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含镍废水处理方法
　　含镍废水零排放是电镀生产中含镍废水主要来自镀槽翻洗缸角退镀液、化学液、废镀液等，镀镍槽液使用时间长后，铁、铜、锌等离子会积累，另外某些有机添加剂也会破坏而失掉，从而引起镀层的各种质量问题。 一般含镍废水可有化学法和物理方法去处理，也可多种方法交叉处理，方法如下：&　　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，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。　　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。　　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。　　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 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。　　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。 膜法技术图片
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铝合金镀镍废水治理中存在问题及解决措施
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铝合金镀镍废水治理中存在问题及解决措施
秦树林，王忠泉 煤炭科学研究总院杭州环保研究院，浙江杭州311201
摘要：本文针对铝合金镀镍废水处理中存在的主要问题进行了讨论，同时结合工作实践，从电镀废水水质特征、处理工艺及其可靠性进行了分析，并提出了一系列适用于国家新颁布的《电镀污染物排放标准》（GB）的工艺措施。
关键词：铝合金镀镍废水；水质特征；工艺措施
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：（8-03
随着科学技术的迅速发展，铝合金已成为应用最广泛的金属之一[1]，它作为化学镀镍的基底材料已被广泛地应用在飞机、汽车、摩托车、仪器仪表、节能灯及电影机械工业上。铝合金化学镀镍迄今仍然是年轻的产业。为了满足铝及铝合金构件上述性能及美观度，需先对构件进行前处理，再进行涂装或电镀等表面处理。目前国内外普遍采用的铝及铝合金镀前处理方法主要有[2]:①化学浸锌-电镀铜-电镀其它镀层；②电镀薄锌层-电镀铜-电镀其它镀层；③阳极氧化-电镀其它镀层；④直接电镀法；⑤化学镀镍-电镀其它镀层；⑥电镀镍-电镀其它镀层；⑦铝合金一步法镀铜电镀其它镀层。其中，化学浸锌工艺是铝件电镀前处理方法中最为简便、经济，也是工业上使用最广的工艺。在浸锌等表面处理过程将产生成分复杂的生产废水，包括浸锌废水、前处理废水、含镍废水及综合废水等。由于电镀废水中主要污染物指标严重超过国家新颁布的《电镀污染物排放标准》(GB)的排放限值，在治理过程中存在诸多问题。
2?铝合金镀镍废水处理存在问题
根据市场调研及大量电镀废水工程实践，目前综合性电镀废水多采用常规化学法进行处理，重金属离子基本能做到达标排放，而相对较难的是前处理废水，它是镀件在电镀前进行除锈除油等前处理，使用的高效除锈除油剂含有难降解的如表面活性剂、预膜剂、除膜剂、缓蚀剂等有机物质，且为水溶性，该类有机物一旦混入综合废水中，混凝沉淀出水有机物一般在150mg/L左右，难以达标新标准中的80mg/L。特别是对铝及铝合金电镀行业生产废水，镀件虽然单一，但成份复杂，有机物浓度高、络合性强，各项指标达标处理难度更大，存在以下主要问题：
（1）传统的碱性破氰工艺对浸锌废水处理存在很大局限。在碱性条件下，用次氯酸钠处理浸锌废水，破氰反应速度较慢，次氯酸钠氧化剂利用率很低，而出水镍离子浓度严重超标，水质呈蓝色，且药剂用量非常大，处理成本高，业主单位难以承受。浸锌废水来自铝合金浸锌后产生的清洗水，由于采用先进的“四元”合金浸锌剂（由硫酸镍、硫酸锌、硫酸铜及氯化铁），废水中含有较高浓度的镍离子，同时浸锌过程中因工艺要求投加了一定量的氰化钠和络合剂，因此浸锌废水中含氰、含镍，且形成稳定的络合物。常规含氰废水处理采用次氯酸钠氧化碱性破氰工艺，能将废水中的氰根氧化去除。而浸锌废水采用该方法后，在进水镍离子浓度在120mg/L左右时，出水含量高达40mg/L，反应中所投加的氧化剂-次氯酸钠用量极大，处理成本高达20元/吨水，且出水中镍离子含量较高，水质颜色较深。
123根据国家新颁布的《电镀污染物排放标准》(GB)的排放限值，镍离子浓度应为0.5mg/L，超标80倍，将会严重影响电镀废水达标排放及总量控制。
（2）前处理废水采用常规预处理手段，如混凝沉淀或气浮对废水中的游离重金属离子去除有效，但难以提高废水的可生化性，同时前处理废水受生产因素和操作水平的影响不可避免的混入氰化物、重金属等对微生物起到严重抑制作用的物质，导致二级生化细菌难以培养，出水中有机物浓度超标，给达标排放及中水处理膜件造成严重堵塞，影响中水回用；加之铝件化学抛光中产生的大量铝离子，虽经沉淀处理，但出水中残余的铝离子易形成氢氧化铝胶体，成为严重堵塞中水膜件另一主要原因。
