化学工程废液处理技术与再生技术研究
周婷婷
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周婷婷,. 化学工程废液处理技术与再生技术研究[J]. 化学研究前沿,20219. DOI:10.12721/ccn.2021.157090.
摘要: 化学是非常基础的学科,主要是以实验为主,在实验的过程当中可以产生新的物质,帮助我们深入对化学的研究。但是,在化学实验的过程中会有很多的废液产生,不同的化学物质所产生的废液不同,所以废液的特点是有着非常多的种类,废液中的具体成分非常的复杂,有的废液所展现出的化学性能具有腐蚀性和毒性,有的具有挥发性,有的甚至有非常不好的影响,如果和人体直接接触会影响人们的身体健康,轻者会出现刺激、过敏、疼痛等问题,严重的时候还会造成中毒、灼伤、甚至造成器官衰竭等影响,对人体的伤害是非常严重的,是不可逆的。所以对化学实验所产生的废液要进行仔细的管理。如果在存放的过程中,没有对其分类进行科学的安排,或者在运输的过程中出现问题,导致不同的废液之间接触,产生化学反应,那么所产生的后果将非常的严重。而且如果废液没有通过有效的处理,就直接排放到自然环境当中,会影响到土壤环境、和地下水混合,甚至是挥发到空气当中,这将会严重影响人们的正常生活和身体健康。所以从事化学工作的工作人员一定要重视废液的有效处理,提高自身的环境保护意识,并且针对废液的处置制定完善的管理办法,避免废液随意处置带来安全隐患。
关键词: 实验废液;分类处理;再生技术;化学工程
DOI:10.12721/ccn.2021.157090
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引言 

化学工程在发展的过程中,有很多化学实验出现,这些实验通过利用物质之间的化学反应研发更加新型的物质,或者达到某种性能和效果,帮助我们更加深入的研究化学领域,将成果应用在其他领域当中,可以促进他们的飞速发展。当前,化学工程已经可以应用在航空航天、汽车、化工、机械、纺织、食品、军事、电子和计算机等工业部门,尤其是化学工程中的铰镍技术有着巨大的应用价值。随着对化学工程的进一步研究和发展,化学工程铰镍技术发展的速度不断加快,应用范围也越来越广。该技术给人们带来价值的同时,对环境的影响也在不断地增加。因为化学镀镍技术在应用若千个周期之后,副产物的含量将急剧升高,相应产生的镀液质量严重下降。在一定周期以后,被层出现针孔,艘液变混浊,导致化学镀裸镀液的报废,从而产生废液。对于废液的处理是非常关键的,因为废液当中含有大量的镍、磷和有机物,这些物质会对环境造成严重的破坏,所以必须要经过有效地处理才能排放。

1、化学镀镍废液的处理 

1.1化学沉淀法 

针对废液的处理办法非常传统的一项技术就是化学沉淀法,该方法的使用效果很强,利用沉淀剂将废液当中的有害物质变成不溶性物质,在一定pH值的环境之下,可以使有害物质凝聚、沉降最后和液体分离,这样可以使废液当中的有害物质得到处理。在传统的化学废液处理工作中所应用的沉淀方法是利用石灰乳或者苛性钠,调整废液的pH值,当其酸碱性达到12时,可以将废液当中的大部分镍离子和重金属污染物进行沉淀,从而析出。化学研究人员对于传统化学沉淀方法中所应用的两种关键性物质进行分析可以发现,尽管应用石灰乳进行处理时会增大沉淀物的体积,但是其处理效果明显比苛性钠的处理效果更好。而且石灰乳还能够与废液当中的亚磷酸根发生反应形成沉淀,这对于去除废液中的磷有着明显效果。

