化學工程廢液處理及再生技術分析

康獻國

摘要：化學是以實驗為基礎的學科，實驗過程中會產生大量的廢液。廢液的種類繁多、成分復雜，多具有一定的揮發性、毒性或腐蝕性，直接接觸人體，可能會引起刺激、過敏、疼痛等癥狀，嚴重的會引起中毒、灼傷甚至器官衰竭等永久性傷害。廢液在存放的過程中，因分類不合理，運輸不謹慎，存放不規范等原因造成不同性質的廢液發生化學反應，也會釀成可怕的事故。未經處理的廢液排放到自然環境中也會滲入到土壤里、混合到地下水、揮發到空氣中，對我們日常生活的環境造成危害，從而影響到我們的健康。因此，化學工作者要提高環保意識，建立切實可行、簡單高效的廢液管理制度與處理方法，排除廢液安全隱患。這既是化學工作者應盡的義務，也是不可推卸的責任。

關鍵詞：實驗廢液;分類處理;再生技術

中圖分類號：G64;O6 ? ? ?文獻標識碼：B

引言

化學樁裸是使用還原劑使鎳離子還原成金屬裸，并在鎮件表面沉積的過程隨著鍍液的自動控制的飛速發展，化學被操以成為目前國內外發展速度最快的表面處理技術之一，并在航空航天、汽車、化工、機械、紡織、食品、軍事、電子和計算機等工業部門廣泛應用。化學鉸鎳技術的應用范圍和生產規模不斷擴大，由此產生的環境問題越來越嚴重化學鍍鎳的最大缺點是鍍液使用若千周期后，副產物含量不斷升高，造成鍍液性能惡化，鍍層質量下降。一般個周期后，被層出現針孔，艘液變混濁，導致化學鍍裸鍍液的報廢，如果將含大鎳、磷和有機物的化學被鑲廢液不經處理就排放，不僅對環境造成嚴重污染，而且對資源也是極大的浪費。

1、化學鍍鎳廢液的處理

1.1化學沉淀法

化學沉淀法是一種傳統而實用的方法，它是通過向廢液中投入適宜的沉淀劑，在一定的pH值條件下，沉淀劑與廢液中的有害物質反應生成不溶性物質，凝聚、沉降、液固分離，從而除去廢液中的有害污染物。經典的化學沉淀工藝是向廢液中投入石灰乳或苛性鈉，使鍍液pH值升至12，此時廢液中絕大部分鎳離子及重金屬污染物沉淀析出。Parker對苛性鈉與石灰的沉淀效果進行了比較，發現使用石灰乳處理產生的沉淀體積雖然較大，但處理效果優于采用苛性鈉的處理方法，此外，石灰乳還能同廢液中的亞磷酸根形成鈣鹽沉淀，去除大部分的磷。黑龍江大學的孫紅、趙立軍等人在pH=12、溫度80℃的條件下，用石灰乳處理來自工廠的化學鍍鎳廢液，時間1h，處理后廢液中鎳離子含量降低到1mg/L，達到國家排放標準。對于含磷廢水，濟南大學王士龍等人用沸石進行處理，磷去除率可達90%，取得了良好的效果。除石灰乳之外，有效的沉淀劑還有：硫酸亞鐵、硫酸鋁、硫化鈉、硫化亞鐵等無機物，以及二烷基二硫代氨基甲酸鹽（DTC）和不溶性淀粉黃原酸醋（ISX）等有機物，DTC可在較寬的pH（3～10）范圍內有效地沉淀鎳離子，使廢液中的鎳離子質量分數降低到1×10-6%以下。每克ISX可在pH（3～11）條件下吸附沉淀約50mg鎳離子，但這2種新型的有機沉淀劑價格較高，主要用于處理低濃度的廢水。

1.2纖維、顆粒吸附材料處理法

因纖維狀吸附材料直徑小（<10μm），比表面積大，具有吸附率高，吸附速度快和洗脫率高、滲透穩定性極好等優點，人們開始將其應用于廢水的處理。安徽工程科技學院吳之傳等人用聚丙烯腈改性制備偕胺肟纖維材料（AOCF），對含鎳廢水、廢液中的鎳離子進行吸附去除[23]，研究表明，AOCF對鍍鎳廢液中的鎳離子吸附最佳條件為pH=2.5、吸附時間80min;靜態吸附AOCF用量為5.0g時，可1次性處理廢液100mL，累積處理300mL，處理后廢液中的鎳離子含量<1.0mg/L，吸附后的AOCF可以再生、重復使用。鄭禮勝用陶粒吸附處理含鎳廢水[24]，在pH為3～10之間、鎳含量≤200mg/L的廢水，按鎳/陶粒重量比為1∶400投加，鎳去除率可達99%。

