巯基重金属捕集剂脱除电镀废水中低浓度Ni的效能及机理研究

以某电镀厂经Na2S预处理后的废水作为研究对象,选用Na OH、Na2S和有机巯基类化合物(EDTC)作为重金属捕集剂,对废水中低浓度Ni进行深度脱除.通过处理效果对比,最终选用EDTC作为Ni理想的捕集剂,重点考察了加药方式、p H、EDTC投加量、反应时间、PAC投加量及不同含Ni电镀废水对Ni去除效果的影响并探讨了EDTC去除Ni的机理.结果表明,Ni初始浓度为6.41 mg·L-1时,最佳工艺条件依次为:p H为7.0,EDTC投加量为摩尔比nEDTC/nNi=4,反应时间为15 min,PAC投加量为100 mg·L-1,PAM投加量为2.5 mg·L-1,此时出水Ni2+浓度为1.08 mg·L-1,去除率达83.15%.在此基础上,针对3种不同含Ni电镀废水,经EDTC处理后Ni去除率均在80%以上,部分废水出水Ni2+浓度低于0.1 mg·L-1,达到了《电镀污染物排放标准(GB21900-2008)》中关于Ni污染物特别排放限值的要求(0.1 mg·L-1).红外光谱图和有机元素分析结果表明,EDTC与Ni会发生螯合反应,即EDTC巯基中硫捕捉Ni2+并趋向成键,生成难溶的螯合产物,从而有效地去除废水中Ni.     

N,N-双(二硫代羧基)乙二胺对微量络合镍的深度脱除特性研究

以柠檬酸镍(CA-Ni)、酒石酸镍(TA-Ni)、焦磷酸镍(SP-Ni)3种低浓度模拟络合镍废水为研究对象,选用自制的重金属捕集剂N,N-双(二硫代羧基)乙二胺(EDTC),对废水中的Ni进行深度脱除.重点研究了EDTC投加量、初始p H、反应时间对Ni去除效果的影响及螯合沉淀物的沉淀性能和溶出特性,同时分析了EDTC去除络合Ni的机理.研究结果表明,处理初始浓度5 mg·L~(-1)的CA-Ni、TA-Ni、SP-Ni,p H为4~8,EDTC最佳投加量分别为60 mg·L~(-1)、55 mg·L~(-1)和70 mg·L~(-1),PAM(聚丙烯酰胺)为1 mg·L~(-1),反应时间2 min,Ni的出水浓度均低于0.05mg·L~(-1),去除率达99%以上.螯合沉淀物沉降性能好且在弱酸弱碱条件下能稳定存在.红外光谱图和元素分析结果表明:EDTC与Ni发生螯合反应,即EDTC直接脱除络合镍中的Ni2+,并与Ni2+生成更稳定的螯合产物EDTC-Ni,进而有效地去除废水中Ni.     

含铬电镀废水的资源化处理

针对电镀厂产生的高浓度含铬废水,研究了硫化钠还原沉淀法回收电镀废水中的铬的可能性。讨论了pH、投药量、反应时间和搅拌速率等变量对铬回收效果的影响。结果表明:在pH1.6,工业硫化钠(60%)投加量为4.0g/L废水,搅拌速率170r/min和反应时间t=90min的条件下能够将原水中初始浓度为533.1mg/L的三价铬C(rⅢ)和530.0mg/L的六价铬[C(rⅥ)]分别降到42.9mg/L和0.01mg/L。此时铬渣中三氧化二铬(Cr2O3)含量为29.5%,满足回用要求。接下来,为了进一步去除残余的三价铬C(rⅢ),利用正交试验设计讨论了重金属捕集剂(FZ)对其去除的最佳条件。在上述条件下出水中总铬(TCr)浓度最终降到0.94mg/L。     

