电镀行业镀镍漂洗废水回用技术综述

电镀行业镀镍漂洗废水回用技术综述马文娟;吴洪锋;黄绍荣;沈燕芬;叶剑川【摘 要】废水回用是电镀企业发展中必然要达到的要求.本文分析了镀镍漂洗废水 水质特性、主要成分,对现有镀镍漂洗废水回用技术的优缺点进行了分析和讨论,并 对电镀废水回用标准进行了探讨.期刊名称】浙江化工年(卷),期】2013(044)002【总页数】3页(P40-42) 【关键词】 电镀废水;镀镍;漂洗水;回用【作 者】 马文娟;吴洪锋;黄绍荣;沈燕芬;叶剑川【作者单位】 余姚市环境保护局,浙江余姚 315400;余姚市环境保护局,浙江余姚315400;余姚市环境保护局,浙江余姚 315400;余姚市环境保护局,浙江余姚315400;余姚市环境保护局,浙江余姚 315400【正文语种】 中 文电镀可以使机械制品获得装饰保护性和各种功能性的表面层，如在零部件上镀镍可以使零部件具有优良的耐腐蚀性、耐磨性、可焊性及高硬度等优点，满足零件的使 用要求，提高零件的使用寿命。电镀已经成为国民经济发展中不可缺少的一个行业， 但其所产生的重金属等环境污染，成为困扰行业发展和环境保护的一大问题。由此， 在电镀生产工艺的现实基础上，实现电镀废水分质收集、分流处理和中水回用，显 得重要而迫切。镀镍漂洗废水水质单一，具有较高的回收利用价值，适合进行资源 回收和废水回用操作。本文就目前主要的回用技术进行分析，并提出建议与措施。 1 镀镍漂洗废水水质特性分析电镀液在电镀过程中由镀件从镀槽带至漂洗槽，构成了电镀漂洗废水中的主要污染 物；而电镀溶液主要由主盐、络合剂、导电盐、缓冲剂、阳极活化剂、添加剂等组 成。通常又以氨基磺酸镍或硫酸镍为主盐，乙二氨四乙酸、酒石酸、柠檬酸等为络 合剂，硼酸或柠檬酸盐作为缓冲溶剂，氯化镍作为阳极活化剂，萘磺酸、对甲苯磺 酰胺、糖精、十二烷基硫酸钠、二乙基已基硫酸钠、正辛基硫酸钠等作为添加剂， 次磷酸钠或氨基硼烷作为还原剂。电镀液作为漂洗水中污染物质来源。镀镍漂洗废 水主要水质特性为1 6:pH 29,电导率592 -2480 pS/cm, Ni2+40 600 mg/L,COD 15 350 mg/L。2 镀镍漂洗水回用技术2.1 化学沉淀和膜处理组合工艺法 电镀废水通常采用的含铬废水破铬、含氰废水破氰处理，与综合废水混合进行化学 沉淀的处理工艺，但出水无法满足水回用需要。目前常规方式是在化学沉淀后增加 膜处理工序。罗强7等采用化学沉淀超滤纳滤工艺处理电镀废水，出水电导 率为190 pS/cm,CODcr为4.8 mg/L，镍离子0.17 mg/L。钟丽琼等6啲工程实 践表明，采用化学沉淀超滤反渗透组合工艺，出水中总镍、总铬和六价铬未 检出。杨伟志2将含镍废水进行破络合和混凝沉淀，再利用超滤反渗透膜处理 后回用到工艺生产中。该工艺的特点在于:一是回用水系统与废水处理系统相对独 立，便于对已有废水处理设施进行升级改造；二是操作灵活，可根据实际用水量需 求来决定回用水系统的产水量；三是由于采用集中处理的方式，占地省，方便操作 与管理。但也存在缺陷:一是由于反渗透系统的清洗、浓水排放等原因，导致反渗 透系统的水回用率不高，一般只能达到70%左右；二是在化学沉淀处理中加入了 钙盐和铁盐等，在反渗透系统的高压下，极易造成膜高盐结垢，进而导致膜中毒； 三是膜技术只是将污染物进行了分离浓缩，约占总水量30%的浓缩液中仍有重金 属，没有从根本上解决重金属排放问题。