陶瓷膜微滤技术在含镍电镀废水处理中的应用研究

摘要

镀镍厂所产生的镀镍工业废水中主要成分是NiSO4和NiCl2，且含量很高。同时其中含有相对较低浓度的Cu2+和Fe3+。采用陶瓷膜微滤技术处理含镍电镀废水，通过研究微滤过程操作参数影响、浓缩行为、膜污染机理、膜通量恢复及工业化设计等，拓展了陶瓷膜微滤技术在含镍电镀废水中的应用。
　　电镀废液中Ni2+浓度用NaOH滴定实验和丁二酮肟分光光度法进行研究，确定电镀废液中镍离子最适宜沉淀的NaOH用量，研究了0.2μm和0.5μm孔径陶瓷膜对电镀废水微滤行为的影响。然后,考察了操作时间、跨膜压差、错流速度、温度和浓缩因子对膜通量和镍截留率的影响，探究了陶瓷膜的清洗行为及该微滤过程的数学模型。从中得到的结论是：当错流速度维持在3.0 m3/h，跨膜压差为1.2 MPa，温度为35℃时，能获得较好的膜通量和经济效益。同时，此时镍离子的回收率为：93.64％。在浓缩过程中，膜通量快速下降至平缓阶段，再较快降低，镍截留率约为99%。反冲能有效提高膜通量，且通量可恢复到初始通量的94%以上；采用质量浓度0.15%盐酸清洗污染陶瓷膜能使其通量恢复到新膜通量的97%左右；该微滤过程符合修正后的完全堵塞数学模型。
　　对陶瓷膜微滤技术处理含镍电镀废水进行了工业化设计，年处理500吨含镍电镀废水，采用膜孔径为0.8μm陶瓷膜，可满足工业要求；设计了两串四并工艺流程，具有良好的经济性。

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第一章 绪 论

1.1镍行业发展现状

1.2工业废水处理的概况

1.3电镀废水处理方法

1.4微滤技术

1.5陶瓷膜分离技术

1.6本文的研究工作

第二章 实验部分

2.1 主要试剂及材料

2.2 实验装置及仪器

2.3 实验方法

第三章 陶瓷膜微滤行为

3.1 Ni2+标准曲线

3.2废液中Ni2+含量的测定结果

3.3 NaOH浓度对Ni2+沉淀的影响结果

3.4沉淀的最佳NaOH用量结果及其Fe3+含量的变化

3.5 NaOH的滴加速度对Ni2+沉淀的影响结果

3.6 陶瓷膜纯水通量

3.7操作时间对膜通量的影响

3.8跨膜压差对膜通量的影响

3.9错流速度对膜通量的影响

3.10 料液温度对膜通量的影响

3.11 浓缩因子对膜通量的影响

3.12 本章小结

第四章 陶瓷膜处理含镍电镀废水的数学模型

4.1 模型思路与假设

4.2 四种基本阻塞模型

4.3建模公式

4.4 模拟值与实验数据的比较

4.5 本章小结

第五章 陶瓷膜处理含镍废水的设计及效益分析

5.1 设计资料

5.2 工艺设计的产量核算

5.3 四根膜管并联后，再两组作为串联设计的流程及操作实现方式

5.4 经济分析

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2 展望

参考文献

致谢