离子交换工艺处理电镀镍废水的性能研究

摘要

随着电镀行业的迅猛发展，镍作为一种国家战略储备金属，镀镍技术得到了越来越广泛的应用，随之产生的电镀镍废水也在不断增加，镀镍废水的产生成为世界上重金属污染源之一。镀镍废水的肆意排放，导致镍通过生物圈循环在人体内富集，从而危及人体健康。因此镀镍废水的处理以及有效回收镍资源引起社会的重视。
　　本文利用离子交换法，建立离子交换静态和动态吸附交换系统，从离子交换树脂的优选以及各因素对离子交换树脂去除镍离子效果的影响，得出离子交换处理电镀镍废水动态连续运行的最佳工艺条件，并对再生废液中的镍资源进行有效的回收。
　　采用间歇实验研究不同类型离子交换树脂的吸附除镍的效果，选择出最理想的KP752型和CH-90型离子交换树脂。考察两种离子交换树脂静态吸附镍离子的过程，发现两种树脂对镍离子的去除率随着废水溶液初始浓度的升高而增大；pH在3~6范围内时，树脂对镍离子的吸附去除效果好；一定范围内，增加树脂的投加量可以使镍离子的吸附去除率显著提高。使用扫描电镜对吸附前后的树脂进行表征，发现树脂的性状优良，比表面积大，对镍离子的吸附性能好。
　　在离子交换静态吸附实验的基础上，研究KP752型和CH-90型离子交换树脂的吸附热力学及吸附动力学。Freundlich等温曲线更加准确地反映了两种树脂吸附镍离子的过程；采用二级动力学方程对两种树脂的吸附动力学数据线性拟合效果较好；两种树脂吸附镍离子过程的主要速率控制步骤均属于颗粒扩散控制。通过热力学函数的计算得出，两种树脂的△G＜0、△H＞0、△S＞0，吸附镍离子过程均属于熵驱动的自发吸热反应过程。
　　利用离子交换动态连续运行反应装置进行了树脂的动态吸附和动态再生，进水流速采用10BV/h，再生流速采用7BV/h，再生剂采用3％的硫酸。废水硬度和进水COD均会对离子交换树脂吸附镍离子的效果产生较大影响，同时进水COD影响树脂的再生，造成树脂的重复利用性能下降。利用草酸沉淀法对再生废液中的镍进行回收制备高纯度镍粉，镍的回收率可达86.7%。

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第1章 绪 论

1.1 课题研究的背景

1.2电镀镍废水

1.3镀镍废水的处理技术

1.4电镀废水的排放标准

1.5离子交换法

1.6国内外研究现状

1.7课题意义和研究内容

第2章 实验材料与方法

2.1引言

2.2实验材料

2.3实验装置

2.4实验方法

2.5分析与计算方法

第3章 离子交换法除镍的静态实验研究

3.1引言

3.2不同类型离子交换树脂除镍效果的研究

3.3离子交换树脂静态吸附条件优化

3.4扫描电镜分析

3.5本章小结

第4章 离子交换树脂吸附机理的研究

4.1引言

4.2结果与讨论

4.3本章小结

第5章 离子交换法除镍的动态连续实验研究

5.1引言

5.2动态吸附实验

5.3动态再生实验

5.4镍的回收与利用

5.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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