱度ph约为12。此时,粉末状固体的ca(oh)2进入水中形成ca2 和oh-,ca2 进一步与工业废水中的络合剂形成钙盐沉淀于水中,镍元素被置换出来成为了ni2 ,ni2 也进一步地与废水中的oh-结合形成ni(oh)2沉淀物。

  往含ni2 的工业废水中加入适量的pam絮凝剂,用玻璃棒充分搅拌均匀,然后静置30分钟,使ca2 和ni2 的沉淀物完全沉淀到烧杯的底部。

  滴取废水中的上层清液到镍测试包上,若工业废水中上层清液ni2 的含量低于0.5mg/l,那么将上层清液泵到ph调节烧杯中,加入20%的h2so4调节溶液的ph值7左右就可排放到室外环境中;若工业废水中上层清液ni2 的含量高于0.5mg/l,那么将上层清液同样泵到另一个同样大小的烧杯中,加入20%的h2so4调节溶液的ph值7左右,再加入适量的铜试剂与溶液中的ni2 发生化学反应。经过刚才的化学沉淀后,再向清液中加入适量的pam絮凝剂,用玻璃棒充分搅拌均匀,然后静置30分钟,使清液中的剩余ni2 的沉淀物完全沉淀到烧杯的底部。

  继续从加入铜试剂处理过的清液中滴取适量的溶液到镍测试包上,若处理过的上层清液中ni2 的含量低于0.5mg/l,那么将处理过的上层清液泵到ph调节烧杯中,加入20%的h2so4调节溶液的ph值7左右就可排放到室外环境中;否则再加铜试剂继续上述的操作步骤。

  1.3 结果分析

  经过查阅资料可知,随着ph的增大,工业废水中的镍离子的浓度也会随着减小,但当ph值到达11的时候,ni2 浓度会趋于平稳。其原因可能为工业废水的ph值大于11的时候,ni2 与络合试剂发生了络合。因此,本文通过加入ca(oh)2固体使得工业废水的ph值迅速上升到12左右,ca2 与络合试剂发生化学沉淀,使得ni2 游离出来与氢氧根离子发生化学沉淀。

  通过加入的铜试剂与工业废水中的镍的质量比值作为数据,取第一次获得上清液的实验开始,记录经过处理后的ni2 浓度的大小。以质量比(m铜试剂:m)为横坐标,以镍离子浓度大小为纵坐标画折线图如图2所示:

  根据折线图可以看出,当铜试剂的含量比率等于7的时候,工业废水中的ni2 浓度为波谷,其化学反应离子方程式如下:

  由离子方程式可以看到,当镍离子与铜试剂完全沉淀的时候,其理论质量比约为:296/58=5.1。但图中可以看到,在铜试剂与镍的质量比为5.1左右的时候,ni2 浓度还在继续下降,原因为工业废水会存在着离子的化学反应,因此需要把其质量比提高到约为7的时候才使得工业废水里的ni2 浓度降到最低,符合环保部门规定的排放含ni2 工业废水的标准。

  2、结语

  含重金属ni2 的工业废水对人体危害很多,在废水中根据不同的ph值与络合试剂络合,目前去除镍元素的方法效率不高、沉淀率一般。本文通过向工业废水中加入ca(oh)2来调节工业废水的ph值为12的时候,能够大量置换出ni2 ,使得产生ni(oh)2沉淀,大幅度减低ni元素在工业废水中的含量。此后再加入铜试剂来尽可能再降低工业废水中剩余的ni元素。通过实验研究分析,该方法科学可行,并且对工业废水中的ni含量去除率高,为处理含镍废水提供了方法依据。( >

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