电镀厂含镍废水处理设备 HJ-01型 上海汉境环保专业污水处理厂家

电镀厂含镍废水处理设备 HJ-01型 上海汉境环保专业污水处理厂家

      上海汉境环保工程有限公司位于上海市青浦区，本公司所设计的电镀厂含镍废水处理设备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。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。

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。

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**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。

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，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。

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。洗脱液中含180～200g/L硫酸镍，可直接返回镀镍槽。

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。

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脂，但其主要优点是价廉、原料供应方便、制作简单，适合中小型工厂。

随着新型大孔型离子交换树脂和新型离子交换剂的发展，在镀镍废水深度处理、高价金属镍盐的回收等方面，离子交换技术越来越展现出其它方法难以超越的优势。为了提高水的循环利用率和符合排放标准，预期的离子交换技术将与微机控制技术联用，使设备设计走向定型化、自动化，开创废水处理领域的新天地。

3蒸发浓缩法处理含镍电镀废水

      蒸发浓缩法是对电镀废水在常压或减压状态下加温，使溶剂水分蒸发而将废水浓缩的方法。浓缩的溶液可返回镀槽，蒸发后的水蒸气经冷凝回收后可作为清洗水或回收槽补充水。当使用得当时，能实现对废水的“零排放”。可与离子交换法联合使用

4吸附法处理含镍电镀废水

4.1新型改性沸石

      天然斜发沸石经NaOH熔融改性处理，制得与天然斜发沸石孔道不同的新型改性沸石（Na-Y型沸石），其对废水中的Ni2+具有较高的吸附效率，吸附时间、温度和沸石的投加量对废水中Ni2+的去除率有一定的影响。在一定条件下，随Na-Y型沸石投入量的增加，废水中Ni2+的去除率也相应增加，添加0.4%（质量比）的Na-Y型沸石，对Ni2+的吸附率达99%以上[5]；Na-Y型沸石经HCl和NaCl混合液淋洗再生后可重复使用，再生后吸附量有所下降，但下降不明显，表明NaY型沸石可用于处理实际含镍废水。

4.2聚季铵盐聚丙烯酰胺

      为了开发新型、高效、价廉的吸附材料，以环氧氯丙烷和二己胺为原料，合成了1种聚季铵盐，再以聚季铵盐、丙烯酰胺为原料，制备出1种新型高分子聚合物吸附剂聚季铵盐聚丙烯酰胺（PQAAM）。

PQAAM吸附剂对Ni2+具有很好的吸附作用。在20℃、pH=6.0、吸附时间为80min时，浓度为40mg/L的Ni2+溶液，按Ni2+与PQAAM吸附剂的质量比为1∶30投加PQAAM吸附剂进行处理，Ni2+的去除率达98%以上。pH值是影响吸附的重要因素，pH＜6.0的条件下不利于吸附，Ni2+的去除率较小；pH＞8.0时吸附效果较好，Ni2+的去除率高。

PQAAM吸附剂对电镀废水中的Ni2+具有很好的吸附效果，含Ni2+24.6mg/L、pH为6.2的电镀废水经PQAAM吸附剂处理后，废水中Ni2+的含量低于**排放标准，PQAAM吸附剂吸附后，经过脱附再生处理后可重复使用。

4.3腐植酸

     利用泥炭为原料制备腐殖酸树脂，研究表明，腐植酸树脂对重金属离子Pb、Cu和Ni的主要吸附形式为离子交换吸附和络合吸附。在废水pH值为5.0～7.0时，Pb、Cu和Ni离子浓度为50mg/L，经腐植酸处理Pb、Cu和Ni去除率可达98%以上，且处理后废水接近中性，Pb、Cu和Ni含量显著低于**排放标准。

4.4其它吸附剂

       兰州交通大学马艳飞等人采用氢氧化镁处理含镍废水，试验结果表明氢氧化镁对Ni2+具有较强的吸附性能，去除率可达99%以上[19]。北京林业大学胡昊等人采用粉煤灰吸附含镍废水，试验结果表明，当粉煤灰颗粒细度在300目以上时，去除率达到50%以上。

