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含氯廢水沉澱法除氯

發布時間:2025-07-21 21:38:48

① 氯離子為什麼會對COD測定產生干擾

在COD檢測的過來程中,水樣中Cl離子極易自被氧化劑氧化,會增加氧化劑的消耗,使得測定結果偏高。

水樣在一定條件下,以氧化1升水樣中還原性物質所消耗的氧化劑的量為指標,折算成每升水樣全部被氧化後,需要的氧的毫克數,以mg/L表示。它反映了水中受還原性物質污染的程度。

氯離子是生物體內含量最豐富的陰離子,通過跨膜轉運和離子通道參與機體多種生物功能。

(1)含氯廢水沉澱法除氯擴展閱讀:

試樣在微酸性溶液中,加入定量的硝酸銀標准溶液,使氯離子成為氯化銀沉澱,以高鐵銨釩為指示劑,用硫氰酸銨標准溶液滴定過量的硝酸銀。

氯電極在使用前應在每毫升含有2μg左右的氯溶液中浸1h,使其活化,使用時用去離子水洗滌數次,用濾紙片吸干水分並向下振動電極(與使用體溫表前的振動相似),以保證內參比溶液與電極膜相接觸。

當測量了高濃度氯試液後再測低濃度時,必須用不含氯的水洗2~3次,每次攪拌2~3min,測第一個低濃度試樣時,響應時間應不少於10min,並應反復測量至電位值一致時為止。

② 如何過濾掉氯化亞鐵溶液中的氯離子

含氯溶液主要來源於工業廢水和生活污水等,氯化亞鐵就是其中一個。這種溶液有可能會給人們的生活帶來比較嚴重的影響,比如有可能會污染農田和生活用水。因此人們必須謹慎處理,對於這樣的有害溶液必須想辦法把裡面的氯離子過濾出來。目前處理氯離子的常用方法包括離子交換法、蒸發法、電滲析法、反滲透法和電吸附法等。但由於投資高、能耗大、易結垢或二次污染等問題,這些處理方法都受到一定的限制。

三、電吸附法

電吸附技術結合了電化學理論和吸附分離技術,通過對水溶液施加靜電場作用,在電極上加上直流電壓,在兩電極表面形成雙電層,由於雙電層具有電容的特性,因而能夠進行充電和放電過程,且溶液中離子不發生化學反應。

③ 急:高分求助:水處理一級反滲透加還原劑亞硫酸氫鈉後為什麼ORP會升高

各種原水中均含有一定濃度的懸浮物和溶解性物質。懸浮物主要是無機鹽、膠體和微生物、藻類等生物性顆粒。溶解性物質主要是易溶鹽(如氯化物)和難溶鹽(如碳酸鹽、硫酸鹽和硅酸鹽)金屬氧化物,酸鹼等。在反滲透過程中,進水的體積在減少,懸浮顆粒和溶解性物質的濃度在增加。懸浮顆粒會沉積在膜上,堵塞進水流道、增加摩擦阻力(壓力降)。難溶鹽在超過其飽和極限時,會從濃水中沉澱出來,在膜面上形成結垢,降低RO膜的通量,增加運行壓力和壓力降,並導致產品水質下降。這種在膜面上形成沉積層的現象叫做膜污染,膜污染的結果是系統性能的劣化。需要在原水進入反滲透膜系統之前進行預處理,去除可能對反滲透膜造成污染的懸浮物、溶解性有機物和過量難溶鹽組分,降低膜污染傾向。對進水進行預處理的目的是改善進水水質,使RO膜獲得可靠的運行保證。

對原水進行預處理的效果反映為TSS、TOC、COD、BOD、LSI及鐵、錳、鋁、硅、鋇、鍶等污染物水質指標的絕對值降低,在上一章中有對於這些污染物水質指標的詳細描述。表徵膜污染傾向的另外一個重要的水質指標是SDI。通過預處理,除了要將上述指標降到反滲透膜系統進水要求的范圍內,還有重要的一點是盡量降低SDI,理想的SDI(15分鍾)值應小於3。

5.1化學預處理

為了改善反滲透系統的操作性能,在進水中可以加入添加下列一些葯劑:酸、鹼、殺菌劑、阻垢劑和分散劑。

1 加酸-防止結垢

在進水中可以加入鹽酸(HCl)、硫酸(H2SO4)來降低pH。硫酸價格便宜、不會發煙腐蝕周圍的金屬元器件,而且膜對硫酸根離子的脫除率較氯離子高,所以硫酸比鹽酸更為常用。沒有其他添加劑的工業級硫酸即適宜於反滲透使用,商品硫酸有20%和93%兩種濃度規格。93%的硫酸也稱為66波美度硫酸。在稀釋93%硫酸時一定要小心,在稀釋到66%時發熱可將溶液的溫度提升到138℃。一定要在攪拌下緩慢地將酸加入水中,以免水溶液局部發熱沸騰。鹽酸主要在可能產生硫酸鈣或硫酸鍶結垢時使用。使用硫酸會增加反滲透進水中的硫酸根離子濃度,直接導致硫酸鈣結垢傾向增加。工業級的鹽酸(無添加劑)購買非常方便,商品鹽酸一般含量為30-37%。降低pH的首要目的是降低RO濃水中碳酸鈣結垢的傾向,即降低朗格里爾指數(LSI)。LSI是低鹽度苦鹹水中碳酸鈣的飽和度,表示碳酸鈣結垢或腐蝕的可能性。在反滲透水化學中,LSI是確定是否會發生碳酸鈣結垢的是個重要指標。當LSI為負值時,水會腐蝕金屬管道,但不會形成碳酸鈣結垢。如果LSI為正值,水沒有腐蝕性,卻會發生碳酸鈣結垢。LSI由碳酸鈣飽和的pH減去水的實際pH。碳酸鈣的溶解度隨溫度的上升而減小(水壺中的水垢就是這樣形成的),隨pH、鈣離子的濃度即鹼度的增加而減小。LSI值可以通過向反滲透進水中注入酸液(一般是硫酸或鹽酸)即降低pH的方法來調低。推薦的反滲透濃水的LSI值為0.2(表示濃度低於碳酸鈣飽和濃度0.2個pH單位)。還可以使用聚合物阻垢劑來防止碳酸鈣沉澱,一些阻垢劑供應商聲稱其產品可以使反滲透濃水的LSI高達+2.5(比較保守的設計是LSI為+1.8)。

2 加鹼-提高脫除率

在一級反滲透中加鹼使用較少。在反滲透進水中注入鹼液用來提高pH。一般使用的鹼劑只有氫氧化鈉(NaOH),購買方便,而且易溶於水。一般不含其他添加劑的工業級氫氧化鈉便可滿足需要。商品氫氧化鈉有100%的片鹼,也有20%和50%的液鹼。在加鹼調高pH時一定要注意,pH升高會增加LSI、降低碳酸鈣及鐵和錳的溶解度。最常見的加鹼應用是二級RO系統。在二級反滲透系統中,一級RO產水供給二級RO作為原水。二級反滲透對一級反滲透產水進行「拋光」處理,二級RO產水的水質可達到4兆歐。在二級RO進水中加鹼有4個原因:

a.在pH8.2以上,二氧化碳全部轉化為碳酸根離子,碳酸根離子可以被反滲透脫除。而二氧化碳本身是一種氣體,會隨透過液自由進入RO產水,對於下游的離子交換床拋光處理造成不當的負荷。

b.某些TOC成分在高pH下更容易脫除。

c.二氧化硅的溶解度和脫除率在高pH下更高(特別是高於9時)。

d.硼的脫除率在高pH下也較高(特別是高於9時)。

加鹼應用有一個特例,通常被叫做HERO(高效反滲透系統)過程,將進水pH調到9或10。一級反滲透用來處理苦鹹水,苦鹹水在高pH下會有污染問題(比如硬度、鹼度、鐵、錳等)。預處理通常採用弱酸性陽離子樹脂系統和脫氣裝置來除去這些污染物。

