电镀含镍废水的处理方法及工艺流程及选择与设计

电镀含镍废水的处理方法及工艺流程及选择与设计

案例分析学习：某电镀基地含镍废水预处理工艺设计与优化

镍是一种银白色、坚硬的金属，可高度抛光且耐腐蚀。 由于其金属性质较弱，不易发生化学反应。 常温下防水、耐大气和酸碱腐蚀，具有很强的钝化能力。 因此，镀镍已成为金属表面改性的主要方法之一。

镀镍分为化学镀镍和电镀镍。 在此过程中，会产生大量的含镍废水。 镍是一种常见的致敏金属，也是致癌的。 排放到水体中的镍离子不能被生物降解并转化为无毒物质。 它们通过食物链积累，对人类和其他生物体造成严重危害。 此外，镍是一种昂贵的重金属，具有重要的回收价值。 因此，含镍废水排放前必须进行处理和回收。

01废水成分及水质

各企业产生的废水统一排放收集至废水处理厂，并根据不同的处理方法进行分类。 含镍废水水质及出水标准见表1。

02工艺流程

1、工艺选择与设计

目前，国内外含镍电镀废水的处理方法主要有化学沉淀法、吸附法、生物法和离子交换法等。 其中，化学法产生的废弃物会造成二次污染，重金属资源无法回收。 吸附法存在吸附载体能否再生的问题。 主要方法处理后废水中含有大量微生物，限制了回用范围。

离子交换法利用离子交换树脂吸附Ni2+，废水可作为清洗水回用。 具有提高废水利用率、减少环境污染、回收金属镍等优点，因而得到广泛应用。 龙溪电镀基地综合考虑各企业排放的含镍废水水质，采用离子交换法进行预处理。 图 1 显示了流程设计流程。

2. 流程说明

电镀基地内各企业对生产废水进行分类收集，各类废水通过专用管道排入基地配套废水处理设施进行水质处理。 含镍废水缓存于集水井后，通过污水泵引入含镍废水调节池，调节水质和水量。 出水经砂滤池过滤去除原水中较大颗粒的悬浮物、泥沙、杂质及部分有机物后，进入镍离子交换回收装置回收镍金属离子。 吸附设备出口处设有检测装置。 当产水Ni浓度超过设定值时，说明树脂吸附能力已达到饱和。 此时吸附装置停止运行，立即进入再生程序。 吸附树脂经强酸洗脱再生，回收NiSO4·6(H2O)。 得到的NiSO4·6(H2O)精矿流入镍精矿储罐进行回收或外处理。

镍抛光工艺的原理与离子交换装置相同。 浓缩液流入储罐，出水流入缓冲罐，与其他预处理废水一起进入废水回用系统。

03主要结构及参数

1、含镍废水调节池

含镍废水调节池的主要作用是缓冲含镍废水的水量和水质，保证进入后续系统的水量和水质的稳定。 水池设计为半地下钢混凝土结构。 调节池1个，尺寸为3.0mx18.5mx5.6m，有效容积为，停留时间为5h。

2、袋式过滤器

袋式除尘器是由钢质和橡胶衬里制成的立式筒体，用于去除含镍废水中较大的悬浮颗粒，以保证后续设备的运行。 系统采用两级串联过滤，每级有两个过滤器。 单台过滤器最大处理流量55m/h，一级过滤精度200m，二级过滤精度200m。

3、镍吸附装置

这套完整的吸附装置（DOW.-Ni-1500）包括吸附罐、分析装置、配套仪表、阀门和管道。 用于降低出水镍离子浓度和废水铜离子浓度，满足后续膜工艺对进水铜、镍的要求。 该装置由钢衬橡胶制成。 单套处理能力可满足电镀基地日产生含镍废水总量（1300m/d）。 设计进水P(Ni2+1≤150mg/L，产水水质P(Nn≤0.1mg/L，工作压力

4、镍精矿储罐

储罐用于储存镍精矿。 采用地下钢混凝土结构，有效容积100m3，尺寸6.0mx4.0mx5.6m，停留时间7～10天。

04优化及运行效果

含镍废水预处理系统经过优化调试，运行良好。 树脂吸附后得到的镍精矿浓度为10-15g/L。 现阶段废水处理厂选择外运镍精矿进行处理，远期将建设电化学镍金属回收装置。

经过长时间的调试、取样和检测，原工艺镍离子质量浓度约为0.140-3mg/L，超出了《电镀法》表3中“车间或生产设施废水排放口”的限值。污染物排放标准（-2008）。 因此，有必要对原工艺进行优化设计，降低出水浓度。

含镍废水预处理工艺优化后，在镍离子交换装置与缓冲池之间增加二次离子吸附，即镍抛光装置，抛光废水流入浓缩池。

经检测，含镍废水预处理设施未检出六价铬、总镉、总银、总铅、总汞、总砷。 镍离子日均浓度为0.046 mg/L（见图2），满足《电镀污染物排放标准（-2008）》表3“车间或生产设施废水排放口”排放限值要求，符合高标准要求。广东省水污染物排放限值（DB44/26-2001）中第一类污染物的允许排放浓度限值要求。 预处理设施中总镍去除率达到99%。

05经济效益分析

含镍电镀废水预处理工艺的总投资成本由土建费用、设备费用、调试安装费用、日常运行费用组成。 其中，土建费218.37万元，设备费324.8万元，调试安装费13.65万元。 日常运行成本包括人工成本、电费、化学品成本，其中人工成本0.12元/m3，电费0.81元/m3，化学品成本4.85元/m3。

06 结论

本项目的运行结果表明，离子交换树脂对含镍废水的预处理是有效的。

对原有含镍废水预处理工艺进行优化后，出水中镍离子浓度低于国家及相关省份电镀污染物排放标准的严格限值。 预处理后的出水经过后续的超滤和反渗透处理后可直接回用，不仅提高了经济效益，而且大大减少了环境污染。 同时操作简单，运行效果稳定，值得在电镀行业广泛推广。

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