化学法处理电镀废水中COD的研究

摘要

电镀废水中不但含有重金属离子，还含有一定量的COD（化学需氧量），过高COD会影响水体的自净能力导致湖泊湿地退化和水生生物大量死亡，打破水生态平衡，从而影响到整个生态圈的能量流动与物质循环。现阶段国内外实现电镀废水COD达标排放的方法是生化法，但生化法前期投资大、生物菌种对重金属敏感，培养要求严格，适合处理连续大水量废水，在中小型电镀企业很难大面积推广，使用受到限制。目前国内外尚未有其他处理电镀废水 COD成熟有效的方法。为了解决中小型电镀企业处理电镀废水COD的难题本文对化学法处理电镀废水COD进行了系统的研究。以模拟电镀废水和实际电镀废水为研究对象，采用絮凝、化学氧化、化学催化氧化等工艺去除COD，探索了各工艺的去除效率、影响因素以及作用机制，得到了适合中小型电镀企业废水COD处理的方法。
　　模拟电镀废水处理的研究得到了絮凝法、化学氧化法和氧化-絮凝法处理废水COD（200～300mg/L）的基础数据。三种常用絮凝剂聚合硫酸铁（PFS）、聚合氯化铝（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）的最佳投药量分别为200mg/L、200mg/L、10mg/L，最佳pH分别为8、7、7。无机絮凝剂PFS和PAC处理 COD废水效果要好于有机絮凝剂 PAM，但加药量大，废水处理后污泥量高于后者，二次污染较严重；选用PAC+PAM组合作为絮凝剂（加药质量比为(1:5)～(1:10)），采用自行设计的两次调pH（调 pH=8～9，pH=10～10.5）两次絮凝的两步法工艺，废水中的COD得到有效的去除，污泥体积和含水量减少，降低了后期压缩泥饼成本，同时解决了传统工艺重金属去除不能稳定达标的问题。常规絮凝法只能去除部分容易形成悬浮物、絮凝体的COD，对于其他难絮凝的COD无明显效果。化学氧化法能氧化有机物和还原性物质，直接降低COD，弥补絮凝法的缺陷。常用氧化剂双氧水和次氯酸钠处理废水 COD的对比实验表明，次氯酸钠为最适合模拟电镀废水的氧化剂。以次氯酸钠为氧化剂，采用化学氧化-絮凝组合处理模拟电镀废水，当次氯酸钠的加药量为30mg/L，氧化处理 pH为6时，能使处理后废水 COD≤80mg/L，实现 COD达标排放（GB21900—2008表2）。
　　实际电镀废水检测发现含铜、含铬、含镍、酸碱以及综合废水的COD均集中在250mg/L以内，除油废水以及各种表面活性剂、添加剂等是COD的主要来源。相比模拟废水，实际电镀废水的污染物成分复杂，各污染物的相互影响程度明显，处理难度加大，因此同种方法和工艺处理这两种废水会存在一定的差异。采用模拟电镀废水阶段得到的氧化-絮凝法处理含铜、含铬、含镍、酸碱以及综合废水，重金属的含量完全低于国家排放标准（GB21900—2008表2），而COD值（尤其是酸碱废水）却略高于排放值（80mg/L）。
　　为了解决上述实际电镀废水 COD偏高的问题，本实验采用化学催化氧化法处理电镀废水COD。氧化剂选用次氯酸钠，催化剂选用以活性炭为载体，采用过量浸渍-烧结法制备而成的活性炭-金属氧化物。实验结果表明，当浸渍液（以对应金属氧化物比例算）的组成为50％硝酸锰：三水合硝酸铜：六水合硝酸镍：六水合硝酸铈：六水合硝酸钴=（20～25）:（5～10）:（1～2）:（0～0.5）:1，采用分段固化升温烧结制备的催化剂活性高，使用寿命长；当次氯酸钠的加药量为30mg/L，pH为6，催化剂为2.5g/L，反应时间为3h，原废水的COD为175.5mg/L时，处理后COD低至24.34mg/L，COD去除率达到86.13%，远低于国家排放限值（GB21900—2008表3，COD50mg/L），而且催化剂能连续使用多次，具有广阔的应用前景。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

插图清单

表格清单

第一章 绪 论

1.1前言

1.2电镀废水中COD的来源

1.3电镀废水COD去除方法

1.4常见电镀废水处理工艺[37]

1.5本文的研究目的

第二章 实验装置及内容

2.1实验器材及药品

2.2分析测试方法

2.3实验内容

第三章 模拟电镀废水COD的去除研究

3.1絮凝法处理模拟电镀废水

3.2化学氧化法处理模拟电镀废水

3.3本章小结

第四章 实际电镀废水COD的去除研究

4.1絮凝法处理实际电镀废水

4.2氧化-絮凝法处理实际电镀废水

4.3化学催化氧化法处理实际电镀废水

4.4本章小结

第五章 结论与建议

5.1结论

5.2建议

参考文献

致谢

附录：攻读硕士学位期间的主要工作以及发表的文章