化学工程废液处理及再生技术分析

韩爱青

摘要：化学是以实验为基础的学科，实验过程中会产生大量的废液。废液的种类繁多、成分复杂，多具有一定的挥发性、毒性或腐蚀性，直接接触人体，可能会引起刺激、过敏、疼痛等症状，严重的会引起中毒、灼伤甚至器官衰竭等永久性伤害。废液在存放的过程中，因分类不合理，运输不谨慎，存放不规范等原因造成不同性质的废液发生化学反应，也会酿成可怕的事故。未经处理的废液排放到自然环境中也会渗入到土壤里、混合到地下水、挥发到空气中，对我们日常生活的环境造成危害，从而影响到我们的健康。因此，化学工作者要提高环保意识，建立切实可行、简单高效的废液管理制度与处理方法，排除废液安全隐患。这既是化学工作者应尽的义务，也是不可推卸的责任。

关键词：实验废液;分类处理;再生技术

中图分类号：G64;O6 文献标识码：B

引言

化学桩裸是使用还原剂使镍离子还原成金属裸，并在镇件表面沉积的过程随着镀液的自动控制的飞速发展，化学被操以成为目前国内外发展速度最快的表面处理技术之一，并在航空航天、汽车、化工、机械、纺织、食品、军事、电子和计算机等工业部门广泛应用。化学铰镍技术的应用范围和生产规模不断扩大，由此产生的环境问题越来越严重化学镀镍的最大缺点是镀液使用若千周期后，副产物含量不断升高，造成镀液性能恶化，镀层质量下降。一般个周期后，被层出现针孔，艘液变混浊，导致化学镀裸镀液的报废，如果将含大镍、磷和有机物的化学被镶废液不经处理就排放，不仅对环境造成严重污染，而且对资源也是极大的浪费。

1、化学镀镍废液的处理

1.1化学沉淀法

化学沉淀法是一种传统而实用的方法，它是通过向废液中投入适宜的沉淀剂，在一定的pH值条件下，沉淀剂与废液中的有害物质反应生成不溶性物质，凝聚、沉降、液固分离，从而除去废液中的有害污染物。经典的化学沉淀工艺是向废液中投入石灰乳或苛性钠，使镀液pH值升至12，此时废液中绝大部分镍离子及重金属污染物沉淀析出。Parker对苛性鈉与石灰的沉淀效果进行了比较，发现使用石灰乳处理产生的沉淀体积虽然较大，但处理效果优于采用苛性钠的处理方法，此外，石灰乳还能同废液中的亚磷酸根形成钙盐沉淀，去除大部分的磷。黑龙江大学的孙红、赵立军等人在pH=12、温度80℃的条件下，用石灰乳处理来自工厂的化学镀镍废液，时间1h，处理后废液中镍离子含量降低到1mg/L，达到国家排放标准。对于含磷废水，济南大学王士龙等人用沸石进行处理，磷去除率可达90%，取得了良好的效果。除石灰乳之外，有效的沉淀剂还有：硫酸亚铁、硫酸铝、硫化钠、硫化亚铁等无机物，以及二烷基二硫代氨基甲酸盐（DTC）和不溶性淀粉黄原酸醋（ISX）等有机物，DTC可在较宽的pH（3～10）范围内有效地沉淀镍离子，使废液中的镍离子质量分数降低到1×10-6%以下。每克ISX可在pH（3～11）条件下吸附沉淀约50mg镍离子，但这2种新型的有机沉淀剂价格较高，主要用于处理低浓度的废水。

1.2纤维、颗粒吸附材料处理法

因纤维状吸附材料直径小（<10μm），比表面积大，具有吸附率高，吸附速度快和洗脱率高、渗透稳定性极好等优点，人们开始将其应用于废水的处理。安徽工程科技学院吴之传等人用聚丙烯腈改性制备偕胺肟纤维材料（AOCF），对含镍废水、废液中的镍离子进行吸附去除[23]，研究表明，AOCF对镀镍废液中的镍离子吸附最佳条件为pH=2.5、吸附时间80min;静态吸附AOCF用量为5.0g时，可1次性处理废液100mL，累积处理300mL，处理后废液中的镍离子含量<1.0mg/L，吸附后的AOCF可以再生、重复使用。郑礼胜用陶粒吸附处理含镍废水[24]，在pH为3～10之间、镍含量≤200mg/L的废水，按镍/陶粒重量比为1∶400投加，镍去除率可达99%。