2.2 电解法于得龙等8 研究了从镀镍废水中电解回收金属镍的方法，并利用此法将1 g/L左 右的镀镍废水处理至50 mg/L左右，电流效率达到60%以上。王宝群等9研究 认为，电解法回收镍适合工业生产中使用的操作条件为镍离子浓度0.52.5 g/L , 电流效率不低于40%，经过10次操作，可回收到浓度小于0.1 g/L，回收槽的回 收率大于99%。镍的标准电极电位较低（-0.246 V ），在实际工程应用中，酸性 溶液中电解时氢较镍先析出，将导致大量的阴极电流消耗在氢的析出上，电流效率 较低。加之浓差极化等因素，电解法对低浓度镍溶液的去除效率非常有限。另外， 电解法对废水中的COD、TDS和SS基本无去除效果，未见大规模使用。2.3 微电解法 微电解是利用铁屑与活性炭的电化学作用，通过置换、共沉、过滤等多种作用去除 水中重金属离子的技术，近年来得到了广泛应用。苏彤等10研究表明，对于镍离 子浓度为9.2 mg/L的硫酸镍废水，经过微电解装置处理，出水镍离子浓度可达到 电镀污染物排放标准。杨剑11用微电解法处理高浓度含镍废水，去除率达到 64%。微电解技术处理电镀废水具有投资少、操作简便、去除有机物效果好、运 行费用低等优点。不足在于无法回收利用有用金属，实现资源再生利用。2.4 离子交换法 沈杭军等4研究表明，采用阳柱-阴柱-混合柱工艺处理镀镍漂洗水，出水水质稳 定，电导率低于10 pS/cm,镍未检出。车荣和12介绍了浮床交换-移床在这工艺、 螯合树脂工艺处理含镍废水成功工程实例。根据含镍废水水质的不同，离子交换法 可有针对性地选择螯合树脂、阳（阴）树脂、强（弱）酸性树脂等各型树脂。工程 实践表明，离子交换法具有工艺成熟、回收效果好、适用范围广的优点、能适应不 同镍浓度等优点。但其也有一定缺陷，如不能去除废水中的 COD、TDS 和 SS 等； 另外，离子交换系统再生洗脱液浓度过低、酸性过高，不宜直接返回镀槽使用。2.5 全膜处理法 全膜处理法是利用微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等不同膜系统，直接浓缩分 离电镀废水的工艺技术。楼永通等5的研究表明，纳滤膜对镍离子的截留率大于 97%，反渗透膜对镍离子的截留率大于99%。对于镍离子浓度为145 mg/L的进 水，膜分离技术可浓缩电镀镍漂洗水 100 倍以上，经一级纳滤，两级反渗透浓缩， 浓缩液中镍离子浓度可达到50 g/L，透过液经处理后回用。潘文刚等3采用三级 膜浓缩系统处理含镍漂洗水，废水回用率超过98% ，回用水作为后段漂洗水循环 使用，小于2%的浓缩液作为镀液补充到镀槽。周理君1等采用超滤、纳滤和反渗 透组合工艺技术浓缩分离漂洗废水中的镍，出水水质接近纯净水。周理君等1采 用超滤反渗透组合工艺浓缩分离镀镍漂洗水总的镍，出水水质接近纯净水。 对含镍、含铜或含铬废水，直接利用纳滤膜或反渗透膜进行浓缩分离处理，具有分 离效果好，操作简便等优点。但由于电镀液老化、膜清洗和操作成本等因素，系统 废水回收率远没达到理论水平。同时，膜法处理系统设备投资和使用维护费用高， 直接限制了全膜处理系统的应用和推广。2.6 组合处理工艺李家业13 利用膜生物反应器一反渗透组合工艺处理电镀镍废水，对COD去除率 基本保持在95%以上，对SS的去除率达到100%，脱盐率保持在94%以上，出 水能满足回用要求。