高锰酸钾预氧化法处理含镍电镀污水
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
在化学沉淀法处理含镍污水的工艺过程中有 1 项 重要的改善思路［3］，就是在传统的化学沉淀工序之前加 入一定量的氧化剂，一方面可以使游离态的有机物受到
· 53 ·
2004 年 l0 月
电镀与涂饰
Electroplating
Finis1ing
第5期
氧化，另一方面也可以使一些处于络合状态的有机物受 氧 化 而 被 破 坏，使 被 络 合 的 镍 转 变 成 为 自 由 离 子，这 样 就可以为 后 续 镍 的 完 全 沉 淀 创 造 条 件。 我 们 称 此 工 艺 为预氧化 - 化学沉淀 - 沉淀工艺，简称预氧化工艺。
用 VARIAN 公司出产的 Spectr AA220 FS 型原子吸收 光谱仪（AAS）测定 Ni2 + 含量，用岛津公司出产的 TOC 5000 型总有机碳测定仪测定 TOC 和 IC，按照 GB / Tll9l4 - 89 的方法测定 COD。
3 结果与讨论
3.1 高锰酸钾的加入量对 COD 的影响 无论是高浓度的镍电镀废液污水，还是镍添加剂生
含镍污水
试样号
p~
试样来源
l
电镀镍废液
4.2
2
镍添加剂生产污水 3.4
3
镍添加剂生产污水 3.9
4
镍添加剂生产污水 4.5
5
镍添加剂生产污水 4.7
镍离子
A
B
80 700
8 . 35
40 . 60
l . 60
56 . 05
l . 62
l . 37
0 . 6l
5 . 99
0 . 89
!（试样中主要成份）（/ mg / L） 化学耗氧量（COD） 有机总碳量 无机总碳量
Keywords：nickei-containing waste water； residuai nickei； totai organic carbon； inorganic carbon； chemicai oxygen demand
1 前言
镍离子是含镍电镀污水中的主要污染物之一，也是 国家严格控制排放的第 1 类污染物，国标 GB8979 - 1996 要求污水排放时镍含量低于 1 .0 mg / L［1］，广州市的排放 标准则更加严格，要求镍含量低于 0 .5 mg / L［2］。对含镍 污水的处理，国内外最常用的方法是传统的化学沉淀 过滤法，即直接往污水中加入碱溶液，把 pH 值调整到弱 碱性范围，大部分游离态的镍离子立即形成氢氧化镍沉 淀，少量沉淀不完全的则可通过加入硫化钠或有机硫化
Abstract：The organic substances in nickei-piating waste soiution and waste water from nickei additive production were pre-oxidized by potassium permanganate and then treated by traditionai chemicai precipitation-fiitration process . In this way，the concentration of the residuai nickei and the chemicai oxygen demand in the ciear water after treatment is significantiy reduced，and particuiariy，nickei content can even go down to those iower than the discharging iimits set by the nation（1.0 mg / L）and iocai governments（0 .5 mg / L）after oniy one-time treatment . The pre-oxidization oniy needs a very short time and has been used in practicai operation . Thereby the secondary treatment of the ciear water is avoided successfuiiy .
