含镍电镀废水处理技术研究进展

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1.2 mg/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30～200 mg/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200～400 mg/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150 mg/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180～200 g/L 硫酸镍，可直接返回镀镍槽[1]。

Eom TH 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1.7 mg/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29.52 mg/g，流出废液浓度为43 mg/g时的饱和吸附量为53.82 mg/g。对含镍量为5×10-5的废水，动态饱和吸附量为1.8 mg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15～20 g/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。