铜镍化学镀废水的处理试验

郭静楠

（忻州市环境监测站， 山西 忻州 034000）

电镀废水是指在电镀过程中电镀车间产生的所有废水[1]。电镀废水水质复杂，不同电镀工艺形成不同成分的电镀废水。电镀工艺分电解镀和化学镀（无电解镀）[2]，其中，普通电解镀废水中含有各种重金属离子，化学镀废水中除含有重金属离子，还含有络合物如EDTA、甲醛等。电镀废水中重金属离子具有毒性，且属于“持久性”及“三致性”污染物，对人体的危害很大[3]。电镀废水若不妥善处理，会严重威胁人类的生存发展。为此，本文以铜镍化学镀废水为研究对象，探讨其处理方法与效果。

1 试验试剂、仪器及分析方法

1.1 试验试剂

本试验所用的主要试剂有硫酸、硫酸亚铁、氯化铁、氢氧化钠等，其纯度（浓度）、生产厂家（来源）及用途具体如表1所示。

表1 主要的实验试剂

1.2 仪器设备

本试验所用的主要仪器有恒温水浴锅、原子吸收分光光度计、数字pH计、磁力搅拌器、光催化反应仪等，其型号及生产厂家具体如表2所示。

表2 主要的试验所用仪器设备

1.3 分析方法

本实验所用的检测分析方法参照《水和废水监测分析方法》，具体检测分析方法如表3所示[4]。

表3 主要的试验分析方法

2 螯合剂沉淀试验

影响螯合剂沉淀试验的因素有螯合剂种类及添加的量、反应pH值等。通过试验，具体影响结果如下：

2.1 反应pH值对铜镍去除率的影响

分别取100 mL低浓度电镀废水于6个250 mL烧杯中，调节 pH 值为 7.0、8.0、9.0、10.0、11.0、12.0，加入5 mL螯合剂XJ-18，并通过MS7-H550-Pro磁力搅拌器搅拌静置1 h，取上清液测铜镍离子浓度。结果如图1所示。

图1 pH值对螯合剂法铜镍去除率的影响

由图1可知，在pH值处于7~10之间时，随着pH值的不断增大，化学镀废水中铜镍的去除率不断增大，且铜去除率的增加更快；在pH值处于10~12之间时，随着pH值的不断增大，铜去除率变化不大，镍去除率反而有略微下降的趋势。总体看来，在pH值=10.0时，铜镍去除率最大，分别约为96%和83%；相比较而言，螯合剂XJ-18对于铜离子的去除率较高，对于镍离子的去除一般[1，2]。

2.2 螯合剂添加量对铜镍去除率的影响

低浓度废水的pH值为10.0左右，恰好处于螯合剂沉淀试验的最佳pH值参数。本次实验分别取100 mL低浓度电镀废水于6个250 mL烧杯中，再分别向烧杯加入2.5 mL、5.0 mL、7.5 mL和10.0 mL的螯合剂，并通过MS7-H550-Pro磁力搅拌器搅拌静置一小时，取上清液测铜镍离子浓度。结果如图2所示。

图2 螯合剂添加量对铜镍去除率的影响

由图2可知，对于铜的去处而言，当螯合剂添加量在2.5~5 mL时，随着螯合剂添加量不断增加，铜的去除率不断上升；当螯合剂添加量在5~10 mL时，随着螯合剂添加量不断增加，铜的去除率变化不大；在螯合剂添加量大于5.0 mL时，铜去除率能达到99%以上。对于镍的去处而言，当螯合剂添加量在2.5~10 mL时，随着螯合剂添加量不断增加，镍的去除率不断上升，由80%的去除率上升为90%左右。总体看来，螯合剂对于铜的去除率较高，而对于镍的去除效果一般，即使不考虑巨大的试剂成本，将螯合剂的增加量增加到10 mL，处理后的镍离子仍未达到排放标准[3,4]。

3 铁氧体试验

铁氧体试验pH值为10.0左右，所采用的添加剂七水硫酸亚铁、六水氯化铁及过氧化氢。其中，以是否加入过氧化氢分为氧化型铁氧体法和中和型铁氧体法。

取100mL电镀废水于250mL烧杯中，加入FeSO4·7H2O、FeCl3·6H2O 及 H2O2，保持水浴 65℃，机械搅拌1 h后静置，取上清液测铜镍离子浓度。结果如表4所示。

表4 铜镍离子去除铁氧体试验结果

3.1 处理效果分析

由表 4 可知，整体看来，试验序号 1、2、3、4、5 铁氧体法，对于铜镍化学镀废水中铜离子的处理效果，大大好于对镍离子的处理效果。具体来看，中和型铁氧体法随着添加剂添加量的降低，对较低浓度化学镀废水中铜镍离子的去除率逐渐降低，可能是添加剂不够，导致反应不充分的结果；氧化型铁氧体法在H2O2添加量一定的情况下，随着添加剂Fe SO4·7H2O添加量的增加，对较高浓度化学镀废水中铜镍离子的去除率略微升高。同时，高浓度水样经过氧化型铁氧体法处理后，处理效果较好，可作为铜镍化学镀废水的预处理方法。

3.2 经济分析

由表4可知，从试验序号1、2、3中和型铁氧体法的成本来看，添加试剂较高时，虽然对铜镍离子的去除效果相对较好，但成本较高，高达59.39元/m3；略微降低添加试剂的量，虽然对铜镍离子的去除率有所降低，但大大降低了处理成本，为36.54元/m3；继续降低添加试剂的量，对铜镍离子的去除率会大大降低，而且处理成本却没有变化，仍为36.54元/m3。即采用中和型铁氧体法处理较低浓度的化学镀废水，可添加适量添加剂，以达到处理效果和经济性的双重优点。

从试验序号4、5氧化型铁氧体法的成本来看，氧化型的成本虽然也高，但可以大大降低废水中铜镍离子的浓度，对于高浓度电镀废水来说，兼有处理效果和经济性优点。因此，从经济性来看，也可以选用氧化型铁氧体法为高浓度电镀废水的预处理方法。

4 结论

由以上分析可知，科的如下结论：

1）螯合剂沉淀试验表明，在pH=10.0时，铜镍去除率最大，分别约为96%和83%；在螯合剂添加量大于5.0 mL时，铜去除率能达到99%以上，镍去除率能达到80%以上，可以选择螯合剂添加量为5.0 mL。

2）铁氧体试验表明，对于铜镍化学镀废水中铜离子的处理效果，大大好于对镍离子的处理效果；采用中和型铁氧体法处理较低浓度的化学镀废水，可添加适量添加剂，以达到处理效果和经济性的双重优点；高浓度水样经过氧化型铁氧体法处理后，处理效果较好，也较为经济，可作为高浓度化学镀废水的预处理方法。