3 脫氯葯劑-消除余氯

RO及NF進水中的游離氯要降到0.05ppm以下,才能達到聚醯胺復合膜的要求。除氯的預處理方法有兩種,粒狀活性炭吸附和使用還原性葯劑如亞硫酸鈉。在小系統(50-100gpm)中一般採用活性碳過濾器,投資成本比較合理。推薦使用酸洗處理過的優質活性炭,去除硬度、金屬離子,細粉含量要非常低,否則會造成對膜的污染。新安裝的碳濾料一定要充分淋洗,直到碳粉被完全除去為止,一般要幾個小時甚至幾天。我們不能依靠5μm的保安過濾器來保護反滲透膜不受碳粉的污染。碳過濾器的好處是可以除去會造成膜污染的有機物,對於所有進水的處理比添加葯劑更為可靠。但其缺點是碳會成為微生物的飼料,在碳過濾器中孳生細菌,其結果是造成反滲透膜的生物污染。

亞硫酸氫鈉(SBS)是較大型RO裝置選用的典型還原劑。將固體偏亞硫酸氫鈉溶解在水中配製成溶液,商品偏亞硫酸氫鈉的純度為97.5-99%,乾燥儲存期6個月。SBS溶液在空氣中不穩定,會與氧氣發生反應,所以推薦2%的溶液的使用期為3-7天, 10%以下的溶液使用期為7-14天。從理論上講,1.47ppm的SBS(或0.70ppm偏亞硫酸氫鈉)能夠還原1.0ppm的氯。設計時考慮到工業苦鹹水系統的安全系數,設定SBS的添加量為每1.0ppm氯1.8-3.0ppm。SBS的注入口要在膜元件的上游,設置距離要保證在進入膜元件有29秒的反應時間。推薦使用適當的在線攪拌裝置(靜態攪拌器)。

SBS脫氯反應:

·Na2S2O5 (偏亞硫酸鈉)+ H2O =2 NaHSO3 (亞硫酸氫鈉)

·NaHSO3 + HOCl =NaHSO4 (硫酸氫鈉) + HCl (鹽酸)

·NaHSO3 + Cl2 + H2O =NaHSO4 + 2 HCl

採用SBS脫氯的好處是在大系統中比碳過濾器的投資較少,反應副產物及殘余SBS易於被RO脫除。

SBS脫氯的缺點是需要人工混合小體積的葯劑,在脫氯系統沒有設計足夠的監測控制儀器時增加了氯對膜的威脅,而且在少數情況下進水中存在硫還原菌(SBR),亞硫酸會成為細菌營養幫助細菌的繁殖。SBR通常在淺層井水厭氧環境下有發現,硫化氫(H2S)作為SBR的代謝產物會同時存在。

脫氯過程的監測可採用游離氯監測儀,用以監測殘余亞硫酸根的濃度,還可以採用ORP監測儀。推薦的方法是監測殘余亞硫酸根的濃度,以保證有足夠的亞硫酸根來還原氯。大多數商業化氯監測儀的撿出濃度為0.1ppm,這個值是CPA膜的余氯上限。直接利用ORP監測儀監控亞硫酸根濃度的方法不夠可靠,這種測定水中氧化還原電位的儀器的基線變化難以預測。

CPA膜的耐氯能力大概在1000-2000ppm小時(透鹽率增加一倍),1000ppm小時等於在0.038ppm余氯下運行3年。需要注意的是,在一些情況下發現耐氯能力會因溫度升高(90華氏度以上)、pH(7以上)升高和過渡金屬存在(比如鐵、錳、鋅、銅、鋁等)而大大下降。CPA膜的耐氯胺能力約為50,000-200,000ppm小時(發生透鹽率明顯增加),這個值相當於在RO進水中含有1.9-7.6ppm的氯胺,膜可以運行3年。同樣,在溫度升高、pH降低和過渡金屬存在時,膜的耐氯胺能力會變化。

在加州的一個三級廢水處理裝置上發現,在氯胺濃度6-8ppm進水條件下,膜的脫鹽率在2-3年內從98%降到了96%。設計者要注意在氯胺化之後進行脫氯還是必要的。氯胺是混合氯和氨的產物,游離氯對膜的降解作用要比氯胺強得多,如果氨量欠缺時會有游離氯存在。因此,使用過量的氨是非常關鍵的,系統監測要確保這一點。

4 阻垢劑和分散劑

許多阻垢劑生產廠商可提供各種用於反滲透和納濾系統性能改善的阻垢劑和分散劑。阻垢劑是一系列用於阻止結晶礦物鹽的沉澱和結垢形成的化學葯劑。大多數阻垢劑是一些專用有機合成聚合物(比如聚丙烯酸、羧酸、聚馬來酸、有機金屬磷酸鹽、聚膦酸鹽、膦酸鹽、陰離子聚合物等),這些聚合物的分子量在2000-10000道爾頓不等。反滲透系統阻垢劑技術由冷卻循環水和鍋爐用水化學演變而來。對為數眾多各式各樣的阻垢劑,在不同的應用場合和所採用的有機化合物所取得的效果和效率差別很大。

採用聚丙烯酸類阻垢劑時要特別小心,在鐵含量較高時可能會引起膜污染,這種污染會增加膜的操作壓力,有效清除這類污染要進行酸洗。

如果在預處理中使用了陽離子混凝劑或助濾劑,在使用陰離子性阻垢劑時要特別注意。會產生一種粘稠的粘性污染物,污染會造成操作壓力增加,而且這種污染物清洗非常困難。

六偏磷酸鈉(SHMP)是早期在反滲透中使用的一種普通阻垢劑,但隨著專用阻垢劑的出現,用量已經大大減少了。SHMP的使用有一些限制。每2-3天要配製一次溶液,因為暴露在空氣中會水解,發生水解後不僅會降低阻垢效果,而且還會造成磷酸鈣結垢的可能性。使用SHMP可減少碳酸鈣結垢,LSI可達到+1.0。

阻垢劑阻礙了RO進水和濃水中鹽結晶的生長,因而可以容許難溶鹽在濃水中超過飽和溶解度。阻垢劑的使用可代替加酸,也可以配合加酸使用。有許多因素會影響礦物質結垢的形成。溫度降低會減小結垢礦物質的溶解度(碳酸鈣除外,與大多數物質相反,它的溶解度隨溫度升高而降低),TDS的升高會增加難溶鹽的溶解度(這是因為高離子強度干擾了晶種的形成)。

最常見的結垢性無機鹽有:

◆ 碳酸鈣(CaCO3)

◆ 硫酸鈣(CaSO4)

◆ 硫酸鍶(SrSO4)

