電鍍鎘廢水處理的工藝研究
1 前 言
含鎘廢水的處理工藝及方法有很多種，車榮睿綜述了離子交換法治理含鎘廢水的原理、工藝條件和過程，方云如研究了含鎘廢水的鐵氧體處理法，鄭禮勝進(jìn)行了用礦渣、沸石處理含鎘廢水的探索性試驗(yàn)，張紅波開展了石墨流態(tài)化電極法處理酸性含鎘廢水的研究，戴漢光采用了微孔過濾法處理含鎘廢水，張玉梅通過對含鎘廢水處理工藝的試驗(yàn)研究，得出了硫化物2聚合硫酸沉淀法除鎘效果較好的結(jié)論。本文則針對華豐電器集團(tuán)有限責(zé)任公司電鍍分廠現(xiàn)行用氫氧化鈉沉淀法除鎘效果不太好，條件控制不好就易超標(biāo)的現(xiàn)象，結(jié)合企業(yè)目前的實(shí)際情況，進(jìn)行了用磷酸鈉沉淀法、硫化鈉沉淀法以及氫氧化鈉沉淀法的對比處理工藝試驗(yàn)，結(jié)果表明磷酸鈉沉淀法除鎘效果優(yōu)勢明顯，值得企業(yè)借鑒推廣。
2 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 原 理
根據(jù)容度積常數(shù)KSP值的大小可知，KSP值越小，說明處于游離狀態(tài)離子的濃度就越小，即沉淀效果就越好，而KSP{Cd(OH)2}=215×10213，KSP{CdS}=810×10227，KSP{Cd3(PO4)2}=316×10232，從理論上講磷酸鎘的沉淀效果最好，硫化鎘的沉淀效果次之，氫氧化鎘沉淀的效果最差。
2.2 樣品、試劑、儀器
樣品取自于華豐電器集團(tuán)有限責(zé)任公司電鍍分廠的鍍鎘廢水，樣品在兩個(gè)排放口取得，樣品A主要含Cd2+、Cr6+，pH值約為6，樣品B主要含Cd2+、CN2，pH值約為9。
試劑：氫氧化鈉、磷酸鈉、硫化鈉、漂白粉、硫酸亞鐵、分析鎘、鉻及氰根所需試劑。儀器：原子吸收分光光度計(jì)、滴定管。
2.3 實(shí)驗(yàn)廢水的分析和處理
2.3.1實(shí)驗(yàn)廢水的分析
按文獻(xiàn)[7～9]的方法，分析處理前和處理后廢水中的鎘、六價(jià)鉻、氰根的含量。分析中值得注意的是樣品B中鎘的含量較高，須對樣品B進(jìn)行稀釋處理后，才能用原子吸收分光光度計(jì)進(jìn)行測定，否則，檢測的結(jié)果不準(zhǔn)確。
2.3.2實(shí)驗(yàn)廢水的處理
1)實(shí)驗(yàn)廢水A樣品Cr6+的處理 取A樣品500mL于燒杯中，加入硫酸亞鐵，硫酸亞鐵的量可以根據(jù)指示劑顏色的變化而定，利用鉻酐試劑檢驗(yàn)六價(jià)鉻的還原情況，取的水樣加入鉻酐試劑不變紅為準(zhǔn)。樣品A在處理前用硫酸調(diào)節(jié)pH值，使之小于5。
2)實(shí)驗(yàn)廢水B樣品CN2的處理 取B樣品500mL于燒杯中，處理前先調(diào)節(jié)pH值大于10，并加入漂白粉，攪拌10min，用量根據(jù)指示劑顏色的變化而定，檢驗(yàn)廢水中氰的還原情況，取的水樣以加入指示劑變藍(lán)黑為準(zhǔn)。
3)實(shí)驗(yàn)廢水A、B樣品Cd2+處理 對除Cr6+和CN2處理后的A、B樣品分兩種情況進(jìn)行除Cd2+處理：a1對A、B樣品分別用氫氧化鈉、磷酸鈉、硫化鈉進(jìn)行處理；b1A、B樣品等量混合后再分別用氫氧化鈉、磷酸鈉、硫化鈉進(jìn)行處理。
2.4 實(shí)驗(yàn)廢水的處理結(jié)果
實(shí)驗(yàn)廢水處理結(jié)果的數(shù)據(jù)載于表1～3。
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3 結(jié)果與討論
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)可知，三種處理方式以Na3PO4沉淀法除Cd2+效果最好，無論是單獨(dú)對A樣品還是對B樣品，或是對A、B混合樣品的處理，其處理效果都低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)，而目前工廠所采用的NaOH處理法基本上也能達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，但其處理效果與國家排放標(biāo)準(zhǔn)很接近，控制不好就容易超標(biāo)，這正是工廠在實(shí)際生產(chǎn)中常出現(xiàn)鎘廢水超標(biāo)的原因所在。Na2S處理法則表現(xiàn)出處理結(jié)果的不確定性和不穩(wěn)定性，從原理上講Na2S處理法應(yīng)比NaOH處理法效果更好，這從其對B樣品的處理結(jié)果也得以證明。然而，從其對A樣品和A、B混合樣品的處理結(jié)果來看，其處理效果比NaOH處理法的效果要差。分析其原因，筆者認(rèn)為主要有二：一是在pH值較低的條件下，反應(yīng)過程要產(chǎn)生H2S氣體，使反應(yīng)得不到很好的控制；二是用硫酸亞鐵對Cr6+的處理過程中，溶液中的Fe2+與S22反應(yīng)生成FeS沉淀。因此，要改善Na2S處理法的效果，就要嚴(yán)格控制溶液的pH值和處理Cr6+時(shí)加入的硫酸亞鐵的量。
4 結(jié) 論
通過對比實(shí)驗(yàn)可知，在一定條件下，Na3PO4作為一種化學(xué)試劑對電鍍廢水中的鎘離子有很好的處理效果，結(jié)合鄭禮勝用礦渣、沸石處理含鎘廢水的探索性試驗(yàn)，筆者認(rèn)為可以用磷礦石來代替Na3PO4對電鍍廢水中重金屬鎘離子的處理，以降低處理成本。此外，處理產(chǎn)生的磷酸鎘是一種很好的建筑材料，可使廢渣得到二次利用。因此，磷酸鹽化學(xué)沉淀法處理含鎘廢水值得進(jìn)一步探索和研究。
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