电镀镍废水深度去除镍离子的方法

镀镍是一种常用的表面处理技术，广泛应用于电子、汽车、机械等行业。含Ni2+废水对人体健康和生态环境造成严重危害。常见的处理方法有化学沉淀、真空蒸发回收、电渗析、反渗透和离子交换树脂吸附等废水处理方法。化学沉淀法虽然成本较低，但产生的固体废物需要二次处理；真空蒸发法消耗大量能源；电渗析和反渗透方法需要较大的设备投资和能源消耗，且存在膜易受污染的问题。可见，现有的含镍废水处理工艺各有优缺点。

离子交换技术是对现有含镍废水处理工艺的完美升级。因其出水水质好、有用物质回收、适合处理低浓度、废水量大的镀镍废水而得到广泛应用。

采用离子交换法处理镀镍废水的优点：

高效除镍达标：去除重金属镍离子，达到国家排放指标要求。资源价值化：回收废水中有价值的金属镍。循环利用：提高水的重复利用率，节约水资源，节能环保：减少环境污染。

随着人们日益认识到镀镍废水处理资源的价值，离子交换技术作为电镀废水深度处理的有效方法逐渐受到关注。

原则：

离子交换树脂是一种具有三维结构的不溶性高分子化合物，其官能团可与水中的离子发生交换反应。镀镍废水中的Ni2+离子被阳离子交换树脂吸附。所用树脂一般可以是弱酸性阳离子树脂。当使用弱酸性阳离子树脂进行交换时，通常将树脂转化为Na型。当含Ni2+废水流经Na型弱酸性阳离子树脂层时，发生如下交换反应：

2R-COONa+Ni2+→(R-COO)2Ni+2Na+

水中的Ni2+被吸附在树脂上，树脂上的Na+进入水中。当整个树脂层与Ni2+之间的交换达到平衡时，用一定浓度的HCl或H2SO4进行再生，发生以下反应：

(R-COO)2Ni+H2SO4→2R-COOH+NiSO4

此时树脂为H型，需要用NaOH转化为Na型。反应如下：

R-COOH+NaOH→+H2O

这样树脂就可以重新投入运行，进入下一个循环。处理后的废水可返回清洗槽重复使用，洗脱的硫酸镍净化后可返回电镀槽使用。

工艺方案演示：

树脂选择

目前，可处理含镍废水的树脂有多种，其性能和特点各不相同，因此选择合适的树脂是工艺过程中的一大问题。可用于处理含镍废水的树脂中，多采用弱酸性阳离子交换树脂（即螯合树脂），强酸性阳离子树脂也能吸附镍离子。但这种树脂很容易受到含镍废水中的盐和钙的影响。镁的作用。因此，工厂含镍废水多采用弱酸性阳离子树脂（螯合树脂），其交换容量高、交换速度快、易再生、机械强度高、膨胀小。

树脂预处理

除镍螯合树脂出厂前经活化处理后呈钠型。使用前只需用清水冲洗至pH值9左右即可。

镀镍废水的离子交换处理以往采用固定床双柱串联工艺。近年来，与移动床镀铬废水处理一样，已发展为移动床镀镍废水处理。它的功能越来越齐全，占地面积也越来越小。为了防止设备饱和树脂排出再生后影响废水交换，设备上设有备用树脂罐。设备功能齐全，操作方便。该装置包括水泵、流量计、过滤器、气泵、树脂再生系统和电源控制部分。

废水处理工艺

1、废水交换：

工作时，水泵将废水池中的含镍废水泵入过滤器。废水从过滤器出来，经过流量计后流回交换柱。从交换塔顶部出来的水即为去除Ni2+离子的水（可根据具体设计工艺要求选择顺流或逆流方向进水），反应如下：

2R-COONa+Ni2+→(R-COO)2Ni+2Na+

2、废水处理工艺：

当弱酸性螯合树脂的浓度相同时，水中各种阳离子的阳离子交换顺序为：

Cu2+>Pb2+>Ni2+>Co2+>Cd2+>Fe3+>Mn2+>Mg2+>Ga2+>>Na+

3、树脂再生：

再生时，由于树脂的收缩和膨胀率较高，即树脂吸收饱和Ni2+后，体积收缩30-40%。当树脂再生并转化为Na+型时，它会恢复到原来的体积。再生树脂时，应先使用再生树脂。用2倍体积的H2SO4或HCL溶液（3%-5%）逆流再生，直接回收，再生反应如下：

(R-COO)2Ni+2H+→+Ni2+

树脂完全再生后，用水正反冲洗，然后用再生树脂体积两倍的4%-5%NaOH溶液流过树脂，将树脂转化为钠型（转化为钠型后）。钠形式，Ni2+易吸附交换，交换量较大）。转变后树脂体积将增加30%以上。此时，用软水（或纯水）充分冲洗树脂（约2倍树脂体积）。这样就完成了废水处理和树脂再生的整个过程。

4、运行方式：

用于树脂操作和再生，无论是顺流还是逆流。一般为顺流运行、逆流再生、清水正反冲洗。具体操作方式可根据实际工艺确定。

随着新型大孔离子交换树脂和离子交换连续工艺的不断出现，离子交换技术在镀镍废水的深度处理和高价金属镍盐的回收方面日益显示出其他方法无法比拟的优势。为了提高水的重复利用率，并符合日益严格的排放标准，预计离子交换技术将与微机控制技术相结合，使设备设计更加标准化和自动化，开创废水处理领域的新格局。