含镍电镀废水中镍离子的去除工艺研究

含镍电镀废水中镍离子的去除工艺研究

摘要：以某含镍电镀废水为试验原料，采用化学沉淀法处理含镍电镀废水。 通过调节溶液pH值、反应温度以及双氧水添加量对处理效果的影响，试验确定化学沉淀法处理含镍废水的最佳条件为：溶液pH为11，反应温度为60℃，过氧化氢添加量/含镍废水量为3%。 处理镍离子浓度为/L的含镍废水时，废水中镍离子去除率可达99.99%，处理后残留镍离子浓度小于1mg/L，达到国家综合一级废水排放标准（-1996年）。

关键词：含镍电镀废水，化学沉淀，双氧水

在工业行业中，为了增强产品表面的耐腐蚀性，增强外观美观，常常采用电镀技术。 镍、铬、锌、铜等都是常用的电镀金属。 根据所需的处理效果，选择的金属也不同。

一般电镀工业需要大量的镍及其化合物。 大家都知道它是一种重金属，但是镍的毒性此前并没有被很多人了解。 最近的科学实验证明，虽然镍盐或金属镍的口服毒性很小，但一些镍化合物，如地狱镍和镍尘，被认为是致癌物。 镍被世界卫生组织（WHO）国际癌症研究机构（IARC）列为39种人类致癌物之一。 因此，为了控制镍对人体的危害，国家制定了排放标准。

此外，由于镍离子是有价金属，具有较高的回收价值，大多数电镀厂都尽力回收利用[1]。

目前，含镍废水的处理方法主要分为三类：（1）通过化学反应去除重金属：化学沉淀、还原等化学反应方法[2]。 (2)通过吸附分离、离子交换和生物膜等。(3)借助微生物絮凝富集[3]。 在这些方法中，化学反应法是目前应用最广泛、最简单的方法，并且具有良好的适应性。 在废水中添加适量的沉淀剂，使废水中的镍离子以不同形态的化合物的形式沉淀出来，并从废水中去除。

本文采用氢氧化钠为沉淀剂，30%过氧化氢为氧化剂，聚合氯化铝为混凝剂。 废水经处理后可达到国家排放标准（-1996年）。

1 实验仪器及试剂

AA 240火焰原子吸收分光光度计、pHS-25 pH计、氢氧化钠（分析纯）、30%过氧化氢、聚合氯化铝、一定量的含镍废水（镍含量/L）。

2 结果与讨论

2.1 pH值对镍离子去除率的影响

量取6份1L过滤后的含镍废水，用氢氧化钠调节pH值至8，反应20分钟。 然后在25℃下将pH调节至9、10、11、12和13并反应5分钟。 然后加入4‰的高分子絮凝剂聚合氯化铝，用磁力搅拌器搅拌均匀，静置30分钟。 过滤上清液后，测定其镍离子含量，得到镍离子去除率和pH值。 其关系如下。

从图1可以看出，镍离子的去除率随着pH值的增加而增加。 当pH值为11时，废液中镍离子的去除率变得平缓。 当pH值为9~10时，添加的氢氧化钠主要与废液中的其他离子发生反应，氢氧化钠对镍离子的去除没有作用[4]； 当pH值调节至11时，镍离子的去除率达到峰值。 此时废液中添加的氢氧化钠主要与废水中的镍离子发生反应。 随着pH值进一步升高，镍离子的去除速率变得更加平稳[5]，证明此时氢氧化钠与镍离子的反应接近饱和。

2.2过氧化氢对镍离子去除率的影响

量取6份1L过滤后的含镍废水，用氢氧化钠调节pH值至8，反应20分钟。 25℃下再次加入氢氧化钠调节废液pH至11，反应5分钟。 然后加入4‰的高分子絮凝剂聚合氯化铝，用磁力搅拌器搅拌均匀，沉降过程中缓慢加入30%过氧化氢10mL、20mL、30mL、40mL、50mL、60mL。 反应30分钟后，过滤上清液，测定其镍含量。 镍离子的去除率与过氧化氢的量之间的关系如下获得。

从图2可以看出，随着过氧化氢用量的增加，镍离子的去除效率增加。 当双氧水用量/含镍废水量达到3%时，镍离子去除率达到最大； 随着过氧化氢的连续滴加，镍离子的去除率变化不大。

2.3 反应温度对镍离子去除率的影响

量取6份1L过滤后的含镍废水，用氢氧化钠调节pH值至8，反应20分钟，在25℃、30℃、40℃、50℃、60℃下再次加入氢氧化钠C和70°C。 调节废液pH至11，反应5分钟。

然后加入4‰的高分子絮凝剂聚合氯化铝，在沉淀过程中缓慢加入30mL 30%双氧水，反应30分钟，过滤沉淀后的上清液，测定其镍含量，得到镍离子的去除率和温度之间的关系如下。

从图3可以看出，随着反应温度的升高，镍离子的去除效率提高。 当温度升高到60℃时，镍离子的去除速度变得平缓。 反应温度的升高有利于镍离子与氢氧化钠的反应以及过氧化氢的破色作用，在60℃时达到一定的饱和状态[6]。

3 结论

综上所述，通过实验研究，得出最佳工艺方案为：pH值为11，过氧化氢用量/含镍废水量为3%，反应温度为60℃。 在此条件下，镍离子去除率达到99.99%。 镍离子含量为0.978mg/L，达到国家排放标准（-1996）[7]。

参考

[1] 聂发辉，刘蓉蓉，张慧敏，等。 工业废水中镍的去除回收技术及相关研究进展[J]. 水处理技术，2015（11）：7-15。

[2] 王洪刚，李树民，韩永艳。 含镍电镀废水处理技术研究进展[J]. 河北化工，2012，35(4)。

[3]陈建军，王英华，孙贤波。 含镍废水处理技术研究进展[J]. 化学世界增刊，2013，95-98。

[4] 熊英玉，傅忠田，黄武胜。 化学沉淀法处理模拟含铜废水的研究[J]. 环境保护科学，2014（2）：35-38。

[5]郭永福，张宏，黄文成，等。 铬镍电镀废水分类处理的工程实践[J]. 工业水处理，2014（1）。

[6]赵伟荣，任大庆． 不锈钢生产废水处理回用及重金属资源化利用[J]. 中国给排水，2012，28（8）：42-45。

[7] 郭琳，查红平，廖晓刚，等。 化学沉淀法处理电路板厂含镍废水[J]. 环境工程，2011，6（4）：50-53。