山东哪里回收硫酸亚锡，含镍电镀废水处理技术研究进展
摘要：综合国内外含镍电镀废水处理技术，介绍了分析化学法、离子交换法、蒸发浓缩法、吸附法、膜分离技术及生物膜法等处理含镍电镀废水的技术方法，并比较了其优缺点。 关键词：镍；电镀废水；处理技术；综述
中图分类号：X 781.1文献标识码：A文章编号：1003-5095(2012)04-0057-04
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，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30～200 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，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180～200g/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1.8 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。
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[1]。
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80 min时，浓度为40 mg/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+24.6 mg/L、pH为6.2的电镀废水经PQAAM吸附剂处理后，废水中Ni2+的含量低于国家排放标准，PQAAM吸附剂吸附后，经过脱附再生处理后可重复使用[6]。
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50 mg/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含量显著低于国家排放标准[7]。
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[20]。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。