一种络合镍废水的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种络合镍废水的处理方法，与现有技术相比，本发明专利技术中将Fe负载在颗粒活性炭上，制成负载型Fe2O3·FeO/GAC催化剂，非均相活化过硫酸盐体系产生强氧化性的硫酸根自由基氧化废水中的络合态重金属，通过破坏络合离子的稳定结构，从而使重金属从络合物中游离出来，用简单的加碱沉淀的方法得以去除。本发明专利技术构建Fe2O3·FeO/GAC活化过硫酸盐耦合体系，在废水处理中通过废水实际情况调整废水的pH值，即可达到良好的处理效果，催化剂重复使用后仍然具有较好的催化活性，可大大降低废水处理成本。不需要很多的设备投资和运行成本，取材方便运行简单。而且活性炭载体可以重复利用，实现资源再利用，节约成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于络合重金属废水处理工艺领域，具体涉及一种络合镍废水的处理方法。
技术介绍
电镀和印制板等工业生产过程中的清洗、废弃的滤液、镀液的带出、跑、冒、漏地面冲洗及由于操作式管理不当引起含有铜、铅、锌、铬等多种重金属离子和一定浓度的有机污染物产生。而EDTA、柠檬酸等络合剂在电镀等行业广泛使用，其与镍、铜等金属离子生成稳定态的鳌合物。由于配位体之间的结合能力强，采用普通加碱沉淀法难以获得满意的处理效果，使得含络合重金属废水成为工业废水中典型的处理难点，若不经处理直接排入水体会对生态环境造成很大的破坏。现有的络合重金属废水的处理方法主要可分为3类：一、采用较原络离子络合常数大得多的，络合后可产生沉淀的药剂，强行地从原络离子中置换金属离子，生成络合沉淀以去除重金属。具体方法包括：(1)硫化物沉淀法，形成溶解度极小的CuS，但是存在沉淀颗粒小、分离难，遇酸易分解产生H2S气体，形成二次污染等问题；(2)螯合沉淀法：利用螯合剂与重金属离子发生螯合反应，生成水不溶性的螯合盐，再加入少量有机或无机絮凝剂形成絮状沉淀而得以分离。但当前对螯合剂处理仍存在成本较高问题；(3)铁屑还原法：利用铁屑作为还原剂在酸性条件下(pH为3.0-4.0)进行电化学反应(微电解反应)和置换反应将络合重金属废水的重金属离子还原析出重金属单质的处理方法，与此原理类似的方法还有内电解法和零价铁法，但是存在铁屑结块等问题，并且产泥量增加，加大了脱水负担；(4)FeSO4法：原理是基于Cu(NH3)42+、EDTA-Cu等铜络合物与EDTA-Fe3+的稳定常数的显著差异(βEDTA-Fe3+＝1.70×1024，βEDTA-Cu2+＝5.01×1018，βCu(NH3)2+＝2.09×1013)，Fe3+可促成EDTA-Fe3+的结合而将Cu2+置换出来，使铜由络合态转变为游离态，主要缺点是加药量大，产泥量多。(5)MAP法：具体是针对铜氨废水利用MAP法(申请号：201310449645.9)，其将氨氮从铜氨络合离子[Cu(NH3)4]2+中脱离，实现铜氨破络合，使铜成为游离铜离子，氨氮以MgNH4PO4形式沉淀；(6)酸析出法：申请号：201310069014.4公开日2014年9月10日公开的“络合重金属废水处理方法”将pH调节至2-3之间，使二价铜离子从络合物中游离出来。二、将废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行吸附和分离。具体方法有(1)吸附法：是指利用吸附剂的巨大比表面积和大量的表面活性基团吸附净化络合镍废水的处理方法。常用的吸附剂有活性炭、沸石等。吸附法主要缺点需频繁再生和更新吸附剂，致使运行管理复杂，运行费用提高；(2)离子交换法：一种借助于离子交换材料上的可交换离子与废水溶液中相同电性的离子进行交换反应而除去水中有害离子的处理方法。常用的离子交换材料有腐殖酸物质、离子交换树脂、黄原酸酯、离子交换纤维等，存在缺点为交换树脂易饱和，络合物易使交换树脂污染或老化，树脂再生频繁等缺点。三、基于高级氧化的方法破除络合剂后用普通的重金属离子沉淀剂进行沉淀，具体方法包括：(1)Fenton法：是指H2O2在Fe2+的催化作用下，分解产生具有很高氧化还原电位羟基自由基，羟基自由基能将重金属络合物氧化破络，破络后重金属变成游离态重金属离子，与此类似相似的方法还包括：高铁酸盐氧化法、UV/H2O2法和KMnO4法、O3法和次氯酸钠法(专利号：201310430270.1，一种含络合铜废水的处理方法，公开日2014年1与1日)和电催化法(申请号：201510573996.X，电催化法处理铜氨络合废水的方法，公开日2015年2月23日)和电凝聚法(申请号：201410347280.3一种Cu-EDTA络合废水的处理方法及电絮凝装置，公开日2014年10月1日)等；(2)光催化氧化法：它利用光催化剂表面的光生电子或空穴等活性物种，通过还原或氧化反应去除重金属。但从实际应用的角度出发，光催化法还存在着许多问题：如重金属离子在光催化剂表面的吸附率低、光催化剂的吸光范围窄等。另据国内外文献报道有产生了一些的方法，包括(1)微生物燃料电池法MFC(ZhangLJ,TaoHC,WeiXY,etal.Bioelectrochemicalrecoveryofammonia–copper(II)complexesfromwastewaterusingadualchambermicrobialfuelcell[J].Chemosphere,2012,89(10):1177-1182.)