◆ 硫酸鋇(BaSO4)

不太常見的結垢性礦物質有:

磷酸鈣(Ca3(PO4)2)

氟化鈣(CaF2)

分散劑是一系列合成聚合物用來阻止膜面上污染物的聚集和沉積。分散劑有時也叫抗污染劑,通常也有阻垢性能。對於不同的污染物,不同的分散劑的效率區別很大,所以要知道所對付的污染物是什麼。

需要分散劑處理的污染物有:

● 礦物質結垢

● 金屬氧化物和氫氧化物(鐵、錳和鋁)

● 聚合硅酸

● 膠體物質(指那些無定型懸浮顆粒,可能含有土、鐵、鋁、硅、硫和有機物)

● 生物性污染物

硅酸的超飽和溶解度難以預測,在水中有鐵存在時,會形成硅酸鐵,硅酸的最大飽和濃度會大大降低。其他的因素還有溫度和pH值。預測金屬氧化物(如鐵、錳和鋁)也非常困難。金屬離子的可溶解形式容許較高飽和度,不溶性離子形式更像是顆粒或膠體。

理想的添加量和結垢物質及污染物最大飽和度最好通過葯劑供應商提供的專用軟體包來確定。在海德能反滲透設計軟體中採用的是較為保守的難溶鹽超飽和度估算。過量添加阻垢劑/分散劑會導致在膜面上形成沉積,造成新的污染問題。在設備停機時一定要將阻垢劑及分散劑徹底沖洗出來,否則會留在膜上產生污染問題。在用RO進水進行低壓沖洗時要停止向系統注入阻垢劑及分散劑。

阻垢劑/分散劑注入系統的設計應該保證在進入反滲透元件之前能夠充分混合,靜態攪拌器是一個非常有效的混合方法。大多數系統的注入點設在RO進水保安過濾器之前,通過在過濾器中的緩沖時間及RO進水泵的攪拌作用來促進混合。如果系統採用加酸調節pH,推薦加酸點要在上游足夠遠的地方,在到達阻垢劑/分散劑注入點之前已經完全混合均勻。

注入阻垢劑/分散劑的加葯泵要調到最高注射頻率,建議的注射頻率是最少5秒鍾一次。阻垢劑/分散劑的典型添加量為2-5ppm。為了讓加葯泵以最高頻率工作,需要對葯劑進行稀釋。阻垢劑/分散劑商品有濃縮液,也有固體粉末。稀釋了的阻垢劑/分散劑在儲槽中會被生物污染,污染的程度取決於室溫和稀釋的倍數。推薦稀釋液的保留時間在7-10天左右。正常情況下,未經稀釋的阻垢劑/分散劑不會受到生物污染。

下面的表-2給出一些葯劑廠商提供的加阻垢劑後,RO濃水中難溶鹽最大飽和度,以及海德能設計軟體所採用的保守警戒值。這些數值基於濃水的情況,以正常未加葯時的飽和度為100%計算。海德能一直推薦用戶要向廠商確證其產品的實際效率。

選擇阻垢劑/分散劑的另外一個主要問題是要保證與反滲透膜完全兼容。不兼容葯劑會造成膜的不可逆損壞。海德能相信供應商會進行葯劑的RO膜兼容性測試和效率測試。我們建議用戶向阻垢劑和分散劑廠商咨詢下列一些問題:

● 與相關RO膜的兼容性如何?

● 有沒有成功運行1000小時以上的最終用戶列表?

● 與反滲透進水中的任何成分(比如鐵、重金屬、陽離子聚電解質等)有沒有不可逆反應?

● 推薦添加量和最大添加量是多少?

● 有沒有特殊的排放問題?

● 是否適於飲用水應用(有必要時)?

● 該廠商還供應與阻垢劑相容的混凝劑、殺菌劑和清洗劑等其他反滲透葯劑嗎?

● 該廠商是否提供膜解剖或元件清洗一類的現場技術服務?

表-2 加阻垢劑後難溶鹽最大飽和度

垢物或污染物
葯劑廠商推薦值
海德能推薦的保守值

碳酸鈣LSI 值
+ 2.9
+ 1.8

硫酸鈣
400%
230%

硫酸鍶
1,200%
800%

硫酸鋇
8,000%
6,000%

氟化鈣
12,000%
未給出

硅酸
300 ppm 或更高
100%


5 ppm
未給出


4 ppm
未給出

5.2軟化預處理

原水中含有過量的結垢陽離子,如Ca2+、Ba2+和Sr2+等,需要進行軟化預處理。軟化處理的方法有石灰軟化和樹脂軟化。

1石灰軟化

在水中加入熟石灰即氫氧化鈣可去除碳酸氫鈣,反應式為:

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2→2CaCO3↓+2H2O

Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2→2CaCO3↓ +Mg(OH)2+2H2O

非碳酸硬度可加入碳酸鈉(純鹼)得到進一步降低:

CaCl2 + NaCO3→2NaCl + Ca(CO3)↓

石灰-純鹼軟化處理還可降低二氧化硅的含量,在加入鋁酸鈉和三氯化鐵時會形成碳酸鈣以及硅酸、氧化鋁和鐵的復合物沉澱。通過加入多孔氧化鎂和石灰的混合物,採用60-70℃熱石灰脫硅酸工藝,能將硅酸濃度降低到1mg/L以下。

通過石灰軟化也可顯著去除鋇、鍶和有機物,但石灰軟化處理的問題是需要使用反應器以便在高濃度下形成沉澱晶種,通常要採用上升流固體接觸澄清器。過程出水還需要設置多介質過濾器,並在進入膜單元之前要調節pH。使用含鐵混凝劑,無論是否同時使用聚合物絮凝劑(陰離子型和非離子型),均可提高石灰軟化的固液分離效果。

只有大型苦鹹水/廢水系統(大於200m3/H)才會考慮選擇石灰軟化工藝。

2樹脂軟化

a.強酸型樹脂軟化

使用鈉離子置換除去結垢型陽離子,如Ca2+、Ba2+、Sr2+,樹脂交換飽和後用鹽水再生。鈉離子軟化法在常壓鍋爐水處理中廣泛應用。這種處理方法的弊端是耗鹽量高,增加了運行費用,另外還有廢水排放問題。

b.弱酸型樹脂脫鹼度

主要在大型苦鹹水處理系統中採用弱酸陽離子交換樹脂脫鹼度,脫鹼度處理是一種部分軟化工藝,可以節約再生劑。通過弱酸性樹脂處理,用氫離子交換除去與碳酸氫根相同當量(暫時硬度)的Ca2+、Ba2+和Sr2+等,這樣原水的pH值會降低到4-5。由於樹脂的酸性基團為羧基,當pH達到4.2時,羧基不再解離,離子交換過程也就停止了。因此,僅能實現部分軟化,即與碳酸氫根相結合的結垢陽離子可以被除去。因此這一過程對於碳酸氫根含量高的水源較為理想,碳酸氫根也可轉化為CO2。

HCO3-+H+=H2O+CO2

一般不希望水中有二氧化碳,必要時要對原水或產水進行脫氣,在有生物污染可能時(地表水,高TOC或高菌落總數),對產水脫氣更為合適。在膜系統中高CO2濃度可以抑制細菌的生長。當希望系統運行在較高的脫鹽率時,採用原水脫氣較為合適,脫除CO2將會引起pH的增高,進水pH>6時,膜系統的脫除率比進水pH<5時要高。

