含镍电镀废水处理技术研究进展

含镍电镀废水处理技术研究进展含镍电镀废水处理技术研究进展摘要：摘要：综合国内外含镍电镀废水处理技术，介绍了分析化学法、离子交换法、蒸发浓缩法、吸附法、膜分离技术及生物膜法等处理含镍电镀废水的技术方法，并比较了其优缺点。关键词：关键词：镍；电镀废水；处理技术；综述镍是一种质坚硬而耐腐蚀的重金属，常用于电镀行业。电镀工业产生大量含镍废水，会对环境造成严重污染。在镀镍漂洗废水中，含有大量的硫酸镍和氯化镍，镍的化合物能刺激人体的精氨酶、羧化酶，引起各种炎症，伤害心肌和肝脏。同时，镍还是1种致癌物质。因此探索1种有效而又经济的含镍废水处理方法对环境保护意义重大。目前，对于含镍电镀废水的处理方法主要有化学法、离子交换法、蒸发浓缩法、吸附法、膜分离技术及生物法等。1化学法处理含镍电镀废水1.1中和沉淀法采用中和沉淀法处理含镍综合电镀废水，利用化学反应使废水中的Ni2+形成氢氧化镍沉淀，然后再经固液分离装置去除沉淀物，从而达到去除镍及其它重金属的目的[1]。如采用氢氧化钠调节pH值，根据废液中Ni2+的浓度，pH值＞9.2时，可使Ni2+浓度降低到1.2mg/L；pH值调至10～12时，Ni2+除去得更彻底[18]。1.2硫化物沉淀法金属镍的硫化物溶度积比其氢氧化物小，故硫化物可使金属更完全被去除，但其处理费用高，硫化物处理困难，常作为氢氧化物沉淀法的补充法[2]。1.3铁氧体法铁氧体是复合金属氧化物中的一类，其通式为A2BO4或BOA2O3，最常见的铁氧体为磁铁矿FeO、Fe2O3或Fe3O4。废水中金属离子形成铁氧体晶粒而沉淀去除。对不同金属离子有不同的最佳投药比，其中Ni2+与硫酸亚铁比为1∶2～3（废水中含镍30～200mg/L）[1]，形成的沉淀颗粒大且易于分离，颗粒不会再溶解，无二次污染问题，出水水质好，能达排放标准。缺点是需要消耗较多的NaOH和热能。为克服消耗热能和反应速度慢问题，出现了改进的铁氧体法，即GT铁氧体法[2]。原理是：在废水中加入Fe3+，然后将含Fe3+的部分废水通过装有铁屑的反应塔，在常温条件下，反应塔中Fe3+与铁屑反应生成Fe2+。将反应塔中废水与原废水混合，常温下加碱数分钟后即生成棕黑色铁氧体。化学法处理效果稳定可靠，工艺成熟，然而化学法普遍存在药剂消耗多、处理费用高、产生大量含镍废渣等缺点，若处理不当极易造成二次污染，不能有效回收镍及水资源。随着新型沉淀剂的研制、废渣的利用及与其它技术相结合发展，该法还将得到进一步发展。2离子交换法处理含镍电镀废水由于镍盐价格较高，为节省资源，处理含镍废水多采用离子交换法。因其适用于处理浓度低而废水量大的镀镍废水，已得到广泛应用。该法主要功能有：（1）去除重金属Ni2+；（2）回收废水中有价值的金属镍；（3）提高水的循环利用率；（4）减少环境污染。近年来，随着对镀镍废水资源化的兴趣越来越浓厚，离子交换技术作为电镀废水深度处理的有效方法引起了人们的重视[3]。2.1离子交换树脂处理含镍废水系吸附交换阳离子，要采用阳离子交换树脂。为提高树脂对Ni2+的交换吸附效果，对含镍废水有一定要求：（1）废水中Ni2+含量应较高，以保证相对Ca2+等有较高的交换势。废水中一般含Ni2+量为200～400mg/L，若再高，则再生周期短，也不理想；（2）注意清洗水水质，若清洗水含Ca2+、Mg2+等杂质多，会大大影响树脂对镍的交换效果，最好采用去离子水作为清洗水。常用弱酸阳树脂为凝胶110＃、116＃、111×22＃等。工作交换容量及再生性能较好、选择性较高，但机械性较差、树脂膨胀度大、价格较贵。常用强酸阳树脂为732＃，化学稳定性及热稳定性好、机械强度高、粒度均匀、阻力较小、价格较低，但交换容量及再生性能较差[1]。镀镍废水pH值一般约为6，为使交换阳离子后的废水能回用作清洗水，出水pH值不能太低。故无论弱酸还是强酸阳树脂处理镀镍废水，当废水含镍150mg/L以上时，能有效去除废水中Ni2+、Ca2+等阳离子。经交换处理后的废水无色透明，pH值在6～7范围内，可回用于镀镍漂洗水。阳树脂用工业硫酸钠或硫酸钠与氯化钠的混合液再生，洗脱液中含180～200g/L硫酸镍，可直接返回镀镍槽[1]。EomTH等人采用离子交换技术进行电镀废水处理的实验研究，用树脂填充柱1.7mg/L，得到超过99%的Ni2+被除去的试验结果[13]。2.2磺化煤磺化煤对Ni2+的穿透吸附量达29.52mg/g，流出废液浓度为43mg/g时的饱和吸附量为53.82mg/g。对含镍量为5×10-5的废水，动态饱和吸附量为1.8mg当量/g。磺化煤交换剂再生以硫酸作为再生剂回收硫酸镍，采用3倍磺化煤交换剂体积的硫酸进行再生，其再生率为95%以上，洗脱液含镍浓度为15～20g/L[4]。磺化煤在交换能力方面虽不如离子交换树