臭氧氧化深度处理木薯酒精废水的实验研究

采用O3/H2O2协同氧化处理木薯酒精废水,主要考察了反应时间、初始p H值、H2O2投加量、H2O2投加方式对木薯酒精废水处理效率的影响。实验结果表明:O3/H2O2协同氧化木薯酒精废水的最佳运行参数为:反应时间为40 min,初始p H为4,H2O2投加量为60 mg/L,平均分4次进行投加,臭氧投加量为197.5mg/L。在最佳实验条件下,废水中ρ(COD)由147.3 mg/L降低至37.2 mg/L,去除率为74.7%,UV254由1.789降低至0.079,去除率为95.6%,O3/H2O2协同氧化能够有效实现木薯酒精废水的深度处理,出水调节p H后主要指标均达到GB 27631—2011《发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准》直接排放标准。     

抗生素化学合成生产废水可生化性改善试验研究

采用水解酸化与Fenton试剂分别处理高浓度抗生素化学合成废水的厌氧出水,并采用MBR验证其生化性的改善。试验表明:在废水ρ(COD)平均为4 084 mg/L时,水解酸化COD去除率平均为26.2%,ρ(BOD5)/ρ(COD)从0.23提高到0.31,但无法保证MBR出水ρ(COD)<120 mg/L。Fenton试剂反应条件为:ρ(H2O2)=5 000 mg/L,ρ(Fe2+)=4 000 mg/L,pH=7,反应时间1 h,COD去除率达50%。混合废水经MBR处理后,出水ρ(COD)平均为98.4 mg/L,可稳定达《制药工业水污染物排放标准》。     

自催化氧化还原技术处理PCB络合废水试验研究

针对PCB络合废水络合铜浓度高、COD难达标、可生化性差等特点,在研究铜对铁碳微电解和Fenton氧化的催化作用的基础上,采用催化铁内电解-Fenton催化氧化联合自催化氧化还原技术对PCB络合废水进行处理,并通过混凝实验进一步去除废水中污染物。零价铁可置换出络合铜中的铜,单质铜与零价铁可形成Fe-Cu催化还原体系,对Fenton氧化也具有催化作用,可有效提高废水的处理效果。通过单因素实验确定各工艺最佳反应条件,实验结果表明,催化铁内电解最佳工艺条件为:p H=2,反应时间为60 min,铁屑投加量为5 g/L;Fenton催化氧化最佳工艺条件为:p H=3,反应时间为60 min,H2O2投加量为15 m L/L;混凝实验PAM最佳投加量为10 mg/L。最佳工艺条件下废水COD和总铜去除率分别可达到94.5%和98.8%,B/C由0.12提高到0.32,废水可生化性得到显著提高,为后续处理创造了条件。     

超声Fenton法处理毒死蜱中间体废水的工艺优化

针对毒死蜱中间体生产的化工废水有机物浓度高、生物抑制性强的特点,以实际生产废水为研究对象,基于响应曲面法,进行了超声/Fenton法降解有机物效能研究与运行参数的优化.结果表明:1通过单因素试验确定响应曲面设计的自变量中心点为H2O2投加量0.5 mol/L、Fe2+投加量0.93 g/L、反应时间90 min.2采用Box-Behnken试验设计,建立了以H2O2及Fe2+投加量、反应时间为自变量的回归模型,经方差分析,模型显著(P0.000 1);对有机物去除率影响最大的因素为Fe2+投加量,其与反应时间的交互作用显著.3最优工况为H2O2投加量0.7 mol/L、Fe2+投加量1.36 g/L、反应时间96 min,该条件下模型预测CODCr去除率为96.63%,试验值与模型预测值的相对误差为1.36%,出水水质指标远低于GB 8978—1996《污水综合排放标准》三级标准,ρ(BOD5)/ρ(CODCr)从0.09升至0.22,CODCr单位去除负荷的H2O2及Fe2+用量相对较低,分别为0.14 mmol/mg和0.28 mg/mg.研究显示,采用超声/Fenton法处理高浓度难降解有机废水可有效提高CODCr去除率及其可生化性.     

