一种去除电镀废水中锌离子的方法技术

本发明专利技术属于水处理技术领域，涉及一种去除电镀废水中锌离子的方法；本发明专利技术提出的方法是将秸秆炭及导电聚乙撑二氧噻吩复合在聚氨酯海绵上，充分发挥了聚氨酯海绵比表面积大的优点，扩大了电镀废水中的锌离子与秸秆炭导电复合材料的接触面积，提高了锌离子吸附效率。此外，吸附在秸秆炭导电复合材料中的锌离子在电流作用下，还原成锌单质，使得秸秆炭导电复合材料中的锌离子浓度下降，进一步吸附/富集溶液中的锌离子，使得电镀废水中锌离子浓度大幅度下降。本发明专利技术提出的方法具有以下优点：(1)原材料来源广泛，绿色环保。(2)对电镀废水中锌离子的去除效果好，净化水中锌离子含量可低于0.01ppm。

A method of removing zinc ion from electroplating wastewater

The invention belongs to the technical field of water treatment, and relates to a method for removal of zinc ions in electroplating wastewater; the method of the invention is the straw carbon and conductive poly ethylene thiophene compound two oxygen on polyurethane foam, polyurethane foam and give full play to the advantages of large specific surface area, enlarge the contact area of the electroplating wastewater containing zinc ion and straw carbon conductive composite material, improve the efficiency of zinc ion adsorption. In addition, the adsorption of zinc ions in straw carbon conductive composite material in the current function, reduced to elemental zinc, zinc ion concentration straw carbon conductive composite material in further declines, the adsorption / enrichment of zinc ions in the solution, the electroplating wastewater containing zinc ion concentration significantly decreased. The method proposed by the invention has the following advantages: (1) raw materials have wide sources and green environment protection. (2) the removal efficiency of zinc ion in electroplating wastewater is good, and the zinc ion content in purified water can be lower than 0.01ppm.

