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    化学镀镍废水治理解析

    发布时间:2025-07-26 浏览次数:8

    在电镀行业的生产过程中,化学镀镍工艺因能赋予基材均匀、耐腐蚀的镀层而广泛应用,但其产生的废水却因成分复杂、处理难度大。

    废水从哪来?成分有何特殊?

    化学镀镍的核心是通过次磷酸盐等还原剂,将镍离子还原并沉积在工件表面。这一过程中,废水主要产生于三个环节:

    漂洗水:工件镀后需用清水冲洗,残留的镀液(含镍、磷、络合剂等)随水流进入废水;

    镀槽废液:镀液因浓度降低或杂质积累需定期更换,是镍、磷的高浓度来源;

    地面冲洗水:生产车间地面残留的镀液经冲洗后汇入废水。

    这些废水的成分堪称“复杂组合”:

    重金属镍:以游离态或与柠檬酸、乳酸等有机酸形成的络合态存在(浓度50-300mg/L);

    磷污染物:次磷酸盐(还原剂残留)和亚磷酸盐(还原副产物),总磷浓度可达200-1000mg/L(以P计);

    有机物:镀液中的络合剂、稳定剂、表面活性剂等,COD浓度通常为500-3000mg/L;

    其他:氨水、乙酸钠等pH调节剂,废水整体呈碱性(pH 8-10)。

    处理难点:

    化学镀镍废水的治理核心,是同时解决“络合镍”和“还原态磷”的去除问题,而这两者恰恰是传统处理工艺的“软肋”。

    难点一:络合镍“难以捕捉”

    镍与有机酸形成的络合物结构稳定,传统化学沉淀(调pH+氢氧化物沉淀)无法破除络合,导致镍沉淀不完全,出水镍浓度易超标。

    难点二:次亚磷“难以降解”

    次磷酸盐(H₂PO₂⁻)和亚磷酸盐(HPO₃²⁻)是还原态磷,微生物难以直接利用,传统生化工艺(如A/O、SBR)对次亚磷去除率低(通常<30%)。

    难点三:总磷“达标压力大”

    环保标准对总磷要求严格(如《电镀污染物排放标准》要求总磷≤0.5mg/L),而次亚磷需先氧化为正磷酸盐(HPO₄²⁻)才能通过化学沉淀去除,流程复杂且易残留。

    治理:分阶段治理的“组合拳”

    针对上述难点,治理工艺需分阶段设计,通常包含“预处理→化学沉淀→深度处理”三步走,形成“破络合-氧化-沉淀-提标”的完整链条。

    第一步:破络合——释放“隐藏”的镍

    络合剂是镍的“保护壳”,需先破坏其结构。常用方法包括:

    氧化破络:投加次氯酸钠、双氧水+Fe²⁺(芬顿试剂)等强氧化剂,在碱性条件下氧化乳酸、柠檬酸等有机物,释放游离镍离子;

    专用破络剂:针对特定络合剂(如EDTA、氨基磺酸)研发的破络剂,通过螯合或置换反应高效释放镍,效率更高但成本较高。

    第二步:氧化次亚磷——将“难处理”转为“可处理”

    次亚磷需先转化为正磷酸盐才能沉淀。常用氧化技术包括:

    化学氧化:次氯酸钠在pH=9-10时可将次磷酸盐氧化为正磷酸盐;

    电化学氧化:利用阳极产生的强氧化性物质(如·OH)直接氧化次亚磷,适用于小水量或高浓度废水;

    催化氧化:如芬顿氧化(H₂O₂+Fe²⁺),在酸性条件下生成·OH,同步破络和氧化次亚磷。

    第三步:化学沉淀——去除游离镍和正磷酸盐

    破络和氧化后,废水中的Ni²⁺和HPO₄²⁻可通过沉淀去除:

    镍沉淀:调pH至9-10(用NaOH、Ca(OH)₂等),生成Ni(OH)₂沉淀,同时投加混凝剂(PAC)和助凝剂(PAM)强化沉淀效果;

    磷沉淀:正磷酸盐可与钙盐(如石灰)、铁盐(如PFS)生成磷酸钙、磷酸铁沉淀,钙盐对高浓度磷去除效果好,铁盐更精准。

    第四步:深度处理——确保“最后一公里”达标

    若前端处理后仍存在镍或磷超标,需结合深度处理技术:

    离子交换:用螯合树脂选择性吸附残留镍(可降至0.05mg/L以下),或用除磷树脂吸附磷;

    膜处理:反渗透(RO)、纳滤(NF)截留残留污染物,产水可回用;

    蒸发结晶:适用于高盐废水,通过蒸发浓缩-结晶实现零排放(但成本较高)。

    从“末端治理”到“源头减量”

    化学镀镍废水的治理,本质是“破解复杂成分”与“满足严苛标准”的平衡。通过“破络合-氧化-沉淀-深度处理”的多级工艺组合,可实现稳定达标排放或回用。

    未来,随着环保要求的趋严,治理技术将向“更高效、更精准、更低碳”方向发展。例如,开发针对特定络合剂的破络剂、优化氧化-沉淀耦合工艺、推广膜处理与资源化回用技术等,将成为行业趋势。同时,企业也需从“末端治理”转向“源头减量”,通过优化镀液配方、减少漂洗水量等方式,从根本上降低废水处理难度,实现绿色生产。



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