1.3電滲析法

電滲析處理化學鍍鎳溶液的研究起步較晚，是上世紀末才發展起來的一項新技術。其原理是用鍍鉑鈦板作陽極，不銹鋼板作陰極，在電場力的作用下，溶液中的陰、陽離子分別透過陰、陽離子交換膜，從而達到去除有害離子的目的。哈爾濱工業大學的李朝林、周定等人進行了電滲析法脫除化學鍍鎳廢液中亞磷酸鹽的研究。在工作電壓100V，電流4.5～6.0A，電解質流量55L/h的條件下，通過電滲析處理3h，鍍鎳廢液中的亞磷酸根、硫酸根離子、鈉離子等有害物質進入濃室被去除，處理后鍍液中少量損失的硫酸鎳、次亞磷酸鈉經補加達正常水平，鍍速仍有15μm/h，鍍層外觀光亮，耐蝕性能好。

2、化學鍍鎳廢液碳酸鈣過濾離子交換法再生技術

2.1再生原理

在進行化學工程廢液處理和再生時，要先用碳酸鈣濾床對化學鍍鎳廢液進行過濾，在過濾過程中能夠將鍍液中的氫離子充分的與碳酸鈣進行反應，將反應產生的硫酸鈣等沉淀物沉淀到沉淀槽內，然后再用氨水來對廢液的pH值進行調節，最后進行靜置處理。再利用第一陽注和第二陽注交替的方法，通過第一陽注時其實現鈉離子的飽和，達到相應的交換條件促使廢液得到凈化。

2.2影響化學鍍鎳廢液再生技術的因素

為了更好的對化學廢液的再生技術進行研究，做了一些實驗在來驗證。通過實驗數據表明，對化學鍍鎳廢液再生技術的影響因素主要有4個。第一個，溫度。鎳磷的去除率受溫度的影響會發生很大的變化，當溫度升高時，去除率也隨著溫度的升高再不斷地增加。通過大量數據的表明，當環境溫度在90℃時，從經濟的角度來看，去除率最為理想。第二，時間。在化學廢液的再生中，時間也是重要的影響因素。時間在2h以內去磷的效果最為理想，因此，在化學廢液再生中，把2h作為最佳的時間。第三，pH值。溶液的酸堿性也會影響廢液的再生。中性溶液中鎳磷的去除效果最佳，也就是說當pH值大于7時，就會導致鎳離子的損失增加，因此，把pH=7作為最佳的操作范圍。第四，流速。流速也會對化學廢液的再生產生影響，當流速增加時，磷離子的去除效率就會降低，當流速在0～1.1m/h內變化的效果不是很明顯，因此把1.1m/h流速視為最佳，也即是說在進行化學廢液再生時，控制流速在1.1m/h。

2.3再生鍍液的施鍍效果

在對鍍鎳廢液進行過再生處理以后，在一定條件下就可以進行施鍍。為了進一步驗證施鍍的效果，并采用增量法測定對其沉淀速度進行測量，同時對鍍層進行耐腐蝕性和硬度的測量。如果測量的結果顯示，鍍層的效果和原液中的施鍍的效果類似，并且鍍層具有不脫落、不起層和較高的結合性，則說明化學鍍鎳廢液的再生工作順利完成。

結束語

除了上述的處理方法外，還有一些處理工藝，例如轉化利用法、氯氣氧化法、反滲透法、膜滲析法等。雖然國內外的研究者對于化學鍍鎳廢液的處理進行了諸多研究，也取得了很多成就，但仍沒有一套成熟、費低用、能耗低、簡單易行的處理方法。就目前的使用情況來看，采用多種方法綜合處理是比較有效的方法。資源的回收利用研究還處于起步階段，但我們認為它是一個綜合利用資源、有利于環境保護、較為合理地處理鍍液的好方法，也是我們今后努力的方向。

參考文獻：

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（作者身份證號碼：130121197803280017）