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2 二次沉淀试验
1.pH对二次沉淀的影响
为确定二次沉淀反应后的pH对总镍去除效果的影响,取多份100mL的初次沉淀出水,分别投加100mg/LNa2HPO4,搅拌反应15min后,用5%NaOH溶液调节pH至7.5、8.0、8.5、9.0、9.5和10.0,静置沉淀后取上清液测定总镍浓度,结果如图2所示。
由图2可以看出,提高初次沉淀后的pH有利于进一步去除废水中的镍。
当pH=10.0时,上清液的总镍浓度约为O.16mg/L,小于0.20mg/L,对应的总镍去除率可达99.93%。将出水与其他废水混合稀释即可低于0.1mg/L。
若进一步提高pH,则会使处理后的废水碱度太大,故确定二次沉淀的最佳pH为10.0。
2.Na2HPO4投加量的影响
以Na2HPO4为沉淀剂,除需考虑其对镍的去除效果外,还应注意到该沉淀剂的引入可能会使废水的总磷浓度升高。
为确定不同Na2HPO4投加量对二次沉淀出水总镍和总磷的影响,取多份100mL的初次沉淀出水,分别投加l2.5、25、50、100、200和300mg/LNa2HPO4,搅拌反应15rain后,利用5%NaOH溶液调节pH至10.0,静置沉淀,取上清液测定总镍和总磷,结果如图3所示。
图3表明,增大Na2HPO4投加量有利于进一步去除废水中的镍,当Na2HPO4投加量≥50mg/L时,总镍浓度可稳定低于0.20mg/L。
但Na2HPO4投加量的增大会使出水总磷升高,当投加量大于50mg/L时,出水总磷浓度明显上升。为确保二次沉淀后出水总镍浓度小于0.2mg/L,并尽量控制总磷浓度,确定二次沉淀的Na2HPO4投加量为50mg/L。
3.聚合硫酸铁添加量的影响
为进一步尝试降低二次沉淀出水的总磷,使用聚合硫酸铁对二次沉淀出水进行处理。
在二次沉淀反应后,向废水中投加一定量的5%(质量分数)聚合硫酸铁进行搅拌反应,静置沉淀后,取上清液测定pH、总镍和总磷,以考察聚合硫酸铁的投加对二次沉淀出水总镍和总磷的影响,结果如表1所示。
由表1可知,随着聚合硫酸铁投加量增大,出水pH逐渐降低,而pH下降将会导致已经沉淀的镍释放出来,进而使出水的总镍浓度升高。
当聚合硫酸铁投加量为50medL时,总镍浓度为0.16mg/L,总磷浓度为1.20mg/L,相比于未投加聚合硫酸铁的出水,总镍浓度基本不变,总磷浓度则下降了约2mg/L;继续提高聚合硫酸铁投加量不利于废水中镍的去除。
因此,在需要考虑降低二次沉淀出水总磷浓度对总排放废水的影响时,可在二次沉淀反应后向废水中加入50mg/L的聚合硫酸铁进行共沉淀反应;若无需考虑总磷对后续出水水质的影响,则不用投加聚合硫酸铁。
3 经济成本分析
选用两级沉淀法对试验废水进行处理,主要处理成本为药剂费用,如表2所示。由表2可知,使用两级沉淀法处理该厂的反渗透高浓度含镍浓水,主要处理成本为3.69元/m。
结论
(1)采用碱一磷酸盐两级沉淀法处理某电镀厂反渗透工序产生的高浓度含镍浓水,出水的总镍浓度可稳定低于0.2mg/L,将出水与其他废水混合后,总镍浓度达到GB21900-2008表3要求。
(2)二次沉淀后聚合硫酸铁的投加根据总排放口出水总磷情况而定。
(3)该法的药剂处理成本约为3.69元/m。
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