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纳滤膜法处理含Ni~（2+）电镀废水及其资源化利用与工业实践研究

作　者: 常江
导　师: 孙余凭
学　校: 江南大学
专　业: 化学工艺
关键词: 纳滤电镀镍漂洗水资源化工业实践化学沉淀
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

电镀镍漂洗过程中会产生大量含镍废水。由于镍具有较强的生物体毒性,同时也是一种贵重金属,因此研究高效的电镀镍漂洗水资源化技术,不仅可取的良好的经济效益,而且对环境保护具有重要意义。本文主要介绍了用纳滤膜处理电镀镍漂洗水的小试研究、工业实践及硫酸镍初步纯化研究。试验通过改变操作条件,考察温度,膜面流量、跨膜压差等因素对通量、Ni2+、有机添加剂(以COD表征)、硼酸等截留率的影响;考察了三种型号纳滤膜处理电镀镍漂洗水的特性,研究结果表明,操作温度、跨膜压差、膜面流量的增加都可以增大透过液膜通量;操作温度范围内,温度对Ni2+截留率影响不大;增大跨膜压差和膜面流速同样可提高Ni2+截留率。试验也表明S型膜适合于本课题的研究。浓度为2%的柠檬酸在温度为35℃,操作压力0.1Mpa,循环流量为2400L/h的清洗条件下,循环清洗30min可以起到良好的清洗效果,膜通量回复率超过85%。以小试研究为基础,在电镀厂进行电镀镍漂洗水的纳滤膜处理及镍和水回收利用工业实践研究。结果表明,在操作压力2.2Mpa、进料流量1800L/h是条件下,纳滤过程可将封口镍一级漂洗水浓缩至20000 mg/L以上,平均膜通量大于40L/(m2·h);Ni2+、有机添加剂及硼酸的平均截留率分别大于99%、90%和35%,微孔剂则完全截留。60天工业运行结果表明,浓缩液和透过液分别回用于电镀槽及漂洗槽,满足电镀生产要求;单批次操作后用清水循环5min以及运行5天后用2%柠檬酸溶液循环30min,能够有效解决膜面污染问题,达到工业化生产要求。为了扩大浓缩液的回用范围,采用化学沉淀法提纯硫酸镍,浓缩液经过沉淀、水洗、酸解等步骤达到硫酸镍初步纯化。结果表明,NaOH作为含镍废水的沉淀剂,控制沉淀反应条件为pH=10、搅拌120r/min,温度60℃、反应时间1h。Ni(OH)2滤饼的清洗条件为液固比为2:1,去离子水洗三次,浓硫酸溶解后得到的硫酸镍中镍含量为21.2%>20.5%,符合国家标准。镍回收率大于96%。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-18
  1.1 电镀镍及其废水处理概况  7-11
    1.1.1 电镀镍概述  7
    1.1.2 镀镍废水的来源及危害  7-9
    1.1.3 国内外处理含镍废水的研究现状  9-11
  1.2 纳滤膜研究现状  11-16
    1.2.1 纳滤膜的概念  11
    1.2.2 纳滤膜的特点及传质机理  11-12
    1.2.3 纳滤膜的材料和产品  12
    1.2.4 纳滤技术的应用  12-14
    1.2.5 纳滤膜污染及性能影响因素  14-16
  1.3 本课题的研究意义及内容  16-18
    1.3.1 课题研究的目的及意义  16
    1.3.2 本文研究的主要内容  16-18
第二章试验装置及分析方法  18-24
  2.1 试验流程及装置  18-19
  2.2 试验试剂及仪器  19-20
    2.2.1 实验试剂  19-20
    2.2.2 实验仪器  20
  2.3 样品分析方法和原理  20-24
    2.3.1 镍含量测定  20-21
    2.3.2 有机添加剂（COD）的测定  21-22
    2.3.3 硼酸的测定  22
    2.3.4 膜通量的测定  22-23
    2.3.5 截留率的测定  23
    2.3.6 膜清洗效果的表征  23-24
第三章电镀镍漂洗水的纳滤特性研究  24-32
  3.1 引言  24
  3.2 实验步骤和方法  24
  3.3 试验结果讨论  24-31
    3.3.1 操作温度对通量及镍截留率的影响  24-26
    3.3.2 跨膜压差对膜通量及 Ni~(2+)截留率的影响  26
    3.3.3 膜面流量对通量及镍截留率的影响  26-28
    3.3.4 对漂洗水中硼酸、有机物的截留作用  28
    3.3.5 纳滤的浓缩试验  28-30
    3.3.6 纳滤膜化学清洗  30-31
  3.4 本章小结  31-32
第四章电镀镍漂洗水纳滤工艺的工业实践研究  32-39
  4.1 引言  32
  4.2 实验步骤和方法  32
  4.3 试验结果讨论  32-38
    4.3.1 两种水质恒压浓缩实验  32-34
    4.3.2 操作条件确定  34-36
    4.3.3 对添加剂及微孔剂的去除效果  36-37
    4.3.4 连续性运行试验研究  37-38
    4.3.5 回用效果  38
  4.4 本章结论  38-39
第五章硫酸镍的纯化研究  39-45
  5.1 引言  39
  5.2 实验步骤和方法  39-40
  5.3 试验结果讨论  40-44
    5.3.1 沉淀剂的选择  40-41
    5.3.2 沉淀pH 的确定  41-42
    5.3.3 沉淀反应温度的选择  42-43
    5.3.4 硫酸镍提纯  43-44
  5.4 本章结论  44-45
第六章结论与展望  45-47
  6.1 结论  45-46
  6.2 展望  46-47
致谢  47-48
参考文献  48-53
附录：硕士阶段发表的论文和取得的学术成果  53-54
附录  54

纳滤膜法处理含Ni~（2+）电镀废水及其资源化利用与工业实践研究

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