（3）传统工艺产生的污泥沉淀性能差、污泥上浮及脱水效率低，严重影响污水处理系统的正常运行。其主要原因是由于铝合金电镀过程中废水含有大量的铝离子，经混凝沉淀后以氢氧化铝胶体形式进入污泥浓缩池中，污泥中水与氢氧化铝胶体形成结合水，造成脱水困难。
3?废水水质特征分析
根据铝合金电镀生产工艺、产污环节及废水分类原则，生产废水可分为四类各自具有明显污染特征的废水类别，其水质特征如下：
（1）有机类电镀废水。主要包括铝件除油等前处理废水和化学清洗废水，该类废水的特征为废水中含有大量的有机污染物。除油过程包括超声波除油、化学除油等，超声波除油中投加铝合金清洗剂及其他表面活性剂，废水中有机物浓度相对较高；化学除油废水主要来自铝件除油、除膜后的清洗，废水中含有大量的有机物，COcr在1000mg/L以上，废水均以含高浓度有机物为主要特点；
（2）浸锌废水。主要来自铝合金浸锌后产生的清洗水，由于采用先进的“四元”合金浸锌剂（由硫酸镍、硫酸锌、硫酸铜及氯化铁），废水中含有较高浓度的镍离子，同时浸锌过程中因工艺要求投加了一定量的氰化钠和络合剂，因此浸锌废水中含氰、含镍，且形成稳定的络合物。常规次氯酸钠氧化碱性破氰工艺难以奏效；
（3）镀镍废水。主要来自铝件前处理后进行的表面镀镍处理，以提高产品性能，废水成分单一，主要成分为镍离子，有机物浓度很低，具有良好的回收价值，单独处理；
（4）综合废水。主要来自车间地面冲洗废水、化学抛光中产生的含铝废水及酸碱废水，废水主要污染物为低pH、少量重金属离子、SS，有机物浓度在100mg/L以下。
4?铝合金镀镍废水治理工艺及措施
基于铝合金镀镍废水“清污分流、分质收集、分质处理和分质回收原则”，并在充分掌握各类废水水质特征的情况下，提出如下可行的废水处理工艺，该工艺在同类工程中已得到成功应用。
（1）有机类电镀废水处理工艺
有机类电镀废水不同于常规有机废水，属高盐难生物降解类废水，表现在两方面，一是废水中含有大量的高分子有机物，如难生物降解的表面活性剂等，生化性较差；二是废水中含有较高的盐度，总盐量在10000mg/L左右。
123常规措施是采用中和-混凝沉淀工艺，成熟一点的采用中和-混凝沉淀-生化工艺，但这两种工艺无法实现废水中有机污染的达标排放，尤其是国家新颁布的《电镀污染物排放标准》(GB)，对此提出了更严的要求。常规的混凝沉淀预处理效果较差，造成生化细菌无法培养，解决办法是采用多元氧化+高效气浮+生化处理工艺，其中多元氧化工艺由多元微电解和催化氧化技术组成，其关键在于采用了新型可投加式无板结多元微电解填料，作为预处理手段在部分降解有机污染物的同时，可将大分子难生化有机物转化成小分子台醇、酸类物质，以提高废水的可生化性，为后续生化处理提供良好的营养环境。
（2）浸锌废水处理工艺
浸锌废水中含有较高浓度的镍离子和氰根，浓度分别为125mg/L、40mg/L，还有少量的铜离子，常规的次氯酸钠氧化碱性破氰效果较差，成本高，主要是镍离子与四元合金中添加的有机络合剂形成稳定的络合物。解决措施：采用过氧化氢+催化剂+混凝沉淀工艺，该工艺在实验室和工程中均取得了良好的效果，出水中镍离子和氰根达到或低于国家排放标准。
（3）镀镍废水处理工艺
因镀镍废水成分单一，并含有大量的贵金属-镍，故该类废水不宜采用常规化学法处理达标排放，应按照分质回收的原则进行槽边回收，工艺采用精密过滤+袋式过滤+二级反渗透回收，浓水中镍离子浓度可达到20g/L以上，可直接回到镀槽内循环使用；淡水水质满足纯水要求，也可回到生产线中，实现零排放，效益明显。
（4）综合废水处理工艺
综合废水中含有大量的铝离子和少量的其它金属离子，pH在1.5左右，COcr在100mg/L左右，须考虑出水中铝离子对中水膜元件造成堵塞问题。解决措施：采用二级中和反应+混凝沉淀+过滤处理。因斜管极易结垢的形成板结，故沉淀单元的型式不宜采用斜管沉淀池，中小型规模宜采用改进型竖流式沉淀池，中型规模采用辐流式沉淀池。
（5）污泥问题的解决措施
铝合金镀镍废水出现污泥上浮的单元主要是有机类电镀废水采用重力沉淀及综合废水采用斜管沉淀而造成的，对有机类电镀废水改为气浮工艺即可解决，而综合废水斜管沉淀池是因沉淀池排泥不及时造成漂泥，以及粘附于斜管上老泥时间久后上浮，解决办法是加强管理，同时改用竖流式沉淀池，增大泥斗坡度，设置排泥管冲洗系统。对污泥脱水困难问题，除改用弱阳离子型絮凝剂外，对板框压滤机，采用带毛刺的滤布；对带式压滤机，采用带预浓缩的单元的压滤机。
以上是针对铝合金镀镍废水处理中存在的主要问题，从废水分类原则、水质特征入手，分析了常规处理工艺存在的不足，结合实际工作的经验，提出了适用、可行的污染治理工艺及措施，以满足国家新颁布的《电镀污染物排放标准》（GB）及相关要求。
[1]谢金平，王红娟，彭峰.铝基上光亮化学镀镍工艺研究.广东化工，).
[2]黄晓梅，李宁，蒋丽敏，黎德育.铝及铝合金电镀的浸锌工艺.电镀与环保，).
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【来源】中国电镀助剂网
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