（2）往每分相同体积的污水试样中分别加入相同质 量 的 高 锰 酸 钾，氧 化 不 同 的 时 间 后，然 后 再 按 与 以 上 相 同的方法进行处理和检测，以考察高锰酸钾的加入量对 以上各项指标的影响。
（3）把实验室试验的相关结果应用到实际污水操作 中，对处理的效果进行考察。 2.4 检测方法和仪器
法、氯气氧化法、过氧化氢 + Fe2 + 催化剂法（Fenton 法）、 高锰酸钾法。由于前 2 种有一些缺点，如臭氧氧化法需 要特别制备而能耗较大，而氯气氧化法有毒性而使用不 便，故首先排除掉。选择后 2 种方法对含镍污水进行对 比试验。
采用过氧化氢 + Fe2 + 催化剂法（Fenton 法）做预氧化 时，由于条件（温度、催化剂含量和 p~ 值）难以控制，氧 化速度非常慢。例如，一个 COD 为l0 034 mg / L 的镍污 水样，在室温下，用 !（~2O2）= 30% 过氧化氢溶液做预氧 化，经 过 40 1 测 量 其 COD 为 8 l30 mg / L，也 只 降 低 了 20% ，这显然不能满足预氧化工艺要求。由于高锰酸钾 在 不 同 酸 性 介 质 中 均 有 较 强 的 氧 化 能 力，适 用 性 好，对 反应条件没有特别的要求，其氧化程度主要与投入量有 关，因 此 在 实 际 应 用 中，高 锰 酸 钾 的 投 加 和 监 测 也 很 方 便，此外，氧化中产生的气体基本没有异味，所以我们选 用高锰酸 钾 做 为 预 氧 化 工 艺 试 验 的 氧 化 剂。 实 验 室 试 验中氧化剂采用市售的 AR 级高锰酸钾试剂，实际污水 处理操作中则采用工业级的高锰酸钾。 2.3 试验步骤
如果采用预氧化处理，情况就不同了。图 l 为镍污 水在预氧化工艺处理后清液中的 COD 随高锰酸钾加入 量的变化。
!（高锰酸钾）（/ g / l00 mL） 图 1 高锰酸钾加入量对 COD 的影响（氧化时间 10 h） Figure 1 Influence of adding amount of potassium permanganate
中图分类号： To153.12
文献标识码： A
文章编号： 1004 - 227X（2004）05 - 0053 - 05
Treatment of nickel-containing waste water by pre-oxidization with potassium permanganate
PENG Ming-zhi，JIANG Jing （Atotech（Guangzhou）Chemicais Ltd . ，Guangzhou 511356，China）
收稿日期：2004 - 05 - 20 修回日期：2004 - 07 - 16 作者简介：彭明智（1963 - ），男，工程师，毕业于湖南省石油化工大 学化工工艺专业。 作者联系方式：姜荆，（Emaii）jiangjing46 @ hotmaii . com，（Tei）020 82975161。
物，使之形成硫化镍沉淀，然后再进行分离。然而，电镀 工业产生的含镍污水水质通常波动很大，特别是化学镀 镍 的 污 水，其 组 成 较 为 复 杂，有 些 含 有 有 机 酸 和 氨 基 磺 酸 等 成 分，还 有 些 含 有 碱 性 的 添 加 剂，即 使 普 通 的 镍 电 镀液也会含有一些柔软剂、填平剂和主光剂等较多的有 机组分。某些组分有络合镍的作用，使部份镍以络合物 的 形 态 存 在 于 溶 液 中，相 对 较 稳 定，无 法 完 全 参 与 简 单 的沉淀反应，因此单用传统的化学沉淀法很难顺利地实 现后续的固液分离。实践表明，络合态的镍存在于污水 中，使 镍 污 水 处 理 的 难 度 大 大 提 高，严 重 影 响 了 化 学 沉 淀法处理镍污水的效率和工艺能力，经常造成排放之前 的澄清水因镍的浓度未达标而需要进行 2 次处理。
on COD（pre-oxidation time：10 h）
