镀镍废水处理难题如何破解？深度除 Ni 方法亟待开发

镀镍废水处理难题如何破解？深度除 Ni 方法亟待开发

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镀镍是金属表面改性的主要方法，该过程会产生大量含镍废水，包括硫酸

游离镍主要由镍和氯化镍组成，且由于生产工艺需要添加各种络合剂与废水中的Ni2+形成络合物。

TA-Ni、CA-Ni、SP-Ni等酸性络合镍较为稳定，导致含镍废水难以得到有效处理，且其超标排放

会对环境造成严重的污染，目前，处理含镍废水常用的方法是基于氢氧化物和硫化物的传统方法。

化学沉淀法主要适用于游离镍的处理，但难以有效去除低浓度络合镍。其他方法如

电解法、高级氧化还原法等虽然可以保证出水总镍含量达标，但一般处理成本较高、反应时间较长。

易造成二次污染等，随着废水排放标准的日益严格，有必要开发一种更加稳定、有效的深度除Ni方法。

下面海普就给大家详细介绍一下含镍废水的特点及处理方法，希望对大家有所帮助。

1、含镍废水处理的现状及困境：

镍是一种可致癌的重金属，另外它也是一种较为昂贵的金属资源（其价格是铜的2至4倍）。

电镀镍由于其优良的耐磨性、耐腐蚀性、焊接性等特点，在电镀生产中得到了广泛的应用。

在镀镍过程中，会产生大量含镍废水。

这些废水若随意排放，不仅会危害环境和人体健康，还会造成贵金属资源的浪费。

它来源于镀镍生产过程中镀槽废液和镀件冲洗水，镀液废液量不大，但镍离子浓度很高。

镀件清洗水是电镀废水的主要来源，占车间废水排放量的80%以上。

但废电镀液中镍离子浓度却比废电镀液中低得多。

表2，特殊排放限值0.1mg·L-1。含镍电镀废水的处理技术根据不同的原理可分为以下几种类型：

电镀废水的处理方法主要有三种：化学法、物理化学法、生物法。

化学法：

处理含镍电镀废水的化学方法主要有传统化学沉淀法、新型铁氧体法、高效

重金属螯合沉淀法。化学沉淀法包括氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法。

在处理电镀废水的实验研究中，采用CaO，CaCl和BaCl三种复合破胶剂处理镀镍废水。

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结果表明:BaCl2解络合效果较好,镍离子去除率较高,而CaCl解络合效果较差。

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用于处理镀镍废水，镍离子去除率可达99%以上，而当镍离子去除率相同时，BaCl

用量比单独处理镀镍废水时用量少得多。

采用NaClO氧化法预处理pH为3～5、Ni2+浓度为100～150 mg/L的含镍废水。

经过化学沉淀处理后，出水上清液中镍离子浓度降低至0.1mg/L以下。

含镍电镀废水具有工艺成熟、投资少、处理成本低等优点。

大量污泥甚至可能造成二次污染。但随着复合破壁剂、重金属捕集剂的不断开发应用，传统的化学沉淀法

沉淀法的处理效果也不断提高。

铁氧体法：

在化学沉淀法中，相对较新的方法是铁酸盐法。FeSO 可以使各种重金属离子形成铁酸盐

废水中的Ni2+可以占据Fe2+晶格，形成共沉淀物。

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一般n〔Ni2+〕∶n〔FeSO〕为1∶2～1∶3，废水中镍离子质量浓度为30～200mg/L

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采用铁氧体法处理后形成的沉淀物颗粒较大，容易分离，颗粒不会再次溶解，无二次污染。

水质良好，能够满足排放标准。常俊霞等通过试验研究了铁氧体法处理含镍废水的工艺条件。

结果表明:在pH=9.0、n〔Fe2+〕:n〔Ni2+〕=2:1、温度为70℃的条件下,镍的转化率

转化率可达99.0%以上,废水中Ni2+由100mg/L降低至0.47mg/L。

实验结果表明，以NaCO为pH调节剂，铁酸盐处理低浓度含镍废水的工艺条件如下。

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pH为8.5-9.0，n〔Fe3+〕∶n〔Fe2+〕=1.5∶1，n〔Fe2+〕∶n〔Ni2+〕=12∶1，搅拌