● 再生所需要的酸量不大於105%的理論耗酸量,這樣會降低操作費用和對環境的影響;

● 通過脫除碳酸氫根,降低了水中的TDS,這樣產水TDS也較低;

弱酸型樹脂處理的缺點是:

● 殘余硬度

如果需要完全軟化,可以增設強酸陽樹脂的交換過程,甚至放置在弱酸樹脂同一交換柱中,這樣再生劑的耗量仍比單獨使用強酸樹脂時低,但是初期投入較高,這一組合僅當系統容量很大時才有意義。

另一種克服這一缺點的方法是在脫鹼度的水中加阻垢劑,雖然迄今為止,人們單獨使用弱酸樹脂脫鹼時,還未出現過結垢問題,但是我們仍極力建議你計算殘留難溶鹽的溶解度,並採取相應的措施。

● 處理過程中水會發生pH變化

因樹脂的飽和程度在運行時發生變化,經弱酸脫鹼處理的出水其pH值將在3.5-6.5范圍內變化,這種周期性的pH變化,使工廠脫鹽率的控制變的很困難。當pH<4.2時,無機酸將透過膜,可能會增加產水的TDS,因此,我們推薦用戶增加一個並聯弱酸軟化器,控制在不同時間進行再生,以便均勻弱酸處理出水pH,其它防止極低pH值出水的方法是脫除CO2或通過投加NaOH調節弱酸軟化後出水的pH值。

5.3去除膠體和顆粒物

1介質過濾

從水中去除懸浮固體普遍的方法是多介質過濾。多介質過濾器以成層狀的無煙煤、石英砂、細碎的石榴石或其他材料為床層。床的頂層由質輕和質粗品級的材料組成,而最重和最細品級的材料放在床的底部。其原理為按深度過濾——水中較大的顧粒在頂層被除去,較小的顆粒在過濾器介質的較深處被除去。

在單一介質過濾器中,最細的顆粒材料反洗至床的頂部。大多數過濾發生在床頂部5cm區域內,其餘作為支撐介質。有一泥漿層形成。雖然單一介質過濾器的濾速限制為81.5—163L/(min.m2)過濾面積,多介質過濾器的水力過程流速可高達815L/(min.m2),但因高水質的要求,通常在RO預處理中流速限制在306L/(min.m2)。

由於膠體懸浮物既很細小又由於介質電荷之間的排斥,所以單獨過濾不起作用。在這些情況下,在過濾前必須加絮凝劑或絮凝化學葯品。常用的絮凝劑有三氯化鐵、礬和陽離子聚合物。因為陽離子聚合物在低劑量下就有效果,且不明顯地增加過濾器介質的固體負荷,所以最常用。另一方面,如果陽離子聚合物進入現在採用的某些最通用的膜上,則它們卻是非常強的污染物。很少量的陽離子聚合物就能堵塞這些膜,且往往難以去除。務須謹記當用陽離子聚合物作為過濾助劑時,必須小心使用。

2除鐵、錳——氧化過濾

通常含鹽量為苦鹹水范圍的某些井水呈還原態,典型特點是含有二價的鐵和錳,有時還會存在硫化氫和氨。如果對這類水源進行氯化處理,或當水中含氧量超過5mg/L時,Fe2+將轉化為Fe3+形成難溶解性的膠體氫氧化物顆粒。鐵和錳的氧化反應如下:

4Fe(HCO3)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3+8CO2

4Mn(HCO3)2+O2+2H2O→4Mn(OH)3+8CO2

由於鐵的氧化在很低的pH值時就會發生,因而出現鐵污染的情況要比錳污染的情況要多,即使SDI小於5,RO進水的鐵含量低於0.1mg/L,仍會產生鐵污染的問題。鹼度低的進水鐵離子含量要高,這是因為FeCO3的溶解度會限制Fe2+的濃度。

處理這類水源的一種方法時防止整個RO過程中與空氣和任何氧化劑如氯的接觸。低pH值有利於延緩Fe2+的氧化,當pH<6,氧含量<0.5mg/L時,最大允許Fe2+濃度4mg/L,另一種是用空氣、Cl2或KMnO4氧化鐵和錳,將所形成的氧化物通過介質過濾器除去,但需要主要的是,由硫化氫氧化形成的膠體硫可能難以由過濾器除去,在介質過濾器內添加氧化劑通過電子轉移氧化Fe2+,即可一步同時完成氧化和過濾。

海綠石就是這樣一種粒狀過濾介質,當其氧化能力耗盡時,它可通過KMnO4的氧化來再生,再生後必須將殘留的KMnO4完全沖洗掉,以防止對膜的破壞。當原水中含Fe2+的量小於2mg/L時,可以採用這一處理方法,如原水中含更高的Fe2+的量小於2mg/L時,可以採用這一處理方法,如原水中含更高的Fe2+時,可在過濾器進水前連續投加KMnO4,但是在這種情況下,必須採取措施例如安裝活性炭濾器以保證沒有高錳酸鉀進入膜元件內。

Birm過濾也可以有效地用於從RO/NF進水中去除Fe2+,Birm是一種硅酸鋁基體上塗有二氧化錳形成沉澱,並且通過濾器反洗可將這些沉澱沖出濾器。由於該過程pH將升高,可能會發生LSI值變化,因而要預防濾器和RO/NF系統內出現CaCO3沉澱。

3 微絮凝

如果過濾前對原水中的膠體進行絮凝或混凝處理,可以大幅度地提高介質過濾器效率,使出水的SDI降低到5左右。硫酸鐵和三氯化鐵可以用於對膠體表面的負電荷進行失穩處理,將膠體捕捉到新生態的氫氧化鐵微小絮狀物上,使用含鋁絮凝劑其原理相似,但因其可能有殘留鋁離子污染問題,並不推薦使用,除非使用高分子聚合鋁。迅速的分散和混合絮凝劑十分重要,建議採用靜態混合器或將注入點設在增壓泵的吸入段,通常最佳加葯量為10-30mg/L,但應針對具體的項目確定加葯量。

為了提高混凝劑絮體的強度進而改進它們的過濾性能,或促進膠體顆粒間的架橋,絮凝劑與混凝劑一起或單獨使用,絮凝劑為可溶性的高分子有機化合物,如線性的聚丙烯醯胺,通過不同的活性功能團,它們可能表現為陽離子性、陰離子性或中性非離子性。混凝劑和絮凝劑可能直接或間接地影響RO膜,間接的影響如它們的反應產物形成沉澱並覆蓋在膜面上,例如當過濾器發生溝流而使混凝劑絮體穿過濾器並發生沉澱;當使用鐵或鋁混凝劑,但沒有立即降低pH值時,在RO階段或因進水濃縮誘發過飽和現象,就會出現沉澱,還有在多介質濾器後加入化合物也會產生沉澱反應,最常見的是投加阻垢劑,幾乎所有的阻垢劑都是荷負電的,將會與水中陽離子性的絮凝劑或助凝劑反應而污染RO膜。