【技术实现步骤摘要】
一种去除电镀废水中锌离子的方法
本专利技术属于水处理
，具体涉及一种去除电镀废水中锌离子的方法。
技术介绍
含锌电镀水常用处理方法：1、混凝沉积法。混凝沉积法其原理是在含锌废水中添加混凝剂(石灰、铁盐、铝盐)，在pH＝8-10的弱碱性条件下，构成氢氧化物絮凝体，对锌离子有絮凝效果，而共沉积分出。2、硫化沉积法。硫化沉积法使用弱碱性条件下Na2S、MgS中的S2-与重金属离子之间有较强的亲和力，生成溶度积极小的硫化物沉积而从溶液中除掉。上述两种处理方法虽然都能将锌离子从电镀废水中分离出来，但分离效率都低于90％，无法实现电镀漂洗水回用。而且分离出的锌状态较复杂，若要回收利用，成本太大，目前几乎都是将其处理生成物当成工业固体危废物进行处置。不仅不能资源再利用还要花费不菲的处理费用。3、离子交换法。离子交换法是以离子交换树脂过滤原水，利用树脂阳离子交换溶液中的锌离子。该工艺需要经常做树脂的再生，化学原料使用量大，同时也会带来再生废水的处理问题，而且处理设备占地面积大，使用维护工作量大，运营管理成本高。4、蒸发浓缩法。蒸发浓缩法主要利用热源和蒸发器在常压或负压下直接浓缩含锌废水。虽然处理结果比较理想，但能耗过高，一般企业难以接受。对含锌电镀废水的处理方法还有很多，根据自身特点合理选择处理方法，保证废水处理的可行性和可回收利用性。目前，膜分离技术可实现电镀漂洗废水的零排放和资源化回用，对污染的减排和企业降低生产成本具有重要意义。但膜分离法成本高，效率低，很难大规模的推广和使用(城市建设理论研究(电子版)，2015，5(10)，文章编码2015A2059.)。“秸秆炭”是以玉米、棉花、大豆、小麦、水稻等各种农作物秸秆及花生壳、锯末、枯枝、杂草等为原料，采用煤炭在地下形成的原理，利用秸秆生物质自然进行分解，在隔绝空气的条件下，形成的生物质炭。中国科学院南京土壤研究所已经将秸秆生物质炭用于处理电镀废水(专利技术专利申请，申请号：201110186277.4)，但对锌离子的去除能力有限。陈逸君提出了一种去除电镀废水中锌的处理方法，废水依次经过集水井、粗格栅、一次沉淀池、pH值调节池、脉冲高压电-微生物絮凝反应池、曝气氧化池、生物脱氮池、二次沉淀池、净水池的处理。(专利技术专利申请，申请号：201610258874.6)，锌离子去除率为97.7％，净化水中锌离子残留较多。AkbalF等采用铁作阳极、铝作阴极，在电流密度为10mA/cm2的条件下，Cu、Cr、Ni等重金属离子的去除率可接近100％(Desalination，2011，1(1)：214-222.)，但Fe作为阳极，是牺牲电极，在通电过程中，生成大量的氢氧化铁泥垢，这些泥垢可作为吸附剂，吸附溶液中的Cu、Cr、Ni离子，另一方面，随着通电过程的进行，溶液的pH值升高，使得Cu、Cr、Ni等重金属离子生成氢氧化物沉淀，进一步降低溶液中Cu、Cr、Ni离子的浓度。这种方法的优点是，Cu、Cr、Ni等重金属离子浓度下降了，缺点是Fe离子浓度上升了，即去除Cu、Cr、Ni的同时，添加了新的杂质，导致废水处理顾此失彼，达不到水质净化的目的；此外，该法是否可用于去除电镀废水中的锌离子也未可知。与现有文献相比，本专利技术要解决的技术问题不是如何提高秸秆炭水处理材料对电镀废水中锌离子的饱和吸附量，而是如何获得新型秸秆炭导电复合材料，利用复合材料吸附及电化学还原协同效应，去除电镀废水中的锌离子，使得净化水中锌离子浓度低于0.01ppm，从而符合饮用水标准。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种去除电镀废水中锌离子的方法。本专利技术提出的去除电镀废水中锌离子的方法，具体步骤如下：(1)含锌离子电镀废水溶液制备：将1～10g硫酸锌、20g酒石酸、5g乙二胺四乙酸二钠溶于500ml去离子水中，添加去离子水至溶液体积为1000ml，混合均匀，得含锌离子电镀废水溶液。(2)改性聚氨酯海绵制备：在圆底烧瓶内加入100ml丙酮，再加入一块重量为20g、直径为5cm、厚度为2cm的圆柱形聚氨酯海绵，于25℃搅拌20分钟，然后加入1～3mlα-氰基丙烯酸乙酯，于25℃搅拌24小时，取出聚氨酯海绵，于80℃干燥3小时，得改性聚氨酯海绵。(3)秸秆炭/聚氨酯海绵复合材料制备：将3～5g秸秆炭粉碎成200目的颗粒，在超声波作用下分散于含有0.5g十二烷基苯磺酸钠的100ml水中，待秸秆炭分散均匀后，加入步骤(2)中的改性聚氨酯海绵，于25℃搅拌20分钟，过滤，固体于80℃干燥3小时，得秸秆炭/聚氨酯海绵复合材料。(4)导电复合材料制备：在冰水浴中，将1～3ml乙撑二氧噻吩和100ml甲苯加入三口瓶中，加入步骤(3)中的秸秆炭/聚氨酯海绵复合材料，搅拌，然后快速加入10ml质量百分比浓度为20％的过硫酸铵水溶液，于25℃搅拌20分钟，再加入2～5ml质量百分比浓度为10％的盐酸，于25℃反应24小时，过滤，固体用蒸馏水洗涤3次，每次100ml，再用乙醇洗涤3次，每次100ml，最后于80℃干燥3小时，得导电复合材料。(5)电镀废水净化：在1000mlHull-Cell电镀试验槽上，将步骤(4)中的导电复合材料装配在阴极，将直径30mm、长度200mm、密度1.65g/cm3、电阻率9μΩ.m的炭电极装配在阳极，加入500ml步骤(1)中的含锌离子电镀废水溶液，搅拌；依次调节电镀试验槽电压为2V、4V、6V、8V、16V，在上述各电压下分别通电10～15分钟；溶液过滤，收集滤液，以ICP电感耦合等离子体发射光谱法测得滤液中的锌离子含量低于0.01ppm。如果不加入秸秆炭作为原材料，本专利技术还提供如下技术方案作为对比：(1)含锌离子电镀废水溶液制备：将1～10g硫酸锌、20g酒石酸、5g乙二胺四乙酸二钠溶于500ml去离子水中，添加去离子水至溶液体积为1000ml，混合均匀，得含锌离子电镀废水溶液。(2)改性聚氨酯海绵制备：在圆底烧瓶内加入100ml丙酮，再加入一块重量为20g、直径为5cm、厚度为2cm的圆柱形聚氨酯海绵，于25℃搅拌20分钟，然后加入1～3mlα-氰基丙烯酸乙酯，于25℃搅拌24小时，取出聚氨酯海绵，于80℃干燥3小时，得改性聚氨酯海绵。(3)导电复合材料制备：在冰水浴中，将1～3ml乙撑二氧噻吩和100ml甲苯加入三口瓶中，加入步骤(2)中的改性聚氨酯海绵，搅拌，然后快速加入10ml质量百分比浓度为20％的过硫酸铵水溶液，于25℃搅拌20分钟，再加入2～5ml质量百分比浓度为10％的盐酸，于25℃反应24小时，过滤，固体用蒸馏水洗涤3次，每次100ml，再用乙醇洗涤3次，每次100ml，最后于80℃干燥3小时，得导电复合材料。(4)电镀废水净化：在1000mlHull-Cell电镀试验槽上，将步骤(3)中的导电复合材料装配在阴极，将直径30mm、长度200mm、密度1.65g/cm3、电阻率9μΩ.m的炭电极装配在阳极，加入500ml步骤(1)中的含锌离子电镀废水溶液，搅拌；依次调节电镀试验槽电压为2V、4V、6V、8V、16V，在上述各电压下分别通电10～15分钟；溶液过滤，收集滤液，以ICP电感耦合等离子体发射光谱法测得滤液中的锌离子含量高于29.1ppm。如果不加入α-氰基丙烯酸乙酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种去除电镀废水中锌离子的方法，其特征在于具体步骤如下：(1)含锌离子电镀废水溶液制备：将1～10g硫酸锌、20g酒石酸、5g乙二胺四乙酸二钠溶于500ml去离子水中，添加去离子水至溶液体积为1000ml，混合均匀，得含锌离子电镀废水溶液；(2)改性聚氨酯海绵制备：在圆底烧瓶内加入100ml丙酮，再加入一块重量为20g、直径为5cm、厚度为2cm的圆柱形聚氨酯海绵，于25℃搅拌20分钟，然后加入1～3ml α‑氰基丙烯酸乙酯，于25℃搅拌24小时，取出聚氨酯海绵，于80℃干燥3小时，得改性聚氨酯海绵；(3)秸秆炭/聚氨酯海绵复合材料制备：将3～5g秸秆炭粉碎成200目的颗粒，在超声波作用下分散于含有0.5g十二烷基苯磺酸钠的100ml水中，待秸秆炭分散均匀后，加入步骤(2)中的改性聚氨酯海绵，于25℃搅拌20分钟，过滤，固体于80℃干燥3小时，得秸秆炭/聚氨酯海绵复合材料；(4)导电复合材料制备：在冰水浴中，将1～3ml乙撑二氧噻吩和100ml甲苯加入三口瓶中，加入步骤(3)中的秸秆炭/聚氨酯海绵复合材料，搅拌，然后快速加入10ml质量百分比浓度为20％的过硫酸铵水溶液，于25℃搅拌20分钟，再加入2～5ml质量百分比浓度为10％的盐酸，于25℃反应24小时，过滤，固体用蒸馏水洗涤3次，每次100ml，再用乙醇洗涤3次，每次100ml，最后于80℃干燥3小时，得导电复合材料；(5)电镀废水净化：在1000ml Hull‑Cell电镀试验槽上，将步骤(4)中的导电复合材料装配在阴极，将直径30mm、长度200mm、密度1.65g/cm...