当处理时间为15分钟时，处理效果较好，镍去除率达98%以上，处理后废水中镍离子

离子质量浓度达到0.20mg/L以下，满足国家排放标准。

蒋红龙等在二价铁离子存在下，采用铁氧体法与铜镍电镀废水联合工艺，处理含铜、镍复杂电镀废水。

结果表明:废水初始pH为3时,H2O初始质量浓度为3.33g/L,m〔Fe2+〕∶m〔HO〕

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=0.1，温度25℃，处理废水60min，然后调节

废水沉淀pH为11，曝气流量控制为25 mL/min，废水中铁与金属离子的质量比为10，反应

反应温度为50℃，曝气接触时间为60min，在此条件下废水中镍离子的去除率达到

99.94%，出水中镍离子质量浓度为0.33mg/L，达到国家排放标准。

泥浆物理分析表明，在最佳工艺条件下获得的NiFeO、FeO等铁素体沉淀物既没有二次

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被污染的物质可以作为磁性材料回收利用。

铁氧体法处理含镍电镀废水具有处理设备简单、投资少、底泥可回收利用的优点。

目前，铁氧体工艺正由单一工艺向多种工艺组合发展，发挥其自身优势并与其他水处理工艺相结合。

两种技术相结合，形成新工艺，使重金属废水的处理更加完善。

聚合物螯合沉淀法：

近年来，在传统的化学沉淀工艺中加入新型沉淀剂——重金属螯合剂，改进了传统的

存海等合成了重金属离子螯合剂HMCA，并将HMCA应用于镀镍。

废水中,当pH为6.5～7.5时,Ni2+的去除率可达98.5%以上。

捕获能力强,且与Ni2+反应生成的螯合物结构致密、稳定。当金属螯合剂质量浓度为

当Ni2+浓度为3.79g/L时,Ni2+质量浓度最低可达0.45mg/L,明显提高了镀镍废水的处理效果。

等在碱性条件下合成了一种具有絮凝和螯合双重功能的新型重金属螯合剂PAS，并

重金属镍离子螯合实验结果表明，0.6 mL PAS可以螯合50 mg/L含镍废水。

水去除率可达98%以上，说明PAS是一种良好的Ni2+螯合剂。

膜分离技术：

镍既是重金属，又是贵金属，采用膜分离技术不仅能去除废水中的镍离子，还能达到镍分离的目的。

回收利用，达到清洁生产的目的。周利军等采用超滤-反渗透组合工艺对镀镍漂洗废水进行浓缩分离

胡琪等采用两级RO膜系统处理含镍250～350mg/L的漂洗废水。

处理后镍保留率可达99.9%以上.王新同等人采用新型纳滤膜对镀镍漂洗水进行分离。

镍离子的去除率达到99.5%，出水可直接排放或回用。

对浓度为/L、pH=5.32的含镍模拟废水进行处理。

对比了单阴极膜电解和双膜三室膜电解3种不同膜电解组合的处理效果。结果表明：单阴极膜电解

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电解过程中，阳极反应生成的H+被阳极溶液中的OH-中和，同时阴离子膜也阻止H+通过。