當添加的聚合物本身影響膜導致通量的下降,這屬於直接影響。為了消除RO/NF膜直接和間接的影響,陰離子和非離子的絮凝劑比陽離子的絮凝劑合適,同時還須避免過量添加。

4微濾/超濾

採用超濾/微濾預處理工藝的反滲透/納濾系統叫做集成膜系統(IMS)。與採用傳統預處理工藝的反滲透系統相比,IMS設計具有一些明顯的優勢。

● MF/UF透過液水質更好。SDI和濁度更低,明顯降低了對反滲透的膠體和有機物、微生物污染負荷。

● 由於膜在這里是污染物的絕對屏障,MF/UF濾液的高質量可以保持穩定。即便是地表水和廢水等水質波動異常頻繁的水源,這種穩定性也不會改變。

● 由於膠體污染減少,反滲透系統的清洗頻率明顯降低。

● 與一些傳統過濾工藝相比,MF/UF系統操作更容易,耗時更少。

● 與採用大量化學品的傳統工藝相比,MF/UF濃縮廢液的處置比較容易。

④ 家用凈水器有用嗎

家用凈水器可分為:中央前置過濾器、廚房直飲機、中央軟水機。
分別是作用是:
中央前置過濾器,安裝於入戶主水管上(水表前後均可),內部有金屬過濾網,使得進入全屋的生活用水得以清澈干凈的解決,洗澡、洗臉等用水,都很潔凈;同時延長了家中涉水設備的壽命,比如洗衣機、熱水器、水龍頭、花灑等,過濾掉泥沙、鐵銹等懸浮顆粒後,沒有腐蝕雜質。
廚房直飲機:如果說過濾器是過濾掉物理性污染,那麼直飲機是能去除化學性污染,他會祛除水中的污染例如細菌、菌落、重金屬(鉛汞等)三氯甲烷等,達到直接入口生飲的標准。廚房水槽上單獨一個凈水龍頭,單點飲用。當然也有中央凈水機,如果想多點出水可以飲用,可以考慮此產品。
中央軟水機:軟水是生活使用水質舒適的產品,洗澡比較柔滑,洗衣服蓬鬆柔軟、顏色艷麗,清洗果蔬可以去掉蠟質表皮和農葯殘留。家用軟水可以飲用,口感甘甜,無味感,但不建議長期飲用。
所屬分類最權威的品牌:
中央過濾器:德國漢斯希爾,原裝進口,德國市政給排水建設的全面方案解決者和提供商。世界最大最早的過濾器生產商。區別所有過濾器品牌的核心技術單層過濾,而採用多層過濾,性能更穩定,自潔排污效果更強大。
直飲機:美國愛惠浦,原裝進口,世界最早最大的凈水器生產商,擁有世界兩大專利技術,高水質標准,美國陸海空三軍、空軍一號凈水設備提供商,世界著名餐飲企業的選擇者,最多的知名企業的選用品牌。
軟水機:毋庸置疑的世界軟水機頂級品牌
美國水老闆WaterBoss,全效樹脂材料灌裝,每台機器都100%測試。

⑤ 如何去除水中的氯離子

可以用絮凝沉澱、溶劑萃取法,氧化還原方式,銀量法,氧化鉍法以及超高石灰鋁法這五種方法來去除廢水中的氯離子。

1、絮凝沉澱、溶劑萃取法

絮凝沉澱主要利用絮凝劑作用氯離子,將其絮凝以至沉澱去除,如復合絮凝劑;溶劑萃取是利用萃取劑將含氯離子的化合物萃取去除。

⑥ 請問純凈水可以養錦鯉嗎

下面是復制的,你可以比較一下,個人建議不要用純凈水,魚生長需要的很多礦物質,微生物純凈水中幾乎沒有。

自來水
自來水經過過濾、消毒處理,已很清潔,但因加入漂白粉而產生了游離氯,需要除掉游離氯後,才能應用。除氯方法有兩種,一是曝氣法。放水於儲水桶中,在室內擱置4-5天或1周以上,具體時間視水溫、水中含氯量和魚類對水質的要求情況掌握。含氯量少、溫度高、魚類適應性強,曝氣時間可以短些;反之則長些。另一種是化學化除氯,自來水放入儲水桶中,當即加入萬分之一的硫代硫酸鈉。硫代硫酸鈉為無色透明結晶體,在觀賞魚市場上稱「海波」,一桶(塑料水桶,桶口直徑不到30厘米)水放2-3粒,放入後攪拌使之液化均勻。
自來水中的含氯情況,各地略有差異,如北京自來水中含氯量為0.5-0.6毫克/升,上海自來水中的含氯量就比較多了。上述「海波」的濃度是個通用數,但不宜多放,多放了能產生毒性。直接放自來水養魚,還有個水溫問題,如北京地區的自來水,夏季也很涼,直接取用溫差太大,要提高水溫。

江河水、湖水等天然水
水中溶解的空氣量較多,含氧量豐富,有豐富的浮游生物作為魚的餌料,適於養魚,養出來的金魚色彩比較鮮艷。但是這種水雜質較多,水色渾濁,一經*曬,水溫升高,有機物質大量分解,浮游生物開戶腐爛,水質極易變壞,常含有各種寄生蟲和細菌,魚容易發病。未經處理,不宜使用。在工廠密集的地區,大量的工業廢水排入江河湖泊,廢水中含有各種有毒的化學物質,如硫化氫、氰化物、鋁等,這些有毒物質溶解於水中達到一定的濃度之後,能使魚致命。採用網箱或攔網飼養金魚的大型飼養場,一定要對水質進行化學分析,採取凈化措施,千萬不要盲目使用,以免造成損失。

井水、泉水等地下水
水中溶有鈣、鎂離子等無機鹽,硬度較大,屬於硬水。水中浮游生物不多,有人稱為寡水。用這種水飼養金魚也可以,但用於養熱帶魚則應和天然水一樣,宜先煮佛冷卻,煮沸為了殺菌,也可降低水的硬度,由於沸水和蒸餾水中的氧氣已經大大減少,所以須經大量充氣增氧以後才能使用。
不管何種水源,一經確定使用之後,最好不要隨意更改,否則會因不適應水質而危及魚的生命