由图 l 可见，只要加入很少量高锰酸钾，2 种污水的 COD 都会迅速下降，随着高锰 酸钾加 入 量 的提 高，COD 降低速度趋缓。对于镍电镀废液污水试样（试样 l），当 高锰酸钾加入量增加到 2 ~ 3 g（/ l00 mL 污水）之后，COD 就趋于稳定，约为2 500 ~ 3 000 mg / L 左右。对镍添加剂 生产污水（试样 2）的处理过程，呈现的情况则有些差别。 虽然开始加入少量高锰酸钾时，COD 也迅速下降，加入 量达到约 2 g（/ l00 mL 污水）时，COD 也趋于稳定，但是 当高锰酸钾量继续增加，达到 4 g（/ l00 mL 污水）时，COD 再一次下降，以致当高锰酸钾量增加到 6 g（/ l00 mL 污 水）时 COD 可降到l 000 mg / L以下。
行试验。试样的几种主要成分分析结果见表 l。其中电 镀镍废液试样（试样 l）来源于各种电镀镍槽用的实际原 液，即 客 户 的 电 镀 液 分 析 的 剩 余 样 品，而 添 加 剂 生 产 污 水试样（试样 2 ~ 5）是含有电镀镍添加剂和化学镍添加 剂的混合污水试样。
表 1 镍污水试样的主要成分分析 Table 1 Analysis of major components in nickel-containing waste water
（l）往每 分 相 同 体 积 的 污 水 中，分 别 加 入 不 同 质 量 的高锰酸钾，预先氧化数小时（为了反应完全，而实际反
应在几十分钟内即可完成），氧化一定时间后，按正常处 理镍污水的方法进行处理，即加入 NaO~ 和 Na2S 溶液， 将 p~ 值调到 9 .0 ~ 9 .5，使之产生沉淀，并用滤纸过滤。 最后对滤液中的残余镍（Ni2 + 含量）、化学耗氧量（COD）、 总有机碳（TOC）和无机碳（IC）的含量分别进行检测，以考 察高锰酸钾氧化时间对它们的影响。
产所产生的污水，如果不经预氧化而直接按常规沉淀 过滤法进行处理，过滤后澄清液的 COD 的降低程度是很
· 54 ·
高锰酸钾预氧化法处理含镍电镀污水
有限的。如 表 l 所 示，试 样 l（镍 电 镀 原 液）的 COD 为 5 504 mg / L，处理后只降到4 093 mg / L；试样 2（镍添加剂 生产污水）也是如此，原来的 COD 为7 908 mg / L，处理后 仅降到4 l20 mg / L，前后都没有数量级的改变。如果要 达到排放标准，还需进一步大幅度降低 COD。
A
B
（TOC）
（IC）
5 504
4 093
895
l0
7 908
4 l20
3 697
l7
7 926
-
5 436
-
5 380
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
-
3 364
-
5 002
-
-
-
注：A 值是原试样的分析结果，B 值是按传统的化学沉淀法处理后滤液的分析结果。
试验目的
高锰酸钾加 入量的影响 高锰酸钾氧化 时间的影响
2.2 氧化方法和试剂的选择 常用的电镀污水氧化方法有以下几种［4］：臭氧氧化
为了把预氧化工艺付诸实际应用，从 2002 年起，我 们就采用高锰酸钾做氧化剂，在实验室做了一系列的试 验，考察了高锰酸钾的添加量及预氧化时间对澄清水中 的化学耗氧量和镍离子含量的影响，并成功地把实验结 果应用到实际操作中，取得了较明显的效果。
2 实验部分
2.1 试样及成分分析 选用几种不同来源的含镍污水作为基本试样来进
第 23 卷 第 5 期 2004 年 10 月
电镀与涂饰 Eiectropiating & Finishing
Voi. 23 No. 5 Oct. 2004
【三废治理】
高锰酸钾预氧化法处理含镍电镀污水
彭明智， 姜荆
（安美特（广州）化学有限公司，广州 511356）
摘 要： 用高锰酸钾对电镀镍废液污水和含镍添加剂生产污水中的有机成分进行预氧化后，再按传统的化学沉
淀 - 过滤法处理，大幅度降低了处理后澄清液中的残余镍含量和化学耗氧量，甚至只需 1 次处理，就能使镍离子含量
降低到国家排放标准（1.0 mg / L）和地方政府的排放标准（0.5 mg / L）以下。这种预氧化反应所需的时间较短，已应用到