提高了镍的回收率，电流效率可达90%以上，比普通电解法提高30%以上。

效率高于单阳膜和双膜三室电解。电渗析法处理含镍电镀废水，要求清洗水中镍离子质量为

浓度≥1.5g/L，以提高透析速度。电渗析处理后的浓缩液浓缩率比反渗透高。

这一优点可实现化学镀镍溶液的再生，国内试验证明，采用电渗析法可回收90％的硫酸镍。

回收的硫酸镍浓度达到80~100g/L，可直接返回镀槽使用。

在含镍电镀废水处理方面具有独特的优势，不仅能有效去除废水中的Ni2+，还能使其

废水可达标排放或回用，被滤膜拦截的含镍沉积物可进行回收利用，既环保又经济。

与其他技术相比，膜技术设备简单，适用范围广，处理效率高，不需要添加化学药剂，不会造成

二次污染。但膜组件价格昂贵，且在使用过程中会造成膜污染，这是限制膜技术广泛应用的问题。

在哪里。

上述处理含镍废水的方法中，化学法和铁氧体法均不能一次性达到0.1mg/L的排放要求。

聚合物螯合沉淀法会产生大量污泥，膜分离技术对进水要求高，膜元件价格昂贵。

该附着方法可以有效去除废水中的镍，使其含量低于排放标准，是一种经济有效的含镍废水处理方法。

2.行业客户需求：

含镍废水不能通过化学沉淀直接排放，需要对废水进行深度处理。传统化学沉淀法

采用沉淀法与海普功能材料研发的吸附法相结合，达到处理效果与经济成本的最优化，是含镍废水的处理

的一个发展方向。

产生含镍废水的客户的废水处理需求包括以下三点：

〔1〕高效稳定地去除废水中的镍，使其含量低于排放标准；

〔2〕初期投资成本低，运行成本低，设备操作维护简便；

〔3〕该技术先进可靠，无二次污染。

3、海普定制流程简介：

海普功能材料坐落于工业园区，是一家以特种吸附剂、催化剂为核心技术、配套应用工艺的公司。

为客户解决环境问题提供开发、技术服务、工程实施等服务的国家高新技术企业。

该团队于2013年、2015年荣获产业园区领军人才奖，2015年荣获顾氏领军人才奖。

能源材料公司2015年、2018年两次被评为国家高新技术企业，2018年获批市级吸附催化能源材料企业。

能源纳米材料工程技术研究中心。海普功能材料在吸附材料加工方面具有领先的技术水平。

该吸附处理工艺高效、稳定，已为国内多家龙头企业解决了多项环保难题。

-首选

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海普吸附工艺的原理是利用我公司研制的专用吸附材料，选择性地去除所需要去除的组分或物质。

选择性吸附，当吸附达到饱和状态时，采用特定的解吸剂对吸附材料进行解吸，使吸附材料

如此循环再生，常规吸附处理废水的工艺流程图如下图所示。

吸附法废水处理常规工艺流程图

采用海普吸附工艺处理吡啶废水时，废水经过预过滤，去除悬浮物和颗粒物，然后

进入吸附塔进行吸附后，吸附塔内装填的特殊吸附材料，能将废水中的镍吸附在材料表面，使出水

镍持续满足排放标准。吸附饱和后，采用特定的解吸剂对吸附剂材料进行解吸，使吸附剂

含镍废水吸附处理工艺流程如下图所示。

含镍废水吸附处理工艺

4、处理效果：

采用吸附技术处理含镍废水，可以有效去除废水中的镍，具体处理数据见下表：

废水中吸附去除吡啶的数据

某企业要求处理后的废水中镍含量小于0.1mg/L，实验处理效果表明，该废水可以采用吸附法进行处理。

产品中镍含量可稳定控制在0.1mg/L以下，保证产品满足客户要求的同时留有一定的安全余量。

防止输入废水水质波动造成出水不达标，处理效果如下图所示。

该公司生产过程每天产生2500吨含镍废水，经过化学沉淀后，废水中的镍达不到

公司要求处理后的镍达到排放标准，实验结果表明吸附法可以达到公司的排放标准。

行业要求。

5.工艺核心优势：

现行含镍废水处理方法无论在处理效果还是运行成本方面均存在各自的不足。

一次性达到0.1mg/L的排放要求是不可能的。

微电解技术主要依靠铁和碳粉的原电池反应，在污水处理过程中，微电解填料逐渐

另一方面，当填料硬化和净化后，反冲洗过程会消耗大量的

酸洗还会产生废填料，这些失效的填料含有丰富的铁和有机污染物，不能直接排放。

目前该问题尚无有效的解决办法。

聚合物螯合沉淀法会产生大量污泥，膜分离技术对进水要求高，膜元件价格昂贵。

该附着方法可以有效去除废水中的镍，使其含量低于排放标准，是一种经济有效的含镍废水处理方法。

吸附法的优点如下：

（1）稳定达标排放，有效缓解企业环保压力。

-首选

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〔2〕 对现场产生的废水样品进行实验，依据科学技术和实验设计吸污管。

附设工艺设施，废水与工艺设施匹配度达100%。

〔3〕该设备节省空间，结构紧凑，土建及设备投资少；脱附剂多次使用，逐步浓缩，

药剂利用率高，运行成本低。

〔4〕可实现模块化组装形式，可根据生产能力灵活调整，安装简便。

〔5〕技术先进成熟，无二次污染，技术支持力量雄厚，工程应用经验丰富。

6、案例介绍：某电镀企业2500t/d含镍废水深度处理项目：

该公司采用我公司吸附工艺处理生产过程中产生的含镍废水，实验表明废水中镍含量

处理后的废水镍含量极低，可直接排放或回用。

减轻了企业环保压力。

吸附塔现场应用

-首选