⑦ 請問酸性環境下鍍錫大概多長時間二極體的電極鍍錫! 謝謝

1酸性鍍錫的特點
1、錫的沉積電位較正、鍍液電導率較高
標准電極電位:Sn2++2e−=Snφº=-0.140V
而鹼性條件下:HSnO−+H2O+2e−=Sn+3OH−φº=-0.79V
鍍液中硫酸亞錫與硫酸的質量比又控制在1:3~4之間,故鍍液導電性好。生產中槽電壓不會大於4V,因而較省電。
2、電極反應極快
在硫酸液中,錫的交換電流密度io達110mA/cm²,比Cu2+、Zn2+大2~3個數量級。即:在無添加劑時,自身陰極極化很小,屬電極反應極快的一種金屬離子。在加有添加劑能獲得光亮鍍層時,其鍍速仍快。
3、錫離子必須呈二價態
金屬錫離子有+2和+4兩種價態,Sn2+稱為亞錫離子;Sn4+稱為正錫離子。但Sn4+一般不以簡單離子而以化合物形式存在,有時記為SnⅣ。
在加溫的鹼性鍍錫液中,錫離子要求呈4價;Sn2+使鍍錫層發灰暗而不白。為此,生產時常從錫陽極液附近加入適量雙氧水,使陽極呈金黃色的半鈍化態,以減少生成Sn2+。恰恰相反,在酸性鍍錫時,要求錫呈二價態。Sn2+易被氧化為Sn4+。一旦Sn4+成為β−錫酸時,則使錫液渾濁、發白,嚴重時呈牛奶色。錫液黏度增大,分散能力與深鍍能力下降,電導率下降,槽電壓升高。鍍層灰白無光、脆性加大,焊接性能下降。如何防止Sn2+轉化為穩定的四價錫化合物,是工藝的重點與難點。
酸性鍍錫現主要用硫酸鹽體系與甲磺酸鹽體系。前者成本低,應用也更廣些。
2錫陽極
2.1錫對Sn2+的穩定作用
假若新配1L硫酸光亮酸性鍍鋅液,再分成兩份於500ml燒杯中,其中一個燒杯內放入一根純錫條,另一則不放;自然放置並觀察,會發現:放有錫條的鍍液保持清澈不渾的時間會比不放錫條的要長得多。原因是金屬錫能將4價錫還原為2價錫,起到穩定鍍液作用、減少β−錫酸的產生。
例如文獻[1]列有反應:SnCl4+Sn=2SnCl2。
2.2錫陽極是否應加裝陽極袋
首先應明確,在無氧化性介質的硫酸鹽鍍錫液中,鈦材會很快被腐蝕,因而不能用鈦陽極筐。
錫陽極板是否外套耐酸陽極袋,有利也有弊。好處是可以防止陽極泥渣直接落入鍍液中,減少鍍層毛刺、粗糙;壞處是幾乎失去錫陽極的穩定鍍液作用:陽極袋使對流、擴散傳質過程受阻,袋內鍍液Sn2+濃度較高,錫能起穩定作用;袋外鍍液中Sn2+易氧化為Sn4+,易形成有害的β−錫酸。生產中現多數掛鍍(只能採用陰極移動,而不能用空氣攪拌)將槽作深點而不加陽極袋;滾鍍對鍍液翻動厲害,有時加陽極袋。
2.3陽極產生的黑色泥渣
2.3.1陽極泥渣為何物
金屬錫是柔軟的銀白色金屬,常溫下在空氣中不被氧化。亞錫化合物中,氧化亞錫為黑色,硫化亞錫為黑棕色,其餘亞錫化合物幾乎都無色。四價錫的氧化物為白色。SnO與SnO2均不溶於水。可以判定,黑色的陽極泥渣並非金屬錫渣而是氧化亞錫SnO。
2.3.2黑色SnO泥渣的產生
在酸性鍍錫時,陽極上也有氣體產生,其為氧氣:
4OH−−4e−→2H2O+O2↑
活性態的氧原子比氧氣分子具有更強的氧化能力,使錫原子被氧化:Sn+O→SnO
2.3.3陽極泥渣的高化學穩定性
認為將陽極泥渣過濾丟棄太可惜了,文獻[1]介紹,鋅能將Sn2+和Sn4+完全還原為金屬錫:
2Zn+Sn4+=Sn+2Zn2+
設想將SnO黑色陽極泥渣用還原性鹽酸溶解,再加上鋅粉還原,過濾得到錫粉來回收價高的錫。從工廠酸性鍍錫槽底撈取了些陽極污泥,洗滌過濾後放入250ml燒杯中,先加入體積比1:1鹽酸,過一段時間後用玻棒攪拌一陣。如此3晝夜後,SnO一點未見溶解。過濾後改用分析純濃鹽酸,同樣幾天都不溶。可見其化學穩定性很高,將SnO變成SnCl2都不大可能,就談不上再用鋅粉還原了。試驗失敗。(若將鹽酸加熱煮沸,則成本很高且不環保。)
2.3.4減少陽極泥渣的產生
陽極泥渣難以回收利用,則只能設法減少其產生。
陽極電流密度JA越大,陽極電流效率越低,析氧越嚴重,氧化產生SnO泥渣的量越大。為減小JA(以0.5~1.5A/dm²為宜),陽極面積應大些為好。不懂此理者,以為陽極少些消耗就少些,其實反而浪費更大。而且稀稀拉拉的陽極會使陰極電流分布不均勻,均鍍能力下降。錫陽極少了,如前所述,鍍液穩定性下降。不必擔心陽極面積過大後鍍液中錫離子濃度會升高,因為在配方硫酸范圍內,錫的自溶量微乎其微。
鍍液中硫酸過少,陽極活化不良,鍍液電導率下降,陽極電流效率下降。硫酸過多,陽極泥渣從板上脫落加快,新的錫表面又很快氧化生成泥渣。
3β−錫酸的形成及其性能
SnO對應的氫氧化物為Sn(OH)2具有兩性:與酸作用生成亞錫鹽,與OH−作用生成亞錫酸鹽,如:
Sn(OH)2+KOH=H2O+KHSnO2
白色的SnO2既不溶於水,也不溶於酸。其對應的氫氧化物有兩種:Sn(OH)4即正錫酸,和錫酸H2SnO3,或記為SnO(OH)2。前者失去一分子水則成為後者:Sn(OH)4−H2­O=SnO(OH)2。
Sn(OH)4具兩性,主要呈鹼性;H2SnO3也具兩性,但主要呈酸性。二者與鹼反應均生成錫酸鹽:
H2SnO3+2KOH=2H2O+K2SnO3與酸反應:H2SnO3+4HCl=SnCl4+3H2O
Sn(OH)4+2KOH=3H2O+K2SnO3Sn(OH)4+4HCl=SnCl4+H2O