1.3电渗析法

电渗析处理化学镀镍溶液的研究起步较晚，是上世纪末才发展起来的一项新技术。其原理是用镀铂钛板作阳极，不锈钢板作阴极，在电场力的作用下，溶液中的阴、阳离子分别透过阴、阳离子交换膜，从而达到去除有害离子的目的。哈尔滨工业大学的李朝林、周定等人进行了电渗析法脱除化学镀镍废液中亚磷酸盐的研究。在工作电压100V，电流4.5～6.0A，电解质流量55L/h的条件下，通过电渗析处理3h，镀镍废液中的亚磷酸根、硫酸根离子、钠离子等有害物质进入浓室被去除，处理后镀液中少量损失的硫酸镍、次亚磷酸钠经补加达正常水平，镀速仍有15μm/h，镀层外观光亮，耐蚀性能好。

2、化学镀镍废液碳酸钙过滤离子交换法再生技术

2.1再生原理

在进行化学工程废液处理和再生时，要先用碳酸钙滤床对化学镀镍废液进行过滤，在过滤过程中能够将镀液中的氢离子充分的与碳酸钙进行反应，将反应产生的硫酸钙等沉淀物沉淀到沉淀槽内，然后再用氨水来对废液的pH值进行调节，最后进行静置处理。再利用第一阳注和第二阳注交替的方法，通过第一阳注时其实现钠离子的饱和，达到相应的交换条件促使废液得到净化。

2.2影响化学镀镍废液再生技术的因素

为了更好的对化学废液的再生技术进行研究，做了一些实验在来验证。通过实验数据表明，对化学镀镍废液再生技术的影响因素主要有4个。第一个，温度。镍磷的去除率受温度的影响会发生很大的变化，当温度升高时，去除率也随着温度的升高再不断地增加。通过大量数据的表明，当环境温度在90℃时，从经济的角度来看，去除率最为理想。第二，时间。在化学废液的再生中，时间也是重要的影响因素。时间在2h以内去磷的效果最为理想，因此，在化学废液再生中，把2h作为最佳的时间。第三，pH值。溶液的酸碱性也会影响废液的再生。中性溶液中镍磷的去除效果最佳，也就是说当pH值大于7时，就会导致镍离子的损失增加，因此，把pH=7作为最佳的操作范围。第四，流速。流速也会对化学废液的再生产生影响，当流速增加时，磷离子的去除效率就会降低，当流速在0～1.1m/h内变化的效果不是很明显，因此把1.1m/h流速视为最佳，也即是说在进行化学废液再生时，控制流速在1.1m/h。

2.3再生镀液的施镀效果

在对镀镍废液进行过再生处理以后，在一定条件下就可以进行施镀。为了进一步验证施镀的效果，并采用增量法测定对其沉淀速度进行测量，同时对镀层进行耐腐蚀性和硬度的测量。如果测量的结果显示，镀层的效果和原液中的施镀的效果类似，并且镀层具有不脱落、不起层和较高的结合性，则说明化学镀镍废液的再生工作顺利完成。

结束语

除了上述的处理方法外，还有一些处理工艺，例如转化利用法、氯气氧化法、反渗透法、膜渗析法等。虽然国内外的研究者对于化学镀镍废液的处理进行了诸多研究，也取得了很多成就，但仍没有一套成熟、费低用、能耗低、简单易行的处理方法。就目前的使用情况来看，采用多种方法综合处理是比较有效的方法。资源的回收利用研究还处于起步阶段，但我们认为它是一个综合利用资源、有利于环境保护、较为合理地处理镀液的好方法，也是我们今后努力的方向。

参考文献：

[1] 李朝林，周定，唐彩虹.国外化学镀镍老化液处理现状[J].环境保护科学，1997，23（3）：8-11.

[2] 孙红，赵立军，杨永生.化学沉淀法处理化学镀镍废液中镍的研究[J].黑龙江大学自然科学学报，1999，26（2）：102-105.

[3] 王士龙，张虹，孙作洁，等.用沸石处理含磷废水的试验研究[J].材料保护，2003，36（3）：55-56.

[4] 沈伟.化学镀镍的三废处理（6）[J].材料保护，1995，28（11）：40-42.

[5] 陈志勇，王辉.漂白粉氧化处理化学镀镍废液的研究[J].电镀与环保，2001，21（4）：30-31.

[6] 陈志勇，刘彦明，王辉.化学镀镍液的循环利用及废水处理研究（Ⅱ）[J].信阳师范学院学报（自然科学版），1996，9（3）：296-299.

（作者身份证号码：13112619800131362X）