電鍍鎘廢水處理的工藝研究
1 前 言
含鎘廢水的處理工藝及方法有很多種,車榮睿綜述了離子交換法治理含鎘廢水的原理、工藝條件和過程,方云如研究了含鎘廢水的鐵氧體處理法,鄭禮勝進行了用礦渣、沸石處理含鎘廢水的探索性試驗,張紅波開展了石墨流態(tài)化電極法處理酸性含鎘廢水的研究,戴漢光采用了微孔過濾法處理含鎘廢水,張玉梅通過對含鎘廢水處理工藝的試驗研究,得出了硫化物2聚合硫酸沉淀法除鎘效果較好的結(jié)論。本文則針對華豐電器集團有限責(zé)任公司電鍍分廠現(xiàn)行用氫氧化鈉沉淀法除鎘效果不太好,條件控制不好就易超標的現(xiàn)象,結(jié)合企業(yè)目前的實際情況,進行了用磷酸鈉沉淀法、硫化鈉沉淀法以及氫氧化鈉沉淀法的對比處理工藝試驗,結(jié)果表明磷酸鈉沉淀法除鎘效果優(yōu)勢明顯,值得企業(yè)借鑒推廣。
2 實驗部分
2.1 原 理
根據(jù)容度積常數(shù)KSP值的大小可知,KSP值越小,說明處于游離狀態(tài)離子的濃度就越小,即沉淀效果就越好,而KSP{Cd(OH)2}=215×10213,KSP{CdS}=810×10227,KSP{Cd3(PO4)2}=316×10232,從理論上講磷酸鎘的沉淀效果最好,硫化鎘的沉淀效果次之,氫氧化鎘沉淀的效果最差。
2.2 樣品、試劑、儀器
樣品取自于華豐電器集團有限責(zé)任公司電鍍分廠的鍍鎘廢水,樣品在兩個排放口取得,樣品A主要含Cd2+、Cr6+,pH值約為6,樣品B主要含Cd2+、CN2,pH值約為9。
試劑:氫氧化鈉、磷酸鈉、硫化鈉、漂白粉、硫酸亞鐵、分析鎘、鉻及氰根所需試劑。儀器:原子吸收分光光度計、滴定管。
2.3 實驗廢水的分析和處理
2.3.1實驗廢水的分析
按文獻[7~9]的方法,分析處理前和處理后廢水中的鎘、六價鉻、氰根的含量。分析中值得注意的是樣品B中鎘的含量較高,須對樣品B進行稀釋處理后,才能用原子吸收分光光度計進行測定,否則,檢測的結(jié)果不準確。
2.3.2實驗廢水的處理
1)實驗廢水A樣品Cr6+的處理 取A樣品500mL于燒杯中,加入硫酸亞鐵,硫酸亞鐵的量可以根據(jù)指示劑顏色的變化而定,利用鉻酐試劑檢驗六價鉻的還原情況,取的水樣加入鉻酐試劑不變紅為準。樣品A在處理前用硫酸調(diào)節(jié)pH值,使之小于5。
2)實驗廢水B樣品CN2的處理 取B樣品500mL于燒杯中,處理前先調(diào)節(jié)pH值大于10,并加入漂白粉,攪拌10min,用量根據(jù)指示劑顏色的變化而定,檢驗廢水中氰的還原情況,取的水樣以加入指示劑變藍黑為準。
3)實驗廢水A、B樣品Cd2+處理 對除Cr6+和CN2處理后的A、B樣品分兩種情況進行除Cd2+處理:a1對A、B樣品分別用氫氧化鈉、磷酸鈉、硫化鈉進行處理;b1A、B樣品等量混合后再分別用氫氧化鈉、磷酸鈉、硫化鈉進行處理。
2.4 實驗廢水的處理結(jié)果
實驗廢水處理結(jié)果的數(shù)據(jù)載于表1~3。
3 結(jié)果與討論
根據(jù)上述實驗結(jié)果數(shù)據(jù)可知,三種處理方式以Na3PO4沉淀法除Cd2+效果最好,無論是單獨對A樣品還是對B樣品,或是對A、B混合樣品的處理,其處理效果都低于國家排放標準,而目前工廠所采用的NaOH處理法基本上也能達到國家排放標準,但其處理效果與國家排放標準很接近,控制不好就容易超標,這正是工廠在實際生產(chǎn)中常出現(xiàn)鎘廢水超標的原因所在。Na2S處理法則表現(xiàn)出處理結(jié)果的不確定性和不穩(wěn)定性,從原理上講Na2S處理法應(yīng)比NaOH處理法效果更好,這從其對B樣品的處理結(jié)果也得以證明。然而,從其對A樣品和A、B混合樣品的處理結(jié)果來看,其處理效果比NaOH處理法的效果要差。分析其原因,筆者認為主要有二:一是在pH值較低的條件下,反應(yīng)過程要產(chǎn)生H2S氣體,使反應(yīng)得不到很好的控制;二是用硫酸亞鐵對Cr6+的處理過程中,溶液中的Fe2+與S22反應(yīng)生成FeS沉淀。因此,要改善Na2S處理法的效果,就要嚴格控制溶液的pH值和處理Cr6+時加入的硫酸亞鐵的量。
4 結(jié) 論
通過對比實驗可知,在一定條件下,Na3PO4作為一種化學(xué)試劑對電鍍廢水中的鎘離子有很好的處理效果,結(jié)合鄭禮勝用礦渣、沸石處理含鎘廢水的探索性試驗,筆者認為可以用磷礦石來代替Na3PO4對電鍍廢水中重金屬鎘離子的處理,以降低處理成本。此外,處理產(chǎn)生的磷酸鎘是一種很好的建筑材料,可使廢渣得到二次利用。因此,磷酸鹽化學(xué)沉淀法處理含鎘廢水值得進一步探索和研究。
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