硫化钠破络与混凝沉淀组合处理电镀废水的研究

1、Na2S破络与混凝沉淀组合处理电镀废水的研究摘要：电镀废水不仅能够污染环境，并且对人体造成伤害。本文通过Na2S破络与混凝沉淀组合处理电镀废水中Cu2+与COD，分析了Na2S投加量、初始pH值与反应时间等因素对电镀废水处理效果的影响。结果表明，最佳处理条件为：Na2S投加量100 mg/L，初始pH值7.5，反应时间选择15 min，PAC混凝pH为7.5，PAC投加量为8.0 mg/L，混凝时间为6 min，PAM投加量为8.0 mg/L，沉降时间为50 min，出水中Cu2+浓度为0.43 mg/L，COD浓度为41.26 mg/L，能够达到电镀废水排放标准。关键字：Na2S；电镀废水；

2、Cu2+；COD；混凝沉淀Study on the Treatment of Electroplating Wastewater by the Combination of Na2S Network and Coagulation SedimentationAbstract: Electroplating waste water can not only pollute the environment, but also cause harm to the human body. In this paper, Cu2+ and COD in electroplating wastewater

3、were treated by combination of Na2S network and coagulation and sedimentation. The effects of dosage of sodium sulfide, initial pH value and reaction time on electroplating wastewater treatment were analyzed. The results showed that the optimal treatment conditions were Na2S dosage 100 mg/L, initial

4、 pH 7.5, reaction time 15 min, PAC coagulation pH 7.5, PAC dosage 8.0 mg/L, coagulation time The dosage of PAM was 8.0 mg/L, the settling time was 50 min, the concentration of Cu2+ in the effluent was 0.46 mg/L and the COD concentration was 60.96 mg/L at 6 min, which could meet the electroplating wa

5、stewater discharge standards.Key words: Na2S; electroplating wastewater; Cu2+; COD; coagulation and sedimentation;0引言电镀废水作为工业最难处理的废水之一1，其主要成分包括重金属废水与有机废水，重金属废水大部分为金属络合形态，水质复杂难以处理。化学沉淀法是一种比较成熟的废水处理方法，利用Na2S处理废水不仅能够破坏重金属的络合形态，而且可以形成硫化物沉淀，达到去除废水中污染物的目的。混凝沉淀法是一种废水中悬浮态污染物的处理方法2，能够做到对废水深度处理。本文首先通过Na2S对电镀废

6、水进行破络处理，然后利用混凝剂PAC与助凝剂PAM进行沉降处理，分析了Na2S投加量、初始pH值与反应时间等因素对废水处理效果的影响，得到了废水处理的最佳工艺条件。1实验材料及方法1.1实验仪器及试剂实验所用化学试剂包括：氢氧化钠（AR），Na2S（AR）、硫酸亚铁（AR）、硫酸银（AR）、重铬酸钾（AR）、硫酸亚铁铵（AR）、硫酸（AR），天津市恒山化工科技有限公司。聚合氯化铝（PAC）与聚丙烯酰胺（PAM），工业级，巩义市先科净水材料厂。实验所用仪器包括：PHS-3C型pH计，上海圣科仪器设备有限公司；FA2204型电子天平，上海方瑞仪器有限公司；SHZ-A型水浴恒温振荡器，上海博迅实业有

7、限公司医疗设备厂；WFX120型原子吸收分光光度计，日本岛津仪器厂。实验废水：合肥市某电子公司的实际废水，Cu2+的质量浓度为84.32 mg/L，COD的质量浓度为2242.39 mg/L。1.2实验工艺流程图1 Na2S混凝沉淀法处理电镀废水的工艺流程1.3实验方法Na2S破络：500 mL烧杯中加入250 mL废水，通过10 mol/L NaOH溶液调节不同的pH值，加入不同质量的Na2S，200 rpm的条件下反应一定的时间，沉淀90 min，过滤，测定滤液中Cu2+与COD的含量。混凝沉淀：Na2S沉淀之后，调节不同的pH值，加入不同质量的混凝剂PAC，200 rpm反应一定的时间，

8、加入不同质量的助凝剂PAM絮凝沉淀，100 rpm反应30 min，沉降一定的时间，过滤，测定滤液中Cu2+与COD的含量。通过原子吸收分光光度计测定滤液中Cu2+的浓度，通过重铬酸钾法测定滤液中COD浓度，并根据式1计算去除率：去除率=式中：C0为吸附前污染物的浓度，mg/L；C为吸附前污染物的浓度，mg/L。2结果与讨论2.1Na2S投加量的影响图2 Na2S投加量对Cu2+与COD去除率的影响由图2可知，Cu2+与COD的去除率随着Na2S投加量的增加先增大后减小。Na2S投加量小于100 mg/L时，COD的去除率从69.52%增加至83.07%，Cu2+的去除率从43.31%升高到7

9、6.03%；Na2S投加量为100 mg/L时，Cu2+与COD的去除率达到最大；Na2S投加量继续增大，Cu2+与COD的去除率略微减小，其原因是过量的Na2S会转化为多硫化物导致金属离子沉淀不彻底3。因此，Na2S最佳投加量为100 mg/L。2.2 初始pH值的影响图3 初始pH值对Cu2+与COD去除率的影响由图3可知，通过Na2S进行破络时，初始pH值对Cu2+及COD的去除率的影响不大，其原因是水中的OH-随着pH值的变大而增多，并且与Cu2+形成的Cu(OH)2沉淀颗粒细小、沉淀缓慢，所以初始pH值对Cu2+与COD的去除率影响不明显。综合考虑，初始pH值选择7.5。2.3 反应