郑颖韩等14研究了反渗透电去离子复合工艺去除废水中的 镍离子，使废液中镍离子浓度由原先的200 mg/L下降到0.5 mg/L。张伟锋等 15在工程实践中，对含铜综合废水、含镍、含铬废水先分别进行离子交换吸附处 理，经处理废水再采用双膜法除盐浓缩重金属离子，成功实现中水回用。高融等16利用超滤反渗透连续电除盐工艺处理电镀清洗废水，制备的高纯水可直 接回用于生产，废水回用率达到 60%。3 结论与建议(1)近年电镀废水回用工程得到了极大应用推广，取得了一定成效。但回用工程 投资和运行维护成本高企、部分回用技术无法实现资源回收利用等问题仍然困扰着 电镀废水回用技术的发展。如何有效解决上述问题，实现重金属的零排放，将是发 展的主要方向；而膜处理工艺技术因其回用率高，加之近年来膜材料价格的下降， 其必将成为今后镀镍漂洗废水回用的主流工艺。(2)缺少针对回用水质指标的相关标准，由于电镀废水中含重金属离子，现行 污水再生利用工程技术规范、再生水作为循环冷却水水质标准、城市杂 用水水质标准、景观用水的再生水水质指标、生活杂用水水质标准等水 质标准都不适合作为电镀废水回用的参考指标。金属镀覆和化学覆盖工艺用水水 质规范虽然对不同镀种和不同工段的工艺用水水质提出了要求，但分类过细，对 电镀废水回用缺乏实际指导意义。为规范电镀废水回用工程，有必要制定一个专门 针对电镀废水的回用指标，降低回用成本，扩大电镀废水回用空间。【相关文献】1 周理君，徐杰电镀废水浓缩分离回收工艺与经济效益分析几污染防治技术,2012,25 (4),41-43.2 杨伟志，刘文源电镀废水综合处理及回用技术研究J.当代化工,2012,41(9):957-960.3 潘文刚，张水水全膜法处理电镀含镍漂洗水的零排放技术J.复旦学报(自然科学 版),2012,51(2):255-258.4 沈杭军，夏阳，杨岳平离子交换法处理及回用镀镍漂洗废水J.水处理技术,2006,32(10):48-51.楼永通，陈益棠,王寿根膜分离技术在电镀镍漂洗水回收中的应用J.膜科学与技 术,2002,22(2):43-47.钟丽琼翁信均富士万电子厂电镀废水分质处理与回用的对策研究J.给水排水,2010,36:233-235.7 罗强，黄瑞敏,周海滨，等超滤作为预处理在纳滤回用J.电镀与涂饰,2011,30(4):47-49.8 于德龙，覃奇贤,刘淑兰电解回收镀镍废水中镍的研究J.电镀与环保,1997,17(2) :22-25.9 王宝群，宋宝珍,刘京玲，等槽边循环电解法回收电镀废水中Ni的研究J.中国材料进 展,2012,31(2):54-58.10 苏彤,陆钢,李朝林微电解处理含镍模拟电镀废水J.电镀与涂饰,2011,30:38-41.11 杨剑微电解法预处理高浓度含镍电镀废水的研究J.广州化工,2012,40 (9) :154-156.12 车荣和离子交换剂在治理电镀含镍废水中的应用J.电镀与环保,1988,8(6):17-21.13 李家业.镀镍废水的处理回用技术研究.硕士学位论文.14 郑颖韩，吴昊，陈晟颖，等反渗透-电去离子复合处理水中Ni2+的研究J.浙江大学学 报,2012,39(1):85-88.15 张伟锋,周汉新新型电镀废水处理工艺及回用技术介绍J.科技与企业,2012,18:236.16高融,顾宏,林振锋，等全膜法处理回用电镀清洗废水J.工业水处理,2011,31 (6) :83-84.