1.2纤维、颗粒吸附材料处理法 

对于废液的处理,可以用纤维或者颗粒吸附材料。由于纤维状的吸附材料直径非常小,表面积很大,所以吸附效果极佳。可以充分利用吸附材料的高吸附率,增加吸附的速度。而且吸附性材料的渗透稳定性很好,所以在废液的处理中开始广泛的应用这种处理办法。安徽工程科技学院吴之传等人用聚丙烯腈改性制备偕胺肟纤维材料(AOCF),对含镍废水、废液中的镍离子进行吸附去除。

1.3电渗析法 

电渗析处理化学镀镍溶液的研究起步较晚,是上世纪末才发展起来的一项新技术。其原理是用镀铂钛板作阳极,不锈钢板作阴极,在电场力的作用下,溶液中的阴、阳离子分别透过阴、阳离子交换膜,从而达到去除有害离子的目的。哈尔滨工业大学的李朝林、周定等人进行了电渗析法脱除化学镀镍废液中亚磷酸盐的研究。在工作电压100V,电流4.5~6.0A,电解质流量55L/h的条件下,通过电渗析处理3h,镀镍废液中的亚磷酸根、硫酸根离子、钠离子等有害物质进入浓室被去除,处理后镀液中少量损失的硫酸镍、次亚磷酸钠经补加达正常水平,镀速仍有15μm/h,镀层外观光亮,耐蚀性能好。 

2、化学镀镍废液碳酸钙过滤离子交换法再生技术 

2.1再生原理 

当我们对化学废液进行处理,以及应用再生技术之前,我们需要首先利用碳酸钙滤床进行镀镍废液的过滤操作。废液当中所含有的氢离子可以与碳酸钙之间发生化学反应,所产生的硫酸钙属于沉淀性物质,会沉淀到相应的槽体内。对于废液的酸碱度进行调节时,主要是利用氨水。最后将废液静置一段时间,采用第一阳注和第二阳注交替的方法,通过第一阳注时其实现钠离子的饱和,达到相应的交换条件促使废液得到净化。 

2.2影响化学镀镍废液再生技术的因素 

为了更好的对化学废液的再生技术进行研究,做了一些实验在来验证。通过实验数据表明,对化学镀镍废液再生技术的影响因素主要有4个。第一个,温度。镍磷的去除率受温度的影响会发生很大的变化,当温度升高时,去除率也随着温度的升高再不断地增加。通过大量数据的表明,当环境温度在90℃时,从经济的角度来看,去除率最为理想。第二,时间。在化学废液的再生中,时间也是重要的影响因素。时间在2h以内去磷的效果最为理想,因此,在化学废液再生中,把2h作为最佳的时间。第三,pH值。溶液的酸碱性也会影响废液的再生。中性溶液中镍磷的去除效果最佳,也就是说当pH值大于7时,就会导致镍离子的损失增加,因此,把pH=7作为最佳的操作范围。第四,流速。流速也会对化学废液的再生产生影响,当流速增加时,磷离子的去除效率就会降低,当流速在0~1.1m/h内变化的效果不是很明显,因此把1.1m/h流速视为最佳,也即是说在进行化学废液再生时,控制流速在1.1m/h。 

2.3再生镀液的施镀效果 

在对镀镍废液进行过再生处理以后,在一定条件下就可以进行施镀。为了进一步验证施镀的效果,并采用增量法测定对其沉淀速度进行测量,同时对镀层进行耐腐蚀性和硬度的测量。如果测量的结果显示,镀层的效果和原液中的施镀的效果类似,并且镀层具有不脱落、不起层和较高的结合性,则说明化学镀镍废液的再生工作顺利完成。 

结束语 

综上所述,化学工程中所产生的废液必须要得到有效的处理,除了上述所介绍的方法以外,还可以利用转化利用法、氯气氧化法、反渗透法、膜渗析法等。化学研究者对于废液的处理办法一直在进行研究,也获得了相应的成果。但是对于成熟的、投入少的、简单的处理方法的研究仍然没有实现,所以在当前的废液处理工作中,最好是利用综合的处理办法,这样可以对废液的处理更加全面。

参考文献

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