公路油罐车废水生化出水Fenton法回用处理研究

目前我国公路油罐车清洗水采用含油废水"老三套"模式进行处理,但由于油罐车种类多,清洗水水质复杂,含高浓度石油和化工类难降解污染物较多,普通生化工艺处理效率低,水质达标难度大。通过Fenton氧化法对生化处理后出水作进一步深度处理,在反应溶液初始p H为2.0~4.0,质量分数为30%的H2O2投加量为1.5~11.0 m L/L,n(Fe2+)∶n(H2O2)=1∶(15~20)的条件下,反应120 min后用Na OH溶液调节反应溶液p H为6.5~7.0,此时出水COD、ρ(油类)可分别降至44.3~20.1 mg/L和0.82~0.29 mg/L,ρ(氨氮)<4 mg/L,浊度<3 NTU,无色无味,达到铁路回用水水质标准要求。     

高效重金属捕集剂EDTC的结构表征及对酸性络合铜的去除特性研究

以乙二胺和二硫化碳为反应物,无水乙醇和去离子水的混合溶液为溶剂,制备了一种巯基类重金属捕集剂N,N-双(二硫代羧基)乙二胺(EDTC),采用紫外光谱、红外光谱和元素分析对其结构进行表征,重点研究了其对EDTA络合铜、柠檬酸络合铜和酒石酸铜3种酸性模拟络合铜的去除性能及螯合沉淀物的溶出特性,并探讨了EDTC脱除络合铜的机理.研究结果表明,处理50 mg·L-1的含铜废水,p H值范围为3~9,EDTC投加量为mEDTC/mCu=8(质量比),反应时间3 min,PAM投加量为1 mg·L-1,此时出水Cu2+浓度均低于0.25 mg·L-1,去除率达到99.5%以上.螯合沉淀物在弱酸性和弱碱性条件下很稳定,不易产生二次污染.红外光谱图分析结果表明,EDTC与Cu会发生螯合反应,即EDTC直接脱出络合铜中Cu2+,并与Cu2+生成难溶的螯合产物EDTC-Cu,进而有效地去除废水中Cu.     

改进的混凝气浮装置处理ABS凝聚干燥废水研究

为了有效去除ABS凝聚干燥工段(E区)废水中的悬浮颗粒物,解决传统装置SS去除率低、管道易堵塞和运行不稳定的问题,采用一种改进的混凝气浮装置进行处理,研究了药剂种类、药剂投加量、p H值、水力停留时间、溶气水回流比等工艺参数对ABS凝聚干燥废水中悬浮物去除效果的影响,得出新型混凝气浮装置的最佳工艺运行参数。试验结果表明:在PAC投加量为75 mg/L、阳离子絮凝剂(FO4440SSH)投加量为10 mg/L、水力停留时间12.5 min、回流比为60%的最佳工艺条件下,SS去除率可达96.6%,出水ρ(SS)为29 mg/L。该装置对SS去除效果好,运行稳定,具有广阔的应用前景。     

Na2S与高聚复配絮凝剂处理酸性高As废水

以酸性高As废水为处理对象,利用硫化法去除并回收As,研究了Na₂S·9H₂O投加量、反应初始pH、反应时间、Na₂S·9H₂O投加方式对As去除效果的影响,并通过XRD(X射线衍射)、XRF(X射线荧光光谱分析)对回收的As渣进行分析;对处理后的含As废水,利用高聚复配絮凝剂深度脱As,研究了絮凝剂优化条件、絮凝剂投加量、反应pH对深度脱As的影响并与常见絮凝剂进行对比. 结果表明,Na₂S·9H₂O投加量为55g/L、两段投加、反应时间为5min、初始pH为2.0的条件下可达最佳除As效果,处理后As回收率达98%以上,出水ρ(As)为0.61g/L,As渣中w(As)、w(S)分别达49.15%、40.98%,其他重金属元素几乎未检出. 在絮凝剂n(Fe)∶n(Si)=5∶1、投加量为7mL/L、pH为8的条件下可得最优深度脱As效果,出水ρ(As)低于0.3mg/L,同等条件下优于常规絮凝剂处理效果. 多批次扩大试验结果表明,组合技术处理废水水质稳定,As回收率平均可达98%以上,出水ρ(As)低于0.3mg/L.      