；(2)壳聚糖络合-陶瓷膜耦合法(张晨牧,刘景洋,孙晓明,等.壳聚糖络合-陶瓷膜耦合技术处理低浓度含铜废水[J].环境工程学报,2015,9(1):83-88.；申请号：201410126511.8一种络合-陶瓷膜耦合处理低浓度含铜废水技术，公开日2014年6月4日)等。络合态重金属是比较难处理的重金属废水，为达到我国不断提高的废水排放标准，企业采用了更复杂的工艺、增加更多的处理费用，然而却依然不能稳定达标的现状，因此开发新的处理方法和工艺尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种络合镍废水的处理方法，先调节含镍废水的pH，再加入Fe2O3·FeO/GAC催化剂和过硫酸盐，置于微波反应器中，使该废水中的络合镍破络转化为游离镍离子和有机物，再将得到的废水的pH调至9.2，使该废水中的镍离子转化为氢氧化镍沉淀予以分离。本专利技术提供的一种络合镍废水的处理方法，包括以下步骤：1)制备Fe2O3·FeO/GAC催化剂：将NH4Fe(SO4)2溶液中加入环己胺搅拌反应后，再加入活性炭，一起置于密封的内衬聚四氟乙烯不锈钢反应釜中加热反应，自然冷却，洗涤，干燥，得到Fe2O3·FeO/GAC催化剂；2)向含EDTA和硫酸络合镍废水中加入步骤1)制备的Fe2O3·FeO/GAC催化剂，调节pH至3.0-5.0后，加入过硫酸钠，然后，置于微波反应器中搅拌反应；3)然后，调节废水体系pH至9.0-9.5，搅拌混匀后，静置冷却沉淀，分离上清液与沉淀，即可。进一步的，步骤1)中所述NH4Fe(SO4)2溶液为现配的，浓度为0.075mol/L；具体配置方法为：将NH4Fe(SO4)2·12H2O溶解到去离子水中。进一步的，步骤1)中NH4Fe(SO4)2溶液中的NH4Fe(SO4)2、环己胺和活性炭的用量比为3mmol：3ml：2-4g。所述的活性炭使用前经过处理：将购买的颗粒活性炭GAC于去离子水中，加热煮沸30-50min，用超纯水洗干净，放于105℃真空烘箱中干燥过夜；然后过20目筛，备用；所述颗粒活性炭GAC，其参数为亚甲基兰吸附值≥120mg/g，比表面积>800m2/g；进一步的，步骤1)中，加入环己胺后搅拌反应时间为15-25min；搅拌速度为120r/min；进一步的，步骤1)中于反应釜中加热反应，具体为：150℃反应10-12小时；步骤1)中，所述洗涤是指用去离子水和酒精乙醇洗涤3-5次；所述干燥是指在真空干燥箱中60℃下干燥6h；步骤1)中制备的Fe2O3·FeO/GAC催化剂，活性组分含量以Fe占载体GAC的质量比计算，所制备的Fe2O3·F本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种络合镍废水的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括以下步骤：1)制备Fe2O3·FeO/GAC催化剂：将NH4Fe(SO4)2溶液中加入环己胺搅拌反应后，再加入活性炭，一起置于密封的内衬聚四氟乙烯不锈钢反应釜中加热反应，自然冷却，洗涤，干燥，得到Fe2O3·FeO/GAC催化剂；2)向含EDTA和硫酸络合镍废水中加入步骤1)制备的Fe2O3·FeO/GAC催化剂，调节pH至3.0‑5.0后，加入过硫酸钠，然后，置于微波反应器中搅拌反应；3)然后，调节废水体系pH至9.0‑9.5，搅拌混匀后，静置冷却沉淀，分离上清液与沉淀，即可。

【技术特征摘要】
1.一种络合镍废水的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括以下步骤：1)制备Fe2O3·FeO/GAC催化剂：将NH4Fe(SO4)2溶液中加入环己胺搅拌反应后，再加入活性炭，一起置于密封的内衬聚四氟乙烯不锈钢反应釜中加热反应，自然冷却，洗涤，干燥，得到Fe2O3·FeO/GAC催化剂；2)向含EDTA和硫酸络合镍废水中加入步骤1)制备的Fe2O3·FeO/GAC催化剂，调节pH至3.0-5.0后，加入过硫酸钠，然后，置于微波反应器中搅拌反应；3)然后，调节废水体系pH至9.0-9.5，搅拌混匀后，静置冷却沉淀，分离上清液与沉淀，即可。2.根据权利要求1所述的络合镍废水的处理方法，其特征在于，步骤1)中NH4Fe(SO4)2溶液中的NH4Fe(SO4)2、环己胺和活性炭的用量比为3mmol：3ml：2-4g。3.根据权利要求1或2所述的络合镍废水的处理方法，其特征在于，步骤1)中所述NH4Fe(SO4)2溶液为现配的，浓度为0.075mol/L。4.根据权利要求1所述的络合镍废水的处理方法，其特征在于，步骤1)中所述的活性炭使用前经过处理：将购...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐海，张昊楠，李洋，秦宝雨，徐建平，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34