工業(yè)含鎳廢水處理技術(shù)：從達(dá)標(biāo)排放到資源回用

來源：凡清

時(shí)間：2025-6-7

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含鎳廢水主要來源于電鍍、冶金、化工等行業(yè)，其中電鍍行業(yè)貢獻(xiàn)了約12%-15%的鎳污染負(fù)荷。廢水中鎳常以離子態(tài)（如電鍍鎳）或絡(luò)合態(tài)（如化學(xué)鍍鎳、鋅鎳合金）存在，尤其是絡(luò)合態(tài)鎳因有機(jī)絡(luò)合劑（如檸檬酸、酒石酸）的穩(wěn)定作用，處理難度顯著增加。若不妥善處理，鎳可通過生物富集引發(fā)人體炎癥、器官損傷甚至癌癥，因此各國嚴(yán)格限制排放標(biāo)準(zhǔn)（如我國要求鎳濃度≤0.1-1 mg/L）。

一、化學(xué)沉淀法：經(jīng)典工藝的優(yōu)化升級(jí)

化學(xué)沉淀法因其操作簡(jiǎn)單、成本低成為主流技術(shù)，但需針對(duì)鎳的形態(tài)差異化處理：

1. 離子態(tài)鎳處理：直接投加氫氧化鈉（NaOH）調(diào)節(jié)pH至10-11，生成氫氧化鎳沉淀，可將鎳降至1-5 mg/L，但難以穩(wěn)定達(dá)到0.1 mg/L以下。

2. 絡(luò)合態(tài)鎳處理：需先破絡(luò)再沉淀。采用氧化破絡(luò)技術(shù)（如芬頓試劑、次氯酸鈉）破壞有機(jī)配位鍵，釋放游離鎳離子，再結(jié)合沉淀劑處理。新型重金屬捕捉劑（如HMC-M2、固體重捕劑M1）通過螯合基團(tuán)直接與鎳離子結(jié)合，形成疏水性沉淀物，投加量為鎳離子的5-10倍時(shí)，即使絡(luò)合鎳也可降至0.1 mg/L以下。

3. 硫化物與鐵氧體法：硫化物沉淀法利用Na?S形成溶度積更小的NiS，但易產(chǎn)生有毒H?S；鐵氧體法則在硫酸亞鐵存在下生成Fe?O?-Ni復(fù)合沉淀，顆粒大且穩(wěn)定性高，適合高濃度廢水（30-200 mg/L），但能耗較高。

二、膜分離技術(shù)：資源回用的核心路徑

反滲透（RO）技術(shù)尤其適用于高價(jià)值鎳回收?qǐng)鼍埃ㄟ^兩級(jí)濃縮實(shí)現(xiàn)“零排放”：

1. 預(yù)處理：采用袋式過濾器、除油過濾器等去除懸浮物和有機(jī)物，保障膜系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

2. 兩級(jí)RO濃縮：一級(jí)RO將含鎳320-350 mg/L的廢水濃縮5倍，產(chǎn)水電導(dǎo)率≤150 μS/cm，回用于漂洗工序；二級(jí)RO進(jìn)一步濃縮至16,000-18,000 mg/L，濃縮液經(jīng)蒸發(fā)后直接回鍍槽，鎳回收率達(dá)99.9%，水回用率100%。

膜污染是主要挑戰(zhàn)，需定期酸/堿清洗恢復(fù)通量（恢復(fù)率＞95%）。

三、吸附與生物技術(shù)：深度凈化與綠色探索

吸附法：活性氧化鋁、離子交換樹脂（如Tulsimer CH-90）對(duì)低濃度鎳（<30 mg/L）深度處理效果顯著，但樹脂再生成本高；新興生物吸附劑如殼聚糖包覆棕櫚殼炭，吸附容量達(dá)154 mg/g，兼具可降解性。

生物法：微生物硫化技術(shù)利用硫酸鹽還原菌生成H?S，形成硫化鎳沉淀，對(duì)40 mg/L含鎳廢水去除率＞99%；融合菌-活性污泥復(fù)合工藝在pH 3-9范圍內(nèi)對(duì)鎳吸附率＞75%，適合低碳要求場(chǎng)景。

四、組合工藝：應(yīng)對(duì)復(fù)雜水質(zhì)的經(jīng)濟(jì)策略

針對(duì)成分復(fù)雜的含鎳廢水，工程中多采用多級(jí)聯(lián)用：

1. 沉淀+吸附：石灰初步沉淀后，用活性炭或樹脂深度吸附，確保鎳濃度<0.1 mg/L。

2. 氧化破絡(luò)+螯合沉淀：芬頓氧化破除絡(luò)合物，再投加重捕劑螯合殘余鎳離子，適用于鋅鎳合金廢水。

3. 生物+膜集成：生物單元降解有機(jī)物后，RO膜截留剩余鎳離子，實(shí)現(xiàn)近零排放。

結(jié)論：技術(shù)選擇與資源化趨勢(shì)

含鎳廢水處理需遵循 “分類處理、分級(jí)回收” 原則：

1. 高濃度離子態(tài)鎳（如電鍍槽液）首選RO膜技術(shù)，實(shí)現(xiàn)鎳與水雙回收；

2. 絡(luò)合態(tài)鎳（如化學(xué)鍍廢水）需破絡(luò)-螯合組合工藝，確保達(dá)標(biāo)；

3. 低濃度廢水可選用吸附或生物法降低運(yùn)行成本。

未來技術(shù)將聚焦污泥提鎳（如電鍍污泥回收鎳）和綠色材料開發(fā)（如改性生物吸附劑），推動(dòng)處理目標(biāo)從“達(dá)標(biāo)排放”向“資源循環(huán)-能源節(jié)約”轉(zhuǎn)型。企業(yè)需依據(jù)水質(zhì)特性與經(jīng)濟(jì)性，構(gòu)建定制化處理鏈條，方能實(shí)現(xiàn)環(huán)保與效益的雙贏。