【技术特征摘要】
1.一种去除电镀废水中锌离子的方法，其特征在于具体步骤如下：(1)含锌离子电镀废水溶液制备：将1～10g硫酸锌、20g酒石酸、5g乙二胺四乙酸二钠溶于500ml去离子水中，添加去离子水至溶液体积为1000ml，混合均匀，得含锌离子电镀废水溶液；(2)改性聚氨酯海绵制备：在圆底烧瓶内加入100ml丙酮，再加入一块重量为20g、直径为5cm、厚度为2cm的圆柱形聚氨酯海绵，于25℃搅拌20分钟，然后加入1～3mlα-氰基丙烯酸乙酯，于25℃搅拌24小时，取出聚氨酯海绵，于80℃干燥3小时，得改性聚氨酯海绵；(3)秸秆炭/聚氨酯海绵复合材料制备：将3～5g秸秆炭粉碎成200目的颗粒，在超声波作用下分散于含有0.5g十二烷基苯磺酸钠的100ml水中，待秸秆炭分散均匀后，加入步骤(2)中的改性聚氨酯海绵，于25℃搅拌20分钟，过滤，固体于80℃干燥3小时，得秸秆炭/聚氨酯海绵复合材料；(4)导电复合材料制备：...

【专利技术属性】
技术研发人员：蓝碧健，
申请(专利权)人：太仓碧奇新材料研发有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32