4價錫生成的溶於鹼及酸的錫酸,稱為α−錫酸。
α−錫酸易於聚合為分子量更大的錫酸,如[H2SnO3]5或[(SnO)5(OH)10],即β−錫酸。一般,5分子α−錫酸聚合為1分子β−錫酸:5H2SnO3→(SnO)5(OH)10
液溫越高,這種聚合速度越快。若對α−錫酸持續加熱煮沸,則會全部聚合為β−錫酸。α−錫酸溶於稀礦酸,β−錫酸則不溶。
在酸性鍍錫液中,一旦二價錫離子Sn2+被氧化為4價的Sn4+後,則會先生成α−錫酸。部分α−錫酸被鍍液中的硫酸所溶解,另一部分則聚合為β−錫酸。β−錫酸既不溶於水,也不溶於稀硫酸,又不形成固態沉澱物,而是以白色膠性態懸浮於鍍液中,直接用溶液過濾機也難以濾除,只能絮凝沉澱後去除。其對鍍液與鍍層的危害性前已述及。液溫越高,聚合生成β−錫酸的速度越快。
在室溫下,β−錫酸是逐漸增加的。這從液色的逐漸變化可以表現出來:清澈透明→渾濁但不發白→淺乳白色→深乳白色→牛奶狀。
曾設想從絮凝沉澱後的β-錫酸中回收金屬錫。查資料後認為步驟太多,不劃算,提出來供感興趣的人參考。步驟為:
a、β−錫酸與濃的鹽酸煮沸:生成SnCl4:(SnO)5(OH)10+20HCl=5SnCl4+15H2O;
b、沖稀溶液;
c、加鋅粉還原:SnCl4+2Zn=Sn+2ZnCl2;
d、過濾、洗滌得到金屬錫粉。
4氯離子對鍍液穩定性的破壞作用
搞過酸性鍍錫的人都知道,氯離子對鍍液十分有害,但未必清楚是如何起壞作用的。簡述如下:
Sn2++2Cl−⇆SnCl2(1)
SnCl2+H2O=HCl+Sn(OH)Cl(2)
當有氧存在時:4SnCl2+O2+2H2O=4Sn(OH)Cl+2Cl2(3)
反應3生成的氯並不游離析出,而將Sn2+氧化為Sn4+:Sn2++Cl2=Sn4++2Cl−(4)
這樣,反應1~4循環惡性進行,起到2個壞作用:其一、不斷將Sn2+轉化為Sn4+,為最終形成β−錫酸提供了條件。其二、反應生成鹼式氯化亞錫難溶於水,而使鍍液渾濁,起到與β−錫酸相類似的壞作用。Cl−還會明顯降低本來就嫌小了的過電位,使鍍層粗糙而易呈樹枝狀結晶。
5減少4價錫生成的措施
在酸性條件下,很難找到對金屬離子有強配位作用的配位劑,對酸性鍍錫也不例外。硫酸鹽體系的鍍液中,二價錫離子以簡單的Sn2+形式存在,很易被氧化為4價態。而一旦Sn4+轉化為β−錫酸,則無法再還原為有用的Sn2+,只能設法去除(一般為絮凝沉澱過濾後作為工業廢棄物處置)。甲磺酸對Sn2+、Pb2+具一定配位能力,因而鍍液穩定較高些,既可鍍純錫,也可鍍錫鉛合金。但其生產成本高,對電鍍加工單價不高的產品,用硫酸鹽光亮酸性鍍錫,仍處於主導地位。
排開氯離子造成的生成二價錫化合物鹼式氯化亞錫也有害這一因素,酸性鍍錫時電鍍液中的最大液費,就是Sn2+因氧化為Sn4+,最終變為無用且害處很大的β−錫酸而被白白丟棄。因此,如何盡量防止或減少Sn2+被氧化為Sn4+,且在Sn4+轉化為白色的β−錫酸之前能將Sn4+還原為Sn2+,就是該工藝的重點了。辦法幾乎都是在添加劑中加入所謂「穩定劑」。售品添加劑在開缸劑中加入穩定劑較多、主光劑(一般用苄叉丙酮與甲醛)加入量多且開缸劑用量大,而在光亮劑中加入穩定劑很少,甚至不加。
5.1穩定劑概述
文獻[2]指出了不少物質對硫酸鹽光亮酸性鍍液具有穩定作用。例如:
1、酚類物質
有關酸性鍍錫的專利很多,但專利上提出的物質是難購到現貨的。就目前售品開缸劑中的穩定劑,幾乎都含有酚類物質,如間苯三酚、鄰苯二酚、甲酚磺酸,等等。
在鍍液中,酚類物質具有三個作用:a、具還原性,能將簡單Sn4+還原為Sn2+;b、具一定光亮作用,能提高鍍層光亮性和整平性;c、能擴大允許的陰極電流密度,減少鍍層燒焦。
在苯酚類中,國內用得較多的是對苯二酚,國外則多用間苯二酚。其原因可能是:與對苯二酚相比,間苯二酚苯環上兩個羥基的距離較近,電子雲密度較高,更容易失去電子,即具有更強的將Sn4+還原為Sn2+的還原能力。
2、具還原性無機化合物
如周期表中VB族化合物五氧化二釩V2O5、硫酸氧釩VOSO4、釩酸鈉NaVO3、五氧化二鈮Nb2O5、鉭的氯化物。以及三氯化鈦TiCl3、硫酸氧鋯ZrOSO4、鎢酸鈉Na2WO4。但這些物質貴且難購,也不宜選雖具還原性,但會產生氯離子的無機化合物。這類物質用得不多。
化學鍍鎳用還原劑次磷酸鈉也能將Sn4+還原為Sn2+,可以考慮採用。
3、有機酸類
具有還原性的有機酸可作為穩定劑。如抗壞血酸、苯酚磺酸、甲酚磺酸、萘酚磺酸、山梨酸鈉、硫代苯果酸、酒石酸及其鹽類、葡萄糖酸,等。
4、肼類物質
肼類物質還原性強、用量少、如水合肼、硫酸肼。但其腐蝕性較強、有一定毒性,應用不多。
5、其它
有人認為,硫酸亞鐵是良好穩定劑(2g/L)。1998年,有人報導,2~2.5g/L氟硼酸鉀或10~13ml/L的大蒜提取液,在生產中實踐應用5年,證明與售品FS-1專用穩定劑效果相當。從《中國化工產品大全》中可以查到許多「抗氧劑」產品,其中是否有對酸性鍍錫效果特別好的可用作穩定劑的,要作大量的試驗篩選工作。
在上述穩定劑中特別要講一下抗壞血酸,其又名維生素C。人體在新陳代謝過程中會不斷產生有害的氧化自由基。補充抗壞血酸後,因其具有的還原性,能中和氧化自由基,有利於人體健康。在酸性鍍錫液中,發生如下可逆反應:

