化学镀镍废水处理研究

万媛媛

(上海轻工研究所有限公司，上海 200031)

1 化学镀镍废水的特点及危害

化学镀镍是指在高温下通过化学作用，将镍离子催化还原成为金属镍，沉积在镀件表层，形成镀层[1]。为了有效还原镍离子，维持镀液稳定，需在镀液中加入大量还原剂和一定量的稳定剂、络合剂、缓冲剂等[2]，由于上述添加剂造成化学镀镍废水中COD、磷含量高，镍离子与络合剂形成稳定结构，很难通过常规沉淀法处理达标。而镍属于致癌致突变物质[3]，如未处理达标直接排放进入水体，会给自然界和环境带来不可逆转的影响，所以化学镀镍废水必须经过有效处理后才能排放。

2 化学镀镍废水水质及排放要求

该废水中主要污染物为镍离子、次磷酸盐、络合剂等，经处理后需要达到《电镀污染物排放标准》(GB21900—2008)中表三规定的排放限值。废水水质情况及主要排放指标详见表1。

表1 废水进出水水质情况

3 方案确认及原理分析

在次磷酸盐-镍体系中，由于络合剂的存在，很难通过调节pH值使镍离子转化为氢氧化镍沉淀，而次磷酸盐也不易形成沉淀，故考虑先氧化镍络，使镍络合物转化为游离态镍离子，次磷酸盐氧化为正磷酸盐，然后通过投加碱和钙剂使镍形成氢氧化镍，磷形成磷酸钙。

在本实验中，采用了芬顿试剂作为氧化剂、石灰作为磷酸根沉淀剂，反应机理如下：在酸性条件下由双氧水和亚铁反应生成强氧化性的·OH，·OH使次磷酸钠氧化成正磷酸钠，并使有机络合物发生氧化反应，使络合态镍离子转化成离子态，便于后续进行沉淀反应。

次亚磷酸根氧化机理：

沉淀机理：

Ni2++2OH-=Ni(OH)2↓

4 工艺流程说明

调节废水pH值，投加硫酸亚铁及双氧水进行芬顿反应，芬顿反应结束后投加石灰进行除磷，除磷反应结束后，加碱调节pH值，使镍离子形氢氧化镍，然后投加混凝剂、絮凝剂进行沉淀，沉淀出水进离子交换柱进行吸附处理，在沉淀出水和离子交换出水位置分别取样分析。

5 实验数据

根据上述工艺流程，本次实验采用间歇式处理方式，每批次处理0.5 t废水，每天处理两个批次，经过2周实验研究，取得如下处理数据(离子交换柱出水中镍离子含量均未检出)(图1、图2)。

图1 原水镍浓度变化曲线

从上述数据可以看出芬顿反应后，废水中镍含量由原来的400～500 mg/L下降至0.5 mg/L以下，镍离子去除率超过99%，甚至当进水镍含量上升至近1000 mg/L时，处理后废水中的镍离子浓度依然维持在0.5 mg/L以下，由此说明，采用芬顿法处理化学镍废水是可行的，但依然无法满足排放标准要求，故后续增加离子交换作为终端保护装置。

图2 沉淀反应后镍浓度曲线

6 结论

由此可见，该化学镍废水采用芬顿反应+石灰处理+离子交换工艺后水中镍离子浓度完全可以满足现行排放标准的要求。