化学镀镍废水除磷工艺探讨

赖治城

（广东新大禹环境科技股份有限公司，广东 广州 510663）

0 引言

磷是水体富营养化的一个重要元素，我国各类污水排放标准中对磷都有比较严格的排放要求。目前印制电路板企业或园区新建的污水厂将执行新的排放标准《电子工业水污染物排放标准》（GB39731—2020），相比以前的《电镀行业污染物国家排放标准》（GB21900—2008），磷的排放要求从0.5 mg/L降至1 mg/L，但是由于印制电路板企业生产线上有化学镀镍的工艺存在，这段工艺里面有大量的次磷酸盐、亚磷酸盐，增加了污水厂除磷的难度。

1 问题分析

化学沉淀法除磷是最简单、处理效果最好的一个方法，主要是通过添加铁盐、铝盐和钙盐与废水中的磷生成难溶性磷酸盐沉淀，然后通过沉淀将磷进行去除，但是这个工艺只能去除正磷，对于化学镍废水中次磷酸盐、亚磷酸盐中磷的去除效果不佳。所以要先将这部分次磷酸盐、亚磷酸盐氧化成正磷酸盐才能通过化学沉淀进行去除。工业污水厂常用的强氧化工艺主要有芬顿氧化、漂水（次氯酸钠溶液）氧化，文章从工程应用角度出发,以印制电路板园区化学镍废水为研究对象,对比芬顿氧化法、漂水氧化法对化学镀镍废水中磷的处理效果。

2 实验部分

2.1 废水来源与水质

实验用的化学镍废水为某印制电路板园区含镍调节池废水，基本水质为：pH＝2.30、TP（总磷）＝371.95。

2.2 实验药剂与仪器

实验药剂：90%石灰、10%次氯酸钠渗液、27.5%双氧水、98%硫酸、10%硫酸亚铁渗液。

实验仪器：哈希pH计、磁力六联搅拌器

2.3 实验方法与内容

2.3.1 芬顿氧化法

调整原水pH值至5～6，加入一定量的27.5%双氧水和10%硫酸亚铵溶液，调整pH值至3.0～4.0，搅拌一定时间，用石灰调整pH值至9～10，沉淀，取上清液分析总磷。

2.3.2 漂水氧化法

调整原水pH值至8～9，加入一定量的漂水，搅拌反应一定时间，用石灰调整pH值至9～10，沉淀，取上清液分析总磷。

3 结果与讨论

3.1 芬顿氧化法

3.1.1 芬顿试剂投加量的影响

控制投加量双氧水（27.5%）：硫酸亚铁（10%）＝1:4，改变芬顿药剂投加量分别为：双氧水0、2%、4%、6%、8%、10%；对应的亚铁加药量为：0、8%、16%、24%、32%、40%，对化学镍废水进行芬顿反应，实验结果如表1所示。

从表1可以得出：当不加芬顿试剂时，废水中这部分总磷主要就是次磷酸盐，随着芬顿试剂投加量的增加，总磷去除率越高，对次磷酸盐的氧化效果越佳。随着药剂投加量的增加，去除效果逐渐趋于平缓，综合考虑药剂成本和去除效果，针对此化学镍废水最佳的加药量为：双氧水8%，亚铁为32%。

表1 芬顿试剂用量实验数据表

3.1.2 反应pH的影响

控制投加量双氧水（27.5%）：亚铁（10%）＝1:4，改变芬顿反应的pH分别为：2.5、3、3.5、4、5、6，实验结果如表2所示。

从表2可以得出：随着芬顿氧化反应pH值的升高，总磷去除率先升高然后降低，pH在3～3.5之间出现拐点，说明芬顿反应在这个pH值范围对次磷酸盐的氧化效果最佳。

表2 芬顿反应pH实验数据表

3.1.3 反应时间的影响

控制投加量双氧水（27.5%）：亚铁（10%）＝1:4，反应pH值控制在3.5～4区间，改变芬顿反应时间分别为：1 h、2 h、3 h、4 h、6 h、8 h，实验结果如表3所示。

表3 芬顿反应时间实验数据表

从表3可以得出：随着芬顿氧化时间的增加，总磷去除率也越高，当反应4 h后，去除效果趋于平缓，所以针对此化学镍废水最佳的反应时间为4 h。

3.2 漂水氧化法

3.2.1 漂水投加量的影响

控制漂水（10%）投加量分别为：3%、6%、9%、12%、15%、18%，对化学镍废水进行氧化反应，实验结果如表4所示。随着漂水投加量的增加，总磷去除率越高，对次磷酸盐的氧化效果越佳。随着药剂投加量的增加，去除效果逐渐趋于平缓，综合考虑药剂成本和去除效果，针对此化学镍废水漂水最佳的加药量为15%。

表4 漂水试剂用量实验数据表

3.2.2 反应pH的影响

控制漂水投加量15%，改变氧化反应的pH分别为：7、8、8.5、9、9.5、10，实验结果如表5所示。

从表5可以得出：随着漂水氧化反应pH值的变化，总磷去除率没有太大，说明pH值对漂水氧化效果影响不大，由于漂水在中性或酸性条件下会产生刺激性气味，所以漂水反应pH值需要控制在碱性条件下进行。

表5 漂水反应pH实验数据表

3.2.3 反应时间的影响

控制漂水投加量%，反应pH值控制在9～10区间，改变漂水氧化反应时间分别为：2 h、4 h、6 h、8 h、10 h、12 h，实验结果如表6所示。

从表6可以得出：随着漂水氧化时间的增加，总磷去除率也越高，当反应8 h后，去除效果趋于平缓，所以针对此化学镍废水漂水氧化的最佳反应时间为8小时。

表6 漂水反应时间实验数据表

3.3 讨论

通过正交实验可以得出：当采用芬顿氧化法处理此化学镍废水中的次磷酸盐最佳的反应pH值为：3～3.5，最佳加药量为：双氧水8%，亚铁为32%，反应时间为4 h，对总磷的去除率可以达到99%以上；当采用漂水氧化时，最佳加药量为15%，反应时间为8 h，对总磷的去除率亦可达到99%以上。

4 结论

经过多次平行实验的验证，采用芬顿氧化法和漂水氧化法处理化学镍废水中的次磷酸盐均有良好的效果，可以根据后续的处理工艺进行组合，将总磷控制在排放标准以下。后续仍需针对次磷酸盐处理的问题上继续研究，找到处理成本更低、运行效果更稳定的处理工艺。