可逆反應

抗壞血酸分子上有2個羥基在被氧化時,2個氫原子各失去一個電子,起到2個作用:a、將Sn4+還原為Sn2+:Sn4++2e−→Sn2+;b、新生態的氫原子具有極強的還原能力,能消耗液中的氧:4H+O2=2H2O。其去氧作用減少了Sn2+的被氧化。反應生成的「去氫抗壞血酸」在酸性條件下於陰極得到2個負電子,又恢復為抗壞血酸。即其是循環利用的,以帶出消耗為主。因此,現有穩定劑中幾乎都加有抗壞血酸。它在電鍍鎳鐵合金與鋅鐵合金中也常用來還原三價鐵Fe3+為二價鐵Fe2+,以防生成Fe(OH)3沉澱。但其對Fe2+無配位作用,效果不如代號為RC的穩定劑好。最簡單的穩定劑,就是產品「SS820」中,只加有一種,即甲基丙烯酸。
5.2保持鍍液清澈的措施
5.2.1避免引入氯離子
在酸性鍍錫液中,氯離子參與的化學反應,不但會使Sn2+氧化為Sn4+,抵消穩定劑的作用,而且直接與Sn2+生成鹼式氯化亞錫Sn(OH)Cl沉澱,懸浮於液中,使鍍液發渾,只能絮凝沉澱再過濾去除。
在生產中,鍍錫前用流動純水清洗一般是辦不到的。但至少應該用硝酸銀檢驗所用地下水是否被Cl-污染。若污染較重,應抽取的深層地下水供鍍錫及光亮酸銅作鍍前處理後的入槽前的清洗用。經前處理干凈後的工件,若清洗水中Cl-含量不重,應先存放在含硫酸10g/L左右的純水中貯存,一是可使工件處於活化態,有利提高鍍層結合力;二是不經清洗直接帶稀硫酸入槽,既可補充鍍液硫酸帶出,又可減少Cl-的帶入。
5.2.2保證鍍液中有足夠量的穩定劑
酸性鍍錫液的穩定劑組分中,除抗血酸(有報導,五氧化二釩V2O5具類似作用)可循環利用,多數在還原四價錫為二價錫時,自身也被氧化消耗掉了。為保證鍍液中有足夠量的穩定劑,可採取以下措施:
1、因開缸劑中穩定劑含量高,因而平時不能只加光亮劑,應配搭加入適量開缸劑。見過一個頗有經驗的電鍍小老闆,採用硫酸鹽光亮鍍錫工藝滾鍍錫,平時補充添加劑,也只補充開缸劑,從來不補充「光亮劑」,其滾鍍液使用2年了,也一直清澈不渾濁。其原因就在於此。
霍爾槽試驗時,1A攪拌鍍3min,若試片高端燒焦區較寬,補加4g/L硫酸亞錫也無明顯改善,則補加適量優質開缸劑應有明顯改善。其原因是補加了穩定劑中能擴大允許電流密度的酚類物質。
2、加入單獨的穩定劑產品
市場上有專門的復配型酸性鍍錫穩定劑出售,可擇優選用,按使用說明書或實驗添加。也可依據前述對穩定劑的介紹,自行組合配製。提供一個參考配方:
酒石酸鉀鈉120g/L
間苯二酚8g/L
抗壞血酸5g/L
甲酚磺酸3g/L(亦可不加)
次磷酸鈉6g/L
聚乙二醇(分子量6000~12000)2g/L(可用0.01g/L適於鍍錫的優質聚丙烯醯胺代替)
注意:
①全部用分析純材料;
②配製時除間苯二酚與抗壞血酸外,用熱水溶解、攪拌,若液不清澈(酒石酸及其鹽類不太好溶),則試加分析純硫酸,再攪拌至溶液清亮為止。
③間苯二酚與抗壞血酸見光易變質,要用黑色袋作外包裝,在60℃以下時加入攪溶。若配液未用完時,存於棕色玻璃瓶中,再套不透光袋。
④若甲酚磺酸不易購,可購混合甲酚加硫酸磺化產生:1體積混合甲酚加熱到50~60℃,不斷攪拌下加入等體積濃硫酸;於100~110℃保溫2h。
⑤其用量由實驗確定。
5.2.3及時去除鍍液中的懸浮沉澱物
及時,是指鍍液顯渾濁時,就應當進行絮凝沉澱處理;當鍍液已明顯泛白,即生成β−錫酸已較多時,才絮凝處理,則已晚了一些:生成物較多、絮凝沉澱後必須翻槽過濾。絮凝劑少加、勤加,鍍槽作深一點,則不必每次加入絮凝劑後都要翻槽過濾;而且下部沉澱物較為密實、含水率相對較低。
在討論Cl-影響時,談及反應2生成的鹼式氯化亞錫也是一種懸浮於鍍液中的有害物質。若能及時絮凝沉於槽底,多少有點除氯作用,能減少反應3、4的發生。
宋文超、左正忠等[4]在其研究的酸性鍍錫添加中,認為加入聚乙二醇能起到絮凝作用。他們確定的穩定劑組分有(含量保密):聚乙二醇、釩酸鹽、次磷酸鈉及抗壞血酸。不加穩定劑時5~7天鍍液渾濁,加入後靜置3個星期才出現輕微渾濁。(顯然實驗用的是純水,不含氯。)個人拙見,其穩定劑只考慮了對Sn4+的還原作用,未考慮許多有機酸對Sn2+有一定配位作用,以及大生產中酚類物質有擴大允許陰極電流密度的作用,而未加入。
假若在平時補加用的光亮劑中加入效果好的聚丙烯醯胺少量,也能及時絮凝沉澱β−錫酸與鹼式氯化亞錫懸浮物,保持鍍液清澈不渾。其成本增加甚微。
順便提供一個生產實踐經驗:當酸性鍍錫液已發白嚴重,需加8mg/L處理劑絮凝沉澱長時間,鍍液下部沉澱已很多,但上部液仍澄不清時,應改為下述「二步處理法」:先按4ml/L量加入處理劑,沉澱過濾;過濾後的尚渾濁液中再加4ml/L處理劑,攪拌、沉澱過濾。最後,雖加入處理劑的總量一樣,但所得鍍液的清澈透明度卻比「一步法」高得多,即處理效果要好得多。過濾時,由於用溶液過濾機很易堵濾芯等問題,實際生產中多採用虹吸法吸出上部清液,下部含污泥的渾濁鍍液就舀來倒了。這是一種極大的浪費。正確作法是:作一個小而深的塑料槽,將下部渾液及污泥舀於其中靜置沉澱24h以上,再虹吸出上部清液返回鍍槽;餘下部分用幾個過濾布製成的類似陽極袋的袋子,舀於其中,懸空吊放作「袋式過濾」,濾出液為鍍液再利用,一般10餘h後袋內污泥已干化,可取出與廢水處理污泥一起處理。
6結論
通過以上分析,在酸性鍍錫時,為減少錫的浪費,除加強鍍後對鍍液的回收外,在生產上還應注意:
1、錫陽極板不加陽極袋,以發揮其將有害4價錫還原為有用2價錫的穩定作用。
2、錫陽極面積大些為好,以保證陽極電流密度不大於1.5A/d㎡。這樣,陽極電流效率高些,其上析氧少些,錫陽極上生成的化學穩定性很高(濃鹽酸溫室下也不溶解)的、黑色的、難以再利用氧化亞錫SnO少些。
3、盡力避免氯離子污染鍍液,否則,既會發生懸浮於鍍液中的有害的鹼式氯化亞錫Sn(OH)Cl,也會將有用的Sn2+氧化為有害的Sn4+。
4、採取一切可行措施,避免Sn2+被氧化為Sn4+。當Sn4+以H2SnO3,即α−錫酸形式存在時,危害尚不大;但當α−錫酸逐漸聚合為白色的、既不溶於稀礦酸,也不溶於水的液中懸浮物β−錫酸(SnO)5(OH)10時,則顯示出對鍍液與鍍層的極大危害性。為此,
1)研究提出了很多酸性鍍錫液穩定劑。他們或者是對Sn2+有一定配位作用的有機酸,或者是能減緩Sn2+氧化為Sn4+的「抗氧劑」,或者是在Sn4+還未轉變為β−錫酸之前將其還原為Sn2+的還原劑,或兼具幾種作用。
2)一般在開缸劑中穩定劑含量較高,主光劑(多用苄叉丙酮)含量較低;而平時補加的光亮劑中,穩定劑含量很低,甚至完全不含。因而生產中在補充光亮劑的同時應適量補加開缸劑。
3)也有專門的售品穩定劑出售。當所用添加劑總體穩定性不夠時,可擇優購買添加。
4)穩定劑也可參照本文及文獻[2]自配。其良好與否及加入量可通過霍爾槽試驗來確定。
5)無論是懸浮於鍍液中的Sn(OH)Cl或(SnO)5(OH)10,用活性炭吸附去除,幾乎無效。通常採用絮凝劑作絮凝沉澱再固液分離。絮凝劑以有機與無機物共用混合劑最好;其中有機物多用聚丙烯醯胺PAM,其用量很少。PAM有陰離子型、陽離子型、非離子型三大類,每類又有分子量從幾十萬到幾千萬的商品多種。實踐證明,有的用作廢水處理效果很好的PAM,用作酸性鍍液不但毫無絮凝作用,反而增加鍍液黏度、降低電導率、給鍍後清洗帶來困難。因此,最好試驗優選水劑「處理劑」成品用。筆者主張勤加少加處理劑:在補加光亮劑時,同時少量加入。

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