5膜分离技术处理含镍电镀废水

      膜分离技术作为1门高新技术，因其分离高效、节能、无二次污染、操作方便、占地面积少等优点，逐渐在电镀废水处理中得到广泛应用。

5.1反渗透膜技术

       20世纪70年代初期开始将反渗透技术引进电镀含镍废水的处理上。由于这项技术比较成熟，且具有较好的经济效益，因此得到普遍应用。从“零排放”上来说，用反渗透法处理电镀废水是比较理想的1种方法。此法不产生污泥，渗透出来的纯水又可回到清洗槽中使用，浓缩液则可补充回镀槽。

       国内用反渗透处理含镍废水有2种方法，1种是单反渗透处理，另1种为反渗透与离子交换法联合处理。采用单反渗透处理，处理出水可继续使用于镀件漂洗，不影响漂洗效果，浓液可直接返回镀镍槽，不影响镀件质量，去除率分别为：镍95%～99%、SO42-98%、Cl-80%～90%、H3BO330%，水通量为1.67～1.76mL•cm-2•h-1。采用离子交换-反渗透法，离子交换再生液含硫酸镍浓度可达180g/L，通过反渗透器运行不到1h，可将再生液浓缩到280g/L。当操作压力为3.92MPa、流速为25cm/s时，透水率达0.25～0.45t•m-2•d-1，去除率可达97.8%。从反渗透器出来的浓液稍加调整即可补充到光亮镀镍槽，不影响镀件质量，而从阳树脂出来的水可回至漂洗用，故能实现“零排放”。

此外，国外还有用反渗透-蒸发浓缩联合法来处理含镍废水的。

      采用2级反渗透膜系统对含镍250～350mg/L的漂洗水进行处理，对镍的截留率达99.9%以上。经2年多运营考察，系统运行平稳，各项指标基本达到设计要求，经济效益较为明显，出水可达回用要求。

5.2电渗析法

       电渗析也是1种薄膜技术，利用对废水通以低压直流电时，阴阳离子定向运动并选择性地透过阴阳薄膜的性质，而将电解质浓缩在一定的区域内，另一些区域内则得到较纯的水。

由于要求处理水具有足够的电导以提高渗析效率，因此处理水中电解质浓度不能过低。用于处理镀镍清洗水时，要求清洗水中镍盐浓度≥1.5g/L。电渗析的主要优点是浓缩液与淡液的浓缩比可达100倍左右，比反渗透浓缩比高，浓缩后的溶液可回用于镀槽。日本等**在化学镀镍液再生方面研究较多，通过在渡槽旁边设立一个循环旁路，利用电渗析技术可连续选择性去除化学镀液中的亚磷酸盐和硫酸盐，维持镀速、镀层成分以及镀层性能相对稳定。

      国内北京某单位的试验证明，可回收90%的硫酸镍，浓度达到80～100g/L，能直接回镀槽使用，每回收1kg硫酸镍耗电1kW•h，设备费1500元，可在2年内回收。电渗析法还可与离子交换法组合使用。

6生物法处理含镍电镀废水

       生物处理电镀废水主要是依靠人工培养的复杂功能菌来完成的。这种功能菌具有静电吸附作用、酶的催化转化作用、络合作用、絮凝作用、包藏共沉淀作用和对pH值缓冲作用。废水中Ni等重金属离子被菌体吸附和络合成团，经固液分离，使废水达标排放或回用，而重金属离子则沉淀成为污泥。

       生物法的优点为：（1）无二次污染，不使用化学药剂，污泥量少；（2）处理方法简便；（3）综合处理能力强，能够使Ni、Cd、Cu、Zn等金属离子得到有效处理；（4）运行费用低。缺点是功能菌繁殖速度慢，平均需要24h以上，且处理后废水虽然达标但其中含有大量微生物，限制回用范围。

       生物法处理电镀废水是一项很有发展前途的技术，随着生物工程科学的发展，微生物技术应用于处理电镀废水有着广阔的发展前景。针对目前生物法存在的问题以及工程应用的要求，在今后的发展中应注意：（1）提高功能菌的反应速率，主要通过分离出更高效的生物功能菌，筛选更高效的生物吸附剂，改良运行条件和工艺，提高功能菌的利用率；（2）降低功能菌的培养成本及培养要求；（3）提高生物法处理设施和运行的自动化程度。

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