化學(xué)工程廢液處理及再生技術(shù)分析

孫利利

摘要：化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，實驗過程中會產(chǎn)生大量的廢液。廢液的種類繁多、成分復(fù)雜，多具有一定的揮發(fā)性、毒性或腐蝕性，直接接觸人體，可能會引起刺激、過敏、疼痛等癥狀，嚴重的會引起中毒、灼傷甚至器官衰竭等永久性傷害。廢液在存放的過程中，因分類不合理，運輸不謹慎，存放不規(guī)范等原因造成不同性質(zhì)的廢液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也會釀成可怕的事故。未經(jīng)處理的廢液排放到自然環(huán)境中也會滲入到土壤里、混合到地下水、揮發(fā)到空氣中，對我們?nèi)粘Ｉ畹沫h(huán)境造成危害，從而影響到我們的健康。因此，化學(xué)工作者要提高環(huán)保意識，建立切實可行、簡單高效的廢液管理制度與處理方法，排除廢液安全隱患。這既是化學(xué)工作者應(yīng)盡的義務(wù)，也是不可推卸的責(zé)任。

關(guān)鍵詞：實驗廢液;分類處理;再生技術(shù)

中圖分類號：G64;O6?文獻標識碼：B

引言

化學(xué)樁裸是使用還原劑使鎳離子還原成金屬裸，并在鎮(zhèn)件表面沉積的過程隨著鍍液的自動控制的飛速發(fā)展，化學(xué)被操以成為目前國內(nèi)外發(fā)展速度最快的表面處理技術(shù)之一，并在航空航天、汽車、化工、機械、紡織、食品、軍事、電子和計算機等工業(yè)部門廣泛應(yīng)用?；瘜W(xué)鉸鎳技術(shù)的應(yīng)用范圍和生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，由此產(chǎn)生的環(huán)境問題越來越嚴重化學(xué)鍍鎳的最大缺點是鍍液使用若千周期后，副產(chǎn)物含量不斷升高，造成鍍液性能惡化，鍍層質(zhì)量下降。一般個周期后，被層出現(xiàn)針孔，艘液變混濁，導(dǎo)致化學(xué)鍍裸鍍液的報廢，如果將含大鎳、磷和有機物的化學(xué)被鑲廢液不經(jīng)處理就排放，不僅對環(huán)境造成嚴重污染，而且對資源也是極大的浪費。

1、化學(xué)鍍鎳廢液的處理

1.1化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法是一種傳統(tǒng)而實用的方法，它是通過向廢液中投入適宜的沉淀劑，在一定的pH值條件下，沉淀劑與廢液中的有害物質(zhì)反應(yīng)生成不溶性物質(zhì)，凝聚、沉降、液固分離，從而除去廢液中的有害污染物。經(jīng)典的化學(xué)沉淀工藝是向廢液中投入石灰乳或苛性鈉，使鍍液pH值升至12，此時廢液中絕大部分鎳離子及重金屬污染物沉淀析出。Parker對苛性鈉與石灰的沉淀效果進行了比較，發(fā)現(xiàn)使用石灰乳處理產(chǎn)生的沉淀體積雖然較大，但處理效果優(yōu)于采用苛性鈉的處理方法，此外，石灰乳還能同廢液中的亞磷酸根形成鈣鹽沉淀，去除大部分的磷。黑龍江大學(xué)的孫紅、趙立軍等人在pH=12、溫度80℃的條件下，用石灰乳處理來自工廠的化學(xué)鍍鎳廢液，時間1h，處理后廢液中鎳離子含量降低到1mg/L，達到國家排放標準。對于含磷廢水，濟南大學(xué)王士龍等人用沸石進行處理，磷去除率可達90%，取得了良好的效果。除石灰乳之外，有效的沉淀劑還有：硫酸亞鐵、硫酸鋁、硫化鈉、硫化亞鐵等無機物，以及二烷基二硫代氨基甲酸鹽（DTC）和不溶性淀粉黃原酸醋（ISX）等有機物，DTC可在較寬的pH（3～10）范圍內(nèi)有效地沉淀鎳離子，使廢液中的鎳離子質(zhì)量分數(shù)降低到1×10-6%以下。每克ISX可在pH（3～11）條件下吸附沉淀約50mg鎳離子，但這2種新型的有機沉淀劑價格較高，主要用于處理低濃度的廢水。

1.2纖維、顆粒吸附材料處理法

因纖維狀吸附材料直徑?。?10μm），比表面積大，具有吸附率高，吸附速度快和洗脫率高、滲透穩(wěn)定性極好等優(yōu)點，人們開始將其應(yīng)用于廢水的處理。安徽工程科技學(xué)院吳之傳等人用聚丙烯腈改性制備偕胺肟纖維材料（AOCF），對含鎳廢水、廢液中的鎳離子進行吸附去除[23]，研究表明，AOCF對鍍鎳廢液中的鎳離子吸附最佳條件為pH=2.5、吸附時間80min;靜態(tài)吸附AOCF用量為5.0g時，可1次性處理廢液100mL，累積處理300mL，處理后廢液中的鎳離子含量<1.0mg/L，吸附后的AOCF可以再生、重復(fù)使用。鄭禮勝用陶粒吸附處理含鎳廢水[24]，在pH為3～10之間、鎳含量≤200mg/L的廢水，按鎳/陶粒重量比為1∶400投加，鎳去除率可達99%。