10、时间的影响图4 反应时间对Cu2+与COD去除率的影响由图4可知，Cu2+的去除率随着反应时间的增加先增加后减小，COD的去除率随着反应时间的增加先增加后不变。反应时间小于10 min时，Cu2+与COD的去除率增加明显，这是因为破络沉淀过程主要集中在该时间段4。Cu2+的去除率在15min达到最大，之后开始减小，其原因可能是形成的颗粒沉淀被破坏。反应时间大于15 min之后，COD的去除率基本保持不变，所以反应时间选择15 min，此时出水中COD浓度为221.99 mg/L，Cu2+浓度为10.28 mg/L。以上研究可知，废水通过Na2S破络沉淀处理后不能满足电镀废水排放标准，为了能够降

11、低水中Cu2+与COD浓度，通过混凝沉淀法进一步处理Na2S破络沉淀后的出水。2.4 混凝剂PAC最佳pH的确定图5 pH值对PAC去除Cu2+与COD的影响由图5可知，加入混凝剂PAC后，Cu2+与COD的去除率随着pH的增加先增大后减小，pH = 7.5时两者去除率达到最大值。pH值由5增加至7.5，COD的去除率增加了3.35 %，Cu2+的去除率增加了4.17 %，pH处于7.5 11之间，Cu2+与COD的去除率逐渐降低，这是因为pH较低时，处于络合状态的铝负面影响絮凝效果，pH较高时，氢氧化铝溶解导致混凝不想理，所以混凝剂PAC最佳pH为7.5。2.5 混凝剂PAC投加量的确定图6

12、 混凝剂投加量对Cu2+与COD去除率的影响由图6可知，Cu2+与COD的去除率随着混凝剂PAC投加量的增加呈现先增大后减小的趋势，其原因是混凝剂投加量不足时无法进行充分混凝5，混凝剂投加过量会包围废水中的胶粒，胶粒间由于排斥作用难以进行混凝6。因此，混凝剂PAC的投加量选择8 mg/L。2.6 混凝时间的影响图7混凝时间对Cu2+与COD去除率的影响由图7可知，Cu2+与COD的去除率随着混凝时间的增加呈现先增加后减小的趋势，其原因是混凝时间过短，废水中Cu2+与COD与PAC不能充分反应，而混凝时间过长会打破形成的絮体，导致两者的去除率降低9。因此，混凝时间选择6 min，2.7 助凝剂P

13、AM投加量的影响图8 PAM投加量对Cu2+与COD去除率的影响由图8可知，Cu2+与COD的去除率随着助凝剂PAM投加量的增加呈现先增加后平缓的趋势，其原因是PAM投加量较小无法使污染物絮凝完全7，PAM投加过量会阻碍胶体聚集沉降8。PAM投加量为8.0 mg/L时，Cu2+与COD去除率最高，因此PAM投加量选择8.0 mg/L。2.8 沉降时间的影响图9 沉降时间对Cu2+与COD去除率的影响由图9可知，沉降时间为0 20 min，COD的去除率快速增加，而Cu2+的去除率只增加了1.12%。沉降时间为60 min，Cu2+与COD的去除率达到最大并保持稳定，说明废水中污染物已经沉淀完全

14、，此时出水中Cu2+浓度为0.43 mg/L，COD浓度为41.26 mg/L，满足电镀废水排放标准。3结论本文首先通过Na2S对电镀废水进行破络处理，研究了Na2S投加量、初始pH值与反应时间对Cu2+与COD去除率的影响，然后利用混凝剂PAC与助凝剂PAM进行沉降，分析了混凝pH、PAC投加量与混凝时间等对Cu2+与COD去除率的影响，得到以下主要结论：（1）通过Na2S对电镀废水进行破络实验，确定最佳破络条件为：Na2S投加量100 mg/L，初始pH值7.5，反应时间选择15 min。（2）利用混凝剂PAC与助凝剂PAM对Na2S破络后的出水进行混凝实验，最佳混凝条件为：PAC混凝pH

15、为7.5，PAC投加量为8.0 mg/L，混凝时间为6 min，PAM投加量为8.0 mg/L，沉降时间为50 min。（3）实验表明，仅仅通过Na2S破络处理电镀废水无法满足电镀废水排放标准，结合混凝法处理，其出水中Cu2+浓度为0.43 mg/L，COD浓度为41.26 mg/L，能够达到电镀废水排放标准。参考文献1 Gladkikh S N, Gladkikh Y N. Treatment of electroplating wastes to remove heavy metal ions J. Chemical & Petroleum Engineering, 1995, 31 (6

16、): 328-329.2 Verma S, Prasad B, Mishra I M. Pretreatment of petrochemical wastewater by coagulation and flocculation and the sludge characteristics. J. Journal of Hazardous Materials, 2010, 178 (1-3): 1055-64.3 苏平.硫化物沉淀法及其对金属硫化物去除率的探讨J.中国有色冶金,2009,(04):6-10+22.4 王绍楠,袁东,付大友,等. 两种含铜电镀废水化学处理方法的比较研究J.当代化工,2011,40(9):902-904.5 隋智慧,刘安军.复合混凝剂的制备及其对印染废水的处理J.纺织学报,2007,(11):69-72.6 陈国丰.Fenton 氧化混凝法处理印染废水的研究D. 济南：山东建筑大学，2011：