硫化物沉淀法处理含EDTA的重金属废水

在运用MINTEQA2模型对模拟重金属废水和EDTA萃取液中重金属离子形态进行分析的基础上,选用Na₂S沉淀法处理含EDTA的重金属废水. 结果表明:没有含EDTA的重金属废水,Cd2＋,Cu2＋,Pb2＋和Zn2＋是重金属离子的主要形态;而在含EDTA的模拟重金属废水和重金属萃取液中,重金属络合物是重金属离子的主要形态. 在c(EDTA)为0的条件下,Cd2＋,Cu2＋和Pb2＋的去除率达到100%,而Zn2＋的去除率仅为57.0%;随着c(EDTA)的增加,相同c(Na₂S)对废水中重金属的去除率逐渐下降. 在一定c(EDTA)的条件下,废水中重金属的去除率随着c(Na₂S)的增加而增加;但是在相同c(Na₂S)的条件下,Zn2＋的去除率较Cd2＋,Cu2＋和Pb2＋低. 工程实例进一步表明,Na₂S能够有效去除含EDTA重金属萃取液中的重金属离子,而完全去除Zn2＋则需要高浓度的Na₂S.      

悬浮载体复合MBR工艺处理电镀废水效能研究

为探究高效经济的电镀废水处理工艺,本研究采用悬浮载体复合MBR工艺（HMBR）与普通MBR工艺平行运行,以重金属离子Cu²⁺、Ni²⁺、Cr（VI）为代表,重点研究了不同浓度重金属冲击下对两种工艺处理电镀综合废水效能及微生物活性的影响,以及载体的介入对膜污染的控制作用和对微生物种群多样性的影响.实验结果表明：在Cu²⁺、Ni²⁺、Cr（VI）浓度5~30mg/L冲击下,HMBR工艺对COD和NH₄⁺-N去除效率分别在60%和40%以上,而普通MBR工艺对COD、NH₄⁺-N的去除率分别为30%和15%以上.随着重金属Cu²⁺、Ni²⁺、Cr（VI）浓度的升高,MBR反应器内活性污泥的污泥浓度及SOUR逐步下降,HMBR工艺SOUR受抑制率48.9%远小于普通MBR工艺的73.9%.HMBR系统中EPS分泌显著低于普通MBR工艺,有效减缓膜污染的速率.此外,投加载体增加了反应系统中微生物种群多样性.     

金属离子对青霉素菌渣厌氧发酵产气模型分析

为比较响应面法与反向传播神经网络法在厌氧发酵过程中的应用效果,以青霉素菌渣为原料,通过单因素和Box-Behnken法设计试验,在发酵体系中添加不同量的Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺,以确定其对青霉素菌渣厌氧产气性能的影响.结果表明,Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺单一最佳添加量为：500mg/L、30mg/L、0.3mg/L,产沼气量较对照分别提高了：102.18%、45.48%、60.12%.其促进作用随添加浓度增大呈现：弱-强-弱趋势.使用响应面法及反向传播神经网络法对金属离子添加量进行建模优化,并使用批式厌氧发酵进行验证.响应面法建模预测Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺最佳混合添加浓度为：440.94mg/L、16.22mg/L、0.39mg/L,预测累积产沼气量为1314.49mL,R²=0.972,试验与验证相对误差为4.65%;反向传播神经网络法建模Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺最佳混合添加浓度为495mg/L、21mg/L、0.5mg/L,预测产沼气量为1551.55mL,R²=0.991,试验与验证相对误差为0.47%.反向传播神经网络法建模具有更好的拟合效果且与验证试验误差小,是一种更有效的仿真方法.说明该方法在优化厌氧发酵金属离子添加具有应用潜力,同时也为厌氧发酵条件优化提供新思路.     