1.3電滲析法

電滲析處理化學(xué)鍍鎳溶液的研究起步較晚，是上世紀末才發(fā)展起來的一項新技術(shù)。其原理是用鍍鉑鈦板作陽極，不銹鋼板作陰極，在電場力的作用下，溶液中的陰、陽離子分別透過陰、陽離子交換膜，從而達到去除有害離子的目的。哈爾濱工業(yè)大學(xué)的李朝林、周定等人進行了電滲析法脫除化學(xué)鍍鎳廢液中亞磷酸鹽的研究。在工作電壓100V，電流4.5～6.0A，電解質(zhì)流量55L/h的條件下，通過電滲析處理3h，鍍鎳廢液中的亞磷酸根、硫酸根離子、鈉離子等有害物質(zhì)進入濃室被去除，處理后鍍液中少量損失的硫酸鎳、次亞磷酸鈉經(jīng)補加達正常水平，鍍速仍有15μm/h，鍍層外觀光亮，耐蝕性能好。

2、化學(xué)鍍鎳廢液碳酸鈣過濾離子交換法再生技術(shù)

2.1再生原理

在進行化學(xué)工程廢液處理和再生時，要先用碳酸鈣濾床對化學(xué)鍍鎳廢液進行過濾，在過濾過程中能夠?qū)㈠円褐械臍潆x子充分的與碳酸鈣進行反應(yīng)，將反應(yīng)產(chǎn)生的硫酸鈣等沉淀物沉淀到沉淀槽內(nèi)，然后再用氨水來對廢液的pH值進行調(diào)節(jié)，最后進行靜置處理。再利用第一陽注和第二陽注交替的方法，通過第一陽注時其實現(xiàn)鈉離子的飽和，達到相應(yīng)的交換條件促使廢液得到凈化。

2.2影響化學(xué)鍍鎳廢液再生技術(shù)的因素

為了更好的對化學(xué)廢液的再生技術(shù)進行研究，做了一些實驗在來驗證。通過實驗數(shù)據(jù)表明，對化學(xué)鍍鎳廢液再生技術(shù)的影響因素主要有4個。第一個，溫度。鎳磷的去除率受溫度的影響會發(fā)生很大的變化，當(dāng)溫度升高時，去除率也隨著溫度的升高再不斷地增加。通過大量數(shù)據(jù)的表明，當(dāng)環(huán)境溫度在90℃時，從經(jīng)濟的角度來看，去除率最為理想。第二，時間。在化學(xué)廢液的再生中，時間也是重要的影響因素。時間在2h以內(nèi)去磷的效果最為理想，因此，在化學(xué)廢液再生中，把2h作為最佳的時間。第三，pH值。溶液的酸堿性也會影響廢液的再生。中性溶液中鎳磷的去除效果最佳，也就是說當(dāng)pH值大于7時，就會導(dǎo)致鎳離子的損失增加，因此，把pH=7作為最佳的操作范圍。第四，流速。流速也會對化學(xué)廢液的再生產(chǎn)生影響，當(dāng)流速增加時，磷離子的去除效率就會降低，當(dāng)流速在0～1.1m/h內(nèi)變化的效果不是很明顯，因此把1.1m/h流速視為最佳，也即是說在進行化學(xué)廢液再生時，控制流速在1.1m/h。

2.3再生鍍液的施鍍效果

在對鍍鎳廢液進行過再生處理以后，在一定條件下就可以進行施鍍。為了進一步驗證施鍍的效果，并采用增量法測定對其沉淀速度進行測量，同時對鍍層進行耐腐蝕性和硬度的測量。如果測量的結(jié)果顯示，鍍層的效果和原液中的施鍍的效果類似，并且鍍層具有不脫落、不起層和較高的結(jié)合性，則說明化學(xué)鍍鎳廢液的再生工作順利完成。

結(jié)束語

除了上述的處理方法外，還有一些處理工藝，例如轉(zhuǎn)化利用法、氯氣氧化法、反滲透法、膜滲析法等。雖然國內(nèi)外的研究者對于化學(xué)鍍鎳廢液的處理進行了諸多研究，也取得了很多成就，但仍沒有一套成熟、費低用、能耗低、簡單易行的處理方法。就目前的使用情況來看，采用多種方法綜合處理是比較有效的方法。資源的回收利用研究還處于起步階段，但我們認為它是一個綜合利用資源、有利于環(huán)境保護、較為合理地處理鍍液的好方法，也是我們今后努力的方向。

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（作者身份證號碼：130527198102181221）