实际操作中，从而成功地避免了澄清液的 2 次处理。
关键词： 含镍污水； 残余镍； 有机总碳量（TOC）； 无机总碳量（IC）； 化学耗氧量（COD）
· 53 ·
2004 年 l0 月
电镀与涂饰
Electroplating
Finis1ing
第5期
氧化，另一方面也可以使一些处于络合状态的有机物受 氧 化 而 被 破 坏，使 被 络 合 的 镍 转 变 成 为 自 由 离 子，这 样 就可以为 后 续 镍 的 完 全 沉 淀 创 造 条 件。 我 们 称 此 工 艺 为预氧化 - 化学沉淀 - 沉淀工艺，简称预氧化工艺。
用 VARIAN 公司出产的 Spectr AA220 FS 型原子吸收 光谱仪（AAS）测定 Ni2 + 含量，用岛津公司出产的 TOC 5000 型总有机碳测定仪测定 TOC 和 IC，按照 GB / Tll9l4 - 89 的方法测定 COD。
3 结果与讨论
3.1 高锰酸钾的加入量对 COD 的影响 无论是高浓度的镍电镀废液污水，还是镍添加剂生
含镍污水
试样号
p~
试样来源
l
电镀镍废液
4.2
2
镍添加剂生产污水 3.4
3
镍添加剂生产污水 3.9
4
镍添加剂生产污水 4.5
5
镍添加剂生产污水 4.7
镍离子
A
B
80 700
8 . 35
40 . 60
l . 60
56 . 05
l . 62
l . 37
0 . 6l
5 . 99
0 . 89
!（试样中主要成份）（/ mg / L） 化学耗氧量（COD） 有机总碳量 无机总碳量
Keywords：nickei-containing waste water； residuai nickei； totai organic carbon； inorganic carbon； chemicai oxygen demand
1 前言
镍离子是含镍电镀污水中的主要污染物之一，也是 国家严格控制排放的第 1 类污染物，国标 GB8979 - 1996 要求污水排放时镍含量低于 1 .0 mg / L［1］，广州市的排放 标准则更加严格，要求镍含量低于 0 .5 mg / L［2］。对含镍 污水的处理，国内外最常用的方法是传统的化学沉淀 过滤法，即直接往污水中加入碱溶液，把 pH 值调整到弱 碱性范围，大部分游离态的镍离子立即形成氢氧化镍沉 淀，少量沉淀不完全的则可通过加入硫化钠或有机硫化
Abstract：The organic substances in nickei-piating waste soiution and waste water from nickei additive production were pre-oxidized by potassium permanganate and then treated by traditionai chemicai precipitation-fiitration process . In this way，the concentration of the residuai nickei and the chemicai oxygen demand in the ciear water after treatment is significantiy reduced，and particuiariy，nickei content can even go down to those iower than the discharging iimits set by the nation（1.0 mg / L）and iocai governments（0 .5 mg / L）after oniy one-time treatment . The pre-oxidization oniy needs a very short time and has been used in practicai operation . Thereby the secondary treatment of the ciear water is avoided successfuiiy .
