電化學(xué)聯(lián)合工藝實(shí)現(xiàn)含鎳廢水的資源化研究.pdf

1、為了同時(shí)實(shí)現(xiàn)鎳的回收和水的回用，本文系統(tǒng)研究了電解-電滲析-電去離子聯(lián)合工藝處理含鎳廢水。電解法適合處理高濃度重金屬廢水，可以回收高純度的重金屬，但是出水水質(zhì)較差，難以達(dá)標(biāo)排放；電滲析法對(duì)低濃度重金屬廢水具有較好的濃縮效果，但是濃水需要進(jìn)一步處理；電去離子技術(shù)廣泛應(yīng)用于超純水的制備領(lǐng)域，可以得到高質(zhì)量的出水，將其用于重金屬廢水的處理是目前研究的熱點(diǎn)。電解-電滲析-電去離子聯(lián)合工藝結(jié)合了電解、電滲析和電去離子技術(shù)在單獨(dú)處理重金屬廢水時(shí)的優(yōu)

2、點(diǎn)，同時(shí)克服了各自的缺點(diǎn)，三者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)了鎳的回收和水的循環(huán)利用。
　　本文以模擬含鎳廢水為研究對(duì)象，對(duì)用電解-電滲析-電去離子聯(lián)合工藝實(shí)現(xiàn)含鎳廢水資源化的可行性進(jìn)行了探索研究。重點(diǎn)研究了電壓、進(jìn)水中Ni2+濃度、pH值和H3BO3加入量等因素對(duì)電解回收鎳效果的影響，以及電壓、進(jìn)水中Ni2+濃度和進(jìn)水流速等主要操作參數(shù)對(duì)電滲析和電去離子的濃縮效果的影響。處理效果主要以Ni2+的回收率、能耗和出水中Ni2+濃度等指標(biāo)來衡量。

3、r>　　電解實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，電壓對(duì)回收率影響顯著，鎳的回收率隨電壓的增大而增大；加入硼酸可以促進(jìn)鎳的沉積；進(jìn)水中Ni2+濃度和pH值對(duì)鎳的回收率的影響不明顯。增大硼酸的加入量和進(jìn)水中Ni2+的濃度有助于降低能耗。各因素對(duì)出水中Ni2+濃度的影響程度為：初始濃度>電壓>硼酸>pH。電解的最佳操作條件為：電壓4V、進(jìn)水中Ni2+濃度1000mg/L、硼酸加入量18g/L、pH4。在此條件下，進(jìn)行靜態(tài)電解實(shí)驗(yàn)，8h后，出水中Ni2+濃度為119

4、.66mg/L，Ni2+的回收率為88.22％，回收每公斤鎳的能耗為49.9kWh?？刂七M(jìn)水流速為20mL/min，進(jìn)行動(dòng)態(tài)電解實(shí)驗(yàn)，90 min后，鎳濃度由1000mg/L降低到350mg/L，相應(yīng)的回收率為65%，回收每公斤鎳的能耗為25.70kWh。
　　電滲析實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，各參數(shù)對(duì)淡水濃度的影響大小為：電壓>進(jìn)水濃度>流速；對(duì)鎳去除率的影響大小為：電壓>流速>進(jìn)水濃度；對(duì)能耗的影響大小為：電壓>流速>進(jìn)水濃度。電滲析的最佳

5、電壓范圍為30~45V，進(jìn)水中Ni2+濃度不宜大于400mg/L，流速應(yīng)控制在4~6L/h之間。經(jīng)優(yōu)化操作參數(shù)，Ni2+的平均去除率在91.65%以上，淡水中Ni2+濃度可降至10mg/L以下，可以用電去離子技術(shù)對(duì)電滲析淡水進(jìn)行深度處理，使Ni2+濃度降至1mg/L以下。濃水中鎳濃度在1000mg/L以上，可用電解法回收其中的金屬鎳。
　　電去離子實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)電壓在5～40V之間變化時(shí)，EDI出水中Ni2+濃度在60min后穩(wěn)

6、定。最佳電壓為25V，此時(shí)，濃水濃度最大，為142.64mg/L；淡水濃度最小，為5.41 mg/L。當(dāng)?shù)魉僭?～25L/h之間變化時(shí)，EDI出水中Ni2+濃度在180min后穩(wěn)定。淡水和濃水濃度均隨著流速的增大而增大。淡水和濃水中Ni2+濃度隨進(jìn)水流速的增大而增大。用EDI處理濃度低于45mg/L的含Ni2+廢水，淡水中Ni2+濃度在0～0.9mg/L之間，能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)（1mg/L）。
　　電解-電滲析-電去離子聯(lián)合工藝

7、實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該電化學(xué)聯(lián)合工藝可以從含鎳廢水中回收99%以上的鎳；出水中Ni2+濃度在1mg/L以下，水的回用率幾乎可以達(dá)到100%。經(jīng)SEM觀察發(fā)現(xiàn)，所得的鎳沉積層呈胞狀結(jié)構(gòu)。對(duì)鎳沉積層進(jìn)行EDX分析發(fā)現(xiàn)，鎳的純度高達(dá)93.93%。
　　電解-電滲析-電去離子聯(lián)合工藝采取工藝內(nèi)部濃水和淡水循環(huán)方式，拓寬了處理廢水的濃度范圍：不僅能夠處理低濃度含鎳廢水，還能處理高濃度含鎳廢水，也可以同時(shí)處理高、低濃度含鎳廢水。該工藝處理含鎳廢水，