电镀废水中铜、镍离子去除工艺条件探讨

池雨芮　胡捷

摘 要：电镀中产生的废水对人类具有较大的毒性及危害。本文以某厂的电镀废水（主要含有铜离子、镍离子）为研究对象，探讨废水中铜、镍离子处理的最佳工艺条件。

关键词：电镀废水;铜、镍离子;离子去除

1 镍、铜离子的去除试验

首先调节电镀废水为酸性，加入硫酸亚铁，调节pH至碱性，再利用多级化学沉淀法形成沉淀，所用的化学沉淀剂分别为石灰，硫酸亚铁，硫化物。

1.1 硫酸亚铁-多级化学沉淀法去除机理

硫酸亚铁法：Fe2+在酸性或暴露在空气的条件下，易被氧化成Fe3+，两者与含镍、铜废水中的配离子形成的配合物的稳定常数要远远大于Cu2+和Ni2+与废水中的配离子形成的配合物的稳定常数，即Fe2+及Fe3+可以将Cu2+、Ni2+从其配合物中置换出来，从而形成简单的镍、铜阳离子。此时pH可以称之为一级反应pH。然后通过调节溶液酸碱度，就可以得到相应的沉淀物，从而去除铜、镍、铁离子。

①石灰法：对废水通过投加中和药剂石灰进行酸碱度调节，满足沉淀生成的条件，然后分离出沉淀物。石灰的衡量可以用调节后的pH来表示，称之为二级反应pH;

②硫化物沉淀法：此方法主要是为了去除铜离子。在碱性条件下，利用投加Na2S与铜离子形成很稳定的黑色的CuS沉淀，再向废水中投加絮凝剂使CuS快速沉降。这一反应的pH称为三级反应pH。并且，可以在投加Na2S的同时也可以继续投加硫酸亚铁，一方面可以将反应进行得更加彻底，另一方面也可以作为混凝剂加速沉淀的沉降。由此可见，本试验的主要影响因素是一级、二级和三级反应的pH以及硫酸亚铁及硫化钠的加入量。

2 去除铜、镍离子试验

本实验采用的电镀废水，铜离子浓度为97.65mg/L，镍离子浓度为123.59mg/L。

①一级反应：取5个烧杯，分别加入1000mL含铜、镍废水，调节一级反应pH为1，2，3，4，5，然后加入4mL10%的FeS04·7H20溶液，搅拌二十分钟;再利用石灰调节二级反pH为9-10，搅拌二十分钟;再加入1mL10%的FeS04·7H20溶液和2mL10%的Na2S·9H20。同时利用片碱调节三级反应pH为10，先快速搅拌二十分钟，然后加入PAM慢速搅拌二十分钟，搅拌完毕后静置十分钟。取上清液进行分析测定镍离子与铜离子含量，随着一级反应pH的增加，废水中铜、镍离子的含量均先减小然后保持平缓最后再升高。不同的是，对于铜离子来说，在pH为2-3时铜离子的含量最低，去除效果最好，分别为0.4mg/L和0.39mg/L。对于镍离子而言，在pH为3-4时，其质量浓度降到最低，分别为0.36mg/L和0.35mg/L，。综合考虑两种离子的质量浓度变化趋势，选择最佳一级反应pH为3;

②二级反应：取5个烧杯，分别加入1000mL铜、镍废水，调节一级反应pH为3，然后加入4mL10%的FeS04·7H20溶液，搅拌二十分钟，用石灰调节二级反应pH分别为7，8，9，10，11，搅拌二十分钟，再投加1mL10%的FeS04·7H20溶液，2mL10%的Na2S·9H20，调节三级反应pH为10，步骤同上，铜离子含量拐点是在pH为9，即只要 pH大于9就可以稳定达到要求。而镍离子含量是先降低，后保持稳定，然后上升，两个拐点是9，10。其增大的原因是由于镍离子与石灰形成的Ni（OH）2是两性化合物，在一定的pH之上，沉淀会复溶，所以镍离子的最佳沉淀pH为9-10。综合两者，最佳工艺条件为pH为9-10;

③三级反应：取5个烧杯，分别加入1000mL铜、镍废水，调节一级反应pH为3，然后投加4mL10%的FeS04·7H20溶液，搅拌二十分钟，利用石灰调节二级反应pH为9-10，搅拌二十分钟，再加入1mL10%的FeS04·7H20溶液，2mL10%的Na2S·9H20，调节三级反应pH分别为8，9，10，11，12，反应同上，在pH从9到10时，铜离子浓度迅速减小，由不达标变成达标，大于10以后，含量维持在0.34mg/L左右，因此，选择pH为10作为三级反应最佳工艺控制参数。

3 FeS04·7H20和Na2S·9H20加入量对镍、铜离子去除效果分别有什么影响

①取5个烧杯，分别加入1000mL铜、镍废水，调节一级反应pH为3，然后分别投加1mL，2mL，3mL，4mL，5mL10%的FeS04·7H20溶液，反应步骤同上，对于铜离子来说，FeS04·7H20只要大于4mL即可，而对镍离子，FeS04·7H20的量必须大于5mL。为了达到两者的去除效果，则选择加入5mL10%的FeS04·7H20溶液，其中一级反应加入4mL，最后再次加入1mL。即总的FeS04·7H20投加入量与含镍铜废水的体积比为5：1;

②取5个烧杯，分别加入1000mL铜、镍废水，调节一级反应pH为3，加入4mL10%的FeS04·7H20溶液，搅拌二十分钟，利用石灰调节二级反应pH为9-10，搅拌二十分钟，加入1mL10%的FeS04·7H20溶液，分别加入0.5mL，1mL，1.5mL，2mL，2.5mL10%的Na2S·9H20，后面實验同上，随着Na2S的增大，铜离子含量越来越低，在2mL时铜离子质量浓度为0.34mg/L，然后曲线趋于平缓。

综上所述，在上述实验室条件下，电镀废水中铜离子和镍离子的去除效果，完全符合各项指标与出水水质的要求。

参考文献：

[1]汪青春，马晓鸥，李柏均.化学氰化法处理电镀含氰废水的工艺条件优化[J].五邑大学学报，2007，20（4）：47-50.