Ni2+对好氧颗粒污泥系统性能的影响

以城镇污水处理厂A²/O工艺的回流污泥作为接种污泥,在序批式反应器（SBR）中培养好氧颗粒污泥（AGS）,探究Ni²⁺对AGS系统的影响.结果表明：在25℃的条件下,50d左右培养出成熟的AGS,其形态多呈球状或椭球状,外表分布着少量丝状菌,颗粒污泥粒径主要在2~4mm,MLSS达6000mg/L,SVI维持在40~50mL/g.将Ni²⁺作用于培养出的成熟AGS,Ni²⁺在0~2mg/L的浓度范围内会提高AGS的稳定性,使MLSS上升,SVI降低;同时会促进AGS分泌胞外多聚物（EPS）,EPS组成成分中的蛋白质（PN）明显多于多糖（PS）;Ni²⁺对好氧颗粒污泥去除总氮（TN）的抑制程度要大于COD,最终COD去除率可维持在95%以上,TN去除率可维持在70%以上.     

Ni2+对好氧颗粒污泥系统性能的影响

以城镇污水处理厂A²/O工艺的回流污泥作为接种污泥,在序批式反应器（SBR）中培养好氧颗粒污泥（AGS）,探究Ni²⁺对AGS系统的影响.结果表明：在25℃的条件下,50d左右培养出成熟的AGS,其形态多呈球状或椭球状,外表分布着少量丝状菌,颗粒污泥粒径主要在2~4mm,MLSS达6000mg/L,SVI维持在40~50mL/g.将Ni²⁺作用于培养出的成熟AGS,Ni²⁺在0~2mg/L的浓度范围内会提高AGS的稳定性,使MLSS上升,SVI降低;同时会促进AGS分泌胞外多聚物（EPS）,EPS组成成分中的蛋白质（PN）明显多于多糖（PS）;Ni²⁺对好氧颗粒污泥去除总氮（TN）的抑制程度要大于COD,最终COD去除率可维持在95%以上,TN去除率可维持在70%以上.     

Na2SO3氧化处理高浓度含硫废水的过程探讨

采用Na₂SO₃氧化法在常温常压下对实验室模拟的高浓度含硫废水进行处理,考察了初始pH和氧化剂投加量对硫化物去除效果及氧化产物产量的影响,并对固相产物的晶体结构进行分析;同时结合Na₂SO₃氧化脱硫电极电动势的理论计算,采用反应-离心分离耦合的方法及时分离目标产物单质硫S0的方式研究了Na₂SO₃氧化硫化物的反应历程。实验结果表明:在初始pH值为5,氧化剂投加量为5 g/L,反应时间为15 min的条件下,硫化物去除率为71.79%,S0产量为603.5 mg/L;采用反应-离心分离耦合的方法及时分离S0,在转速为2500 r/min时,S0产量可提高到819.5 mg/L;X射线衍射(XRD)分析表明,普通反应体系和离心反应强化体系中固相产物均主要为环状斜方硫(α-硫)。     

Removal of Ni(II) from strongly acidic wastewater by chelating precipitation and recovery of NiO from the precipitates

Strongly acidic wastewater produced in nonferrous metal smelting industries often contains high concentrations of Ni(II), which is a valuable metal. In this study, the precipitation of Ni(II) from strongly acidic wastewater using sodium dimethyldithiocarbamate (DDTC) as the precipitant was evaluated. The effects of various factors on precipitation were investigated, and the precipitation mechanism was also identified. Finally, the nickel in the precipitates was recovered following a pyrometallurgical method. The results show that, under optimised conditions (DDTC:Ni(II) molar ratio = 4:1; temperature = 25 °C), the Ni(II) removal efficiency reached 99.3% after 10 min. In strongly acidic wastewater, the dithiocarbamate group of DDTC can react with Ni(II) to form DDTCNi precipitates. Further recovery experiments revealed that high-purity NiO can be obtained by the calcination of DDTCNi precipitates, with the nickel recovery efficiency reaching 98.2%. The gas released during the calcination process was composed of NO₂, CS₂, H₂O, CO₂, and SO₂. These results provide a basis for an effective Ni(II) recovery method from strongly acidic wastewater.     

汽车涂装废水除镍的试验研究

镍是国家严格控制的一类污染物,采用化学沉淀法对汽车涂装废水进行除镍的试验研究。结果表明：投加氢氧化钙300mg／L,pH控制在11．0左右时,镍的去除率可以达到90．5％,出水完全满足《上海市污水综合排放标准（DB31／199）》。