（2）往每分相同体积的污水试样中分别加入相同质 量 的 高 锰 酸 钾，氧 化 不 同 的 时 间 后，然 后 再 按 与 以 上 相 同的方法进行处理和检测，以考察高锰酸钾的加入量对 以上各项指标的影响。
（3）把实验室试验的相关结果应用到实际污水操作 中，对处理的效果进行考察。 2.4 检测方法和仪器
法、氯气氧化法、过氧化氢 + Fe2 + 催化剂法（Fenton 法）、 高锰酸钾法。由于前 2 种有一些缺点，如臭氧氧化法需 要特别制备而能耗较大，而氯气氧化法有毒性而使用不 便，故首先排除掉。选择后 2 种方法对含镍污水进行对 比试验。
采用过氧化氢 + Fe2 + 催化剂法（Fenton 法）做预氧化 时，由于条件（温度、催化剂含量和 p~ 值）难以控制，氧 化速度非常慢。例如，一个 COD 为l0 034 mg / L 的镍污 水样，在室温下，用 !（~2O2）= 30% 过氧化氢溶液做预氧 化，经 过 40 1 测 量 其 COD 为 8 l30 mg / L，也 只 降 低 了 20% ，这显然不能满足预氧化工艺要求。由于高锰酸钾 在 不 同 酸 性 介 质 中 均 有 较 强 的 氧 化 能 力，适 用 性 好，对 反应条件没有特别的要求，其氧化程度主要与投入量有 关，因 此 在 实 际 应 用 中，高 锰 酸 钾 的 投 加 和 监 测 也 很 方 便，此外，氧化中产生的气体基本没有异味，所以我们选 用高锰酸 钾 做 为 预 氧 化 工 艺 试 验 的 氧 化 剂。 实 验 室 试 验中氧化剂采用市售的 AR 级高锰酸钾试剂，实际污水 处理操作中则采用工业级的高锰酸钾。 2.3 试验步骤
如果采用预氧化处理，情况就不同了。图 l 为镍污 水在预氧化工艺处理后清液中的 COD 随高锰酸钾加入 量的变化。
!（高锰酸钾）（/ g / l00 mL） 图 1 高锰酸钾加入量对 COD 的影响（氧化时间 10 h） Figure 1 Influence of adding amount of potassium permanganate
中图分类号： To153.12
文献标识码： A
文章编号： 1004 - 227X（2004）05 - 0053 - 05
Treatment of nickel-containing waste water by pre-oxidization with potassium permanganate
PENG Ming-zhi，JIANG Jing （Atotech（Guangzhou）Chemicais Ltd . ，Guangzhou 511356，China）
收稿日期：2004 - 05 - 20 修回日期：2004 - 07 - 16 作者简介：彭明智（1963 - ），男，工程师，毕业于湖南省石油化工大 学化工工艺专业。 作者联系方式：姜荆，（Emaii）jiangjing46 @ hotmaii . com，（Tei）020 82975161。
物，使之形成硫化镍沉淀，然后再进行分离。然而，电镀 工业产生的含镍污水水质通常波动很大，特别是化学镀 镍 的 污 水，其 组 成 较 为 复 杂，有 些 含 有 有 机 酸 和 氨 基 磺 酸 等 成 分，还 有 些 含 有 碱 性 的 添 加 剂，即 使 普 通 的 镍 电 镀液也会含有一些柔软剂、填平剂和主光剂等较多的有 机组分。某些组分有络合镍的作用，使部份镍以络合物 的 形 态 存 在 于 溶 液 中，相 对 较 稳 定，无 法 完 全 参 与 简 单 的沉淀反应，因此单用传统的化学沉淀法很难顺利地实 现后续的固液分离。实践表明，络合态的镍存在于污水 中，使 镍 污 水 处 理 的 难 度 大 大 提 高，严 重 影 响 了 化 学 沉 淀法处理镍污水的效率和工艺能力，经常造成排放之前 的澄清水因镍的浓度未达标而需要进行 2 次处理。
on COD（pre-oxidation time：10 h）
