含镍电镀废水处理技术.doc

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1、纳滤(NF)是20世纪80年代后期发展起来的一种新型膜分离技术，介于超滤和反渗透之间。其主要特点表现为纳米级孔径、具有离子选择性、操作压力低、耐压性与抗污染能力强、经济实用等。目前，纳滤膜在饮用水领域的应用最为广泛，其在海水淡化〔9,10〕、食品加工〔11,12〕、制药〔13〕等方面也得到越来越广泛的应用，利用纳滤膜处理各种工业废水的研究已广泛开展。薛莉娉等〔14〕用NF90纳滤膜对含铜电镀废水进行处理，讨论了初始浓度、操作压力、运行时间、阴离子种类、浓差极化对处理效果的影响。试验结果表明NF90纳滤膜对含铜废水有良好的处理效果，去除率超过98%，出水铜质量浓度<2.0mg/L，随着

2、废液体积的浓缩，铜离子浓缩倍数可达10倍以上，可回用于镀件漂洗，实现铜的再生利用。由此可见，采用纳滤膜技术处理电镀废水，不仅可减少废水排放对环境造成的污染，而且浓缩后的废水重金属含量高，具有较高回收利用价值。1试验材料与方法1.1试验材料试验进水为电镀厂实际漂洗废水，具体水质如表1所示。仪器：722N可见光分光光度计、pHS-3型pH计、DDS-11A电导仪、PP滤芯(5μm，AMC公司)、纳滤膜(HNF40-8040，美国海德能公司)、增压泵(1.5kW)、离心泵(5.5kW)。 试剂：光谱纯镍粉、氨水、柠檬酸三铵、碘、碘化钾、乙二胺四乙酸二钠、丁二酮肟，均为分析纯。1.2试验装置

3、与方法(1)试验装置。试验装置主要由膜组件、保安过滤器、增压泵、高压泵、进水箱、产水箱等组成，如图1所示。 电镀含镍废水经增压泵压入保安过滤器去除颗粒杂质及悬浮物后，由高压泵泵入纳滤膜组件，浓缩液循环回进水箱，透过液进入产水水箱。纳滤膜组件流量以及进出口的压力由调节阀控制。 (2)试验方法。纳滤膜使用前是干膜，必须先用水在室温下浸泡24h，保证膜孔内充满液体，然后在低压低流量条件下冲洗3h，排出全部透过液，确保能够有效去除附着在膜表面的防腐剂和其他化学物质，最后再在低压低流量条件下全循环运行2h，预压纳滤膜，从而确保后续试验中膜能够稳定运行。试验主要考察操作压力、进水流量、料液浓度、

4、产水比、时间等因素对纳滤膜分离性能的影响，从而选择最佳操作条件。试验过程中，虽然进水的pH、TDS、电导率、温度等对膜分离性能有一定影响，但在实际工程中对这些项目进行调整需要增加设备投资和运行费用，综合权衡效果和投资两方面因素，试验未对上述项目进行研究。试验过程中，控制进水pH在6.8左右、TDS为775mg/L、电导率1556μS/cm、温度26℃，压力、流量、产水比均由阀门调节。 (3)样品分析方法和原理。Ni2+采用丁二酮肟分光光度法(GB11910—1989)进行测定。在有碘存在的氨溶液中，镍与丁二酮肟作用，形成酒红色可溶性络合物，在波长530nm处用分光光度计进行测定，得出

5、待测溶液中Ni2+浓度。标准曲线方程为c=9.153A-0.032，R2=0.999，工作曲线的有效范围是0～5mg/L，有效范围以外的水样稀释至适当倍数后测其可见光吸光度，再折算成Ni2+质量浓度。截留率(I)由式(1)计算。式中：q1——原液中溶质的质量浓度，mg/L;q2——透过液中溶质的质量浓度，mg/L。各参数的测定均在系统稳定运行15min后取样分析。2试验结果与讨论2.1操作压力对纳滤膜分离性能的影响在进水Ni2+为115mg/L，进水流量为4.2t/h条件下，设定各个压力状态运行60min，考察操作压力对纳滤膜截留率以及浓缩液浓缩倍数的影响，结果如图2所示。图2操作压

6、力对Ni2+截留率和浓缩倍数的影响 由图2可知，随着操作压力的升高Ni2+截留率不断增大，这主要是由于压力增加使得溶剂透过率逐渐增大，从而导致更多的溶质分子在膜面积累。同时由于溶质扩散系数比溶剂扩散系数小得多，溶质较溶剂更难透过膜，料液侧膜面溶质浓度相对增加，导致其相对作用增加，进一步阻止溶质通过膜，因此Ni2+的截留率随压力的增加而增加。随着操作压力的升高，浓缩液中Ni2+浓缩倍数也不断增加。结合相关数据，同时考虑到高压泵的工作极限，将试验操作压力定为0.65MPa。2.2进水流量对纳滤膜分离性能的影响在操作压力为0.65MPa、进水Ni2+为115mg/L、运行时间为60min条

7、件下，考察进水流量对Ni2+截留率及浓缩倍数的影响，结果如图3所示。图3进水流量对Ni2+截留率和浓缩倍数的影响  图3表明，随着进水流量的增大Ni2+截留率和浓缩液中Ni2+的浓缩倍数也相应增加;当流量达到6t/h时，截留率增加效果不显著。这是由于纳滤膜运行中存在膜过程阻力，包括膜阻力、污染层阻力及浓差极化阻力，其中浓差极化阻力是影响截留率的主要因素。随着进水流量的增加，浓差极化阻力也随之增大，截留率也同样升高。但当进水流量增加到一定程度后，浓差极化阻力