由图 l 可见，只要加入很少量高锰酸钾，2 种污水的 COD 都会迅速下降，随着高锰 酸钾加 入 量 的提 高，COD 降低速度趋缓。对于镍电镀废液污水试样（试样 l），当 高锰酸钾加入量增加到 2 ~ 3 g（/ l00 mL 污水）之后，COD 就趋于稳定，约为2 500 ~ 3 000 mg / L 左右。对镍添加剂 生产污水（试样 2）的处理过程，呈现的情况则有些差别。 虽然开始加入少量高锰酸钾时，COD 也迅速下降，加入 量达到约 2 g（/ l00 mL 污水）时，COD 也趋于稳定，但是 当高锰酸钾量继续增加，达到 4 g（/ l00 mL 污水）时，COD 再一次下降，以致当高锰酸钾量增加到 6 g（/ l00 mL 污 水）时 COD 可降到l 000 mg / L以下。
行试验。试样的几种主要成分分析结果见表 l。其中电 镀镍废液试样（试样 l）来源于各种电镀镍槽用的实际原 液，即 客 户 的 电 镀 液 分 析 的 剩 余 样 品，而 添 加 剂 生 产 污 水试样（试样 2 ~ 5）是含有电镀镍添加剂和化学镍添加 剂的混合污水试样。
表 1 镍污水试样的主要成分分析 Table 1 Analysis of major components in nickel-containing waste water
（l）往每 分 相 同 体 积 的 污 水 中，分 别 加 入 不 同 质 量 的高锰酸钾，预先氧化数小时（为了反应完全，而实际反
应在几十分钟内即可完成），氧化一定时间后，按正常处 理镍污水的方法进行处理，即加入 NaO~ 和 Na2S 溶液， 将 p~ 值调到 9 .0 ~ 9 .5，使之产生沉淀，并用滤纸过滤。 最后对滤液中的残余镍（Ni2 + 含量）、化学耗氧量（COD）、 总有机碳（TOC）和无机碳（IC）的含量分别进行检测，以考 察高锰酸钾氧化时间对它们的影响。
产所产生的污水，如果不经预氧化而直接按常规沉淀 过滤法进行处理，过滤后澄清液的 COD 的降低程度是很
· 54 ·
高锰酸钾预氧化法处理含镍电镀污水
有限的。如 表 l 所 示，试 样 l（镍 电 镀 原 液）的 COD 为 5 504 mg / L，处理后只降到4 093 mg / L；试样 2（镍添加剂 生产污水）也是如此，原来的 COD 为7 908 mg / L，处理后 仅降到4 l20 mg / L，前后都没有数量级的改变。如果要 达到排放标准，还需进一步大幅度降低 COD。
A
B
（TOC）
（IC）
5 504
4 093
895
l0
7 908
4 l20
3 697
l7
7 926
-
5 436
-
5 380
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
-
3 364
-
5 002
-
-
-
注：A 值是原试样的分析结果，B 值是按传统的化学沉淀法处理后滤液的分析结果。
试验目的
高锰酸钾加 入量的影响 高锰酸钾氧化 时间的影响
2.2 氧化方法和试剂的选择 常用的电镀污水氧化方法有以下几种［4］：臭氧氧化
为了把预氧化工艺付诸实际应用，从 2002 年起，我 们就采用高锰酸钾做氧化剂，在实验室做了一系列的试 验，考察了高锰酸钾的添加量及预氧化时间对澄清水中 的化学耗氧量和镍离子含量的影响，并成功地把实验结 果应用到实际操作中，取得了较明显的效果。
2 实验部分
2.1 试样及成分分析 选用几种不同来源的含镍污水作为基本试样来进
第 23 卷 第 5 期 2004 年 10 月
电镀与涂饰 Eiectropiating & Finishing
Voi. 23 No. 5 Oct. 2004
【三废治理】
高锰酸钾预氧化法处理含镍电镀污水
彭明智， 姜荆
（安美特（广州）化学有限公司，广州 511356）
摘 要： 用高锰酸钾对电镀镍废液污水和含镍添加剂生产污水中的有机成分进行预氧化后，再按传统的化学沉
淀 - 过滤法处理，大幅度降低了处理后澄清液中的残余镍含量和化学耗氧量，甚至只需 1 次处理，就能使镍离子含量
降低到国家排放标准（1.0 mg / L）和地方政府的排放标准（0.5 mg / L）以下。这种预氧化反应所需的时间较短，已应用到
实际操作中，从而成功地避免了澄清液的 2 次处理。
关键词： 含镍污水； 残余镍； 有机总碳量（TOC）； 无机总碳量（IC）； 化学耗氧量（COD）