工業(yè)含鎳廢水處理及回收技術(shù)的發(fā)展

工業(yè)含鎳廢水處理及回收技術(shù)的發(fā)展

由于其良好的物理特性，硫酸及其氧化物廣泛應(yīng)用于電工、化工和焦炭領(lǐng)域，為人類的生產(chǎn)和生活帶來(lái)了極大的好處。近年來(lái)隨著我國(guó)工業(yè)的發(fā)展，對(duì)鎳的需求量越來(lái)越大，但含鎳廢水的不達(dá)標(biāo)排放造成的環(huán)境污染問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重。鎳污染屬于重金屬污染，其毒性大且難生物降解，與水體中含有羰基的化合物生成毒性極強(qiáng)的羰基鎳。人或動(dòng)物通過(guò)食物鏈攝入后，重金屬鎳會(huì)在體內(nèi)累積，抑制人體的酶系統(tǒng)，攝入初期會(huì)造成頭暈、頭痛，長(zhǎng)期過(guò)量會(huì)影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)，造成精神錯(cuò)亂對(duì)于企業(yè)，含鎳廢水處理至關(guān)重要，采用合理的處理方法不僅可避免對(duì)環(huán)境的污染，而且可實(shí)現(xiàn)金屬鎳重復(fù)利用，避免資源浪費(fèi)，減少企業(yè)的運(yùn)行成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)鎳含量、含鎳廢水成分、操作要求等不同，文獻(xiàn)中報(bào)道含鎳廢水的處理并實(shí)現(xiàn)資源回收利用的方法有很多，歸納起來(lái)主要分為傳統(tǒng)化學(xué)法（化學(xué)沉淀法、絮凝法等）、物理法（吸附法、膜分離法、離子交換法等）和電化學(xué)法（電滲析、膜分離等）3種。目前，含鎳廢水達(dá)標(biāo)處理技術(shù)已逐步實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，但含鎳廢水資源回收利用技術(shù)的工業(yè)化受到限制，因此開辟一條工業(yè)化的含鎳廢水的處理及資源回收利用技術(shù)迫在眉睫。1廢水處理和資源回收方法1.1化學(xué)藥劑處理傳統(tǒng)化學(xué)法處理含鎳廢水是通過(guò)加入一定量的化學(xué)藥劑使之反應(yīng)生成無(wú)害或易于分離的物質(zhì)，再?gòu)膹U水中除去的方法。目前，化學(xué)法處理含鎳廢水主要采用化學(xué)沉淀法和絮凝法。1.1.1化學(xué)沉淀法化學(xué)沉淀法是工業(yè)處理含鎳廢水最常用的方法，其原理是在成分不復(fù)雜的含鎳廢水中加入合適的沉淀劑，在一定pH條件下，生成不溶性沉淀物，通過(guò)固液分離除去廢水中的Ni以氫氧化物和硫化物作為沉淀劑時(shí)，均可實(shí)現(xiàn)Ni化學(xué)沉淀法去除含鎳廢水操作方便，裝置簡(jiǎn)易，且方法成熟，但存在如下缺點(diǎn)：(1)化學(xué)沉淀法受Ni1.1.2廢水的妥善處理及綜合利用相比化學(xué)沉淀法，絮凝技術(shù)對(duì)處理成分復(fù)雜的含鎳廢水具有明顯效果絮凝法處理含鎳廢水簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、效果明顯，但廢渣的妥善處理及綜合利用是需要解決的問(wèn)題，目前利用產(chǎn)生的廢渣提取有色金屬有待進(jìn)一步研究。1.2物理法處理含鎳廢水物理法是借助物理作用對(duì)含鎳廢水進(jìn)行處理，處理過(guò)程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，目前物理法處理含鎳廢水主要有吸附法、離子交換法、膜分離法、磁分離技術(shù)。1.2.1解吸回收工藝用吸附法處理含鎳廢水，一般選擇比表面積大、表面多孔、具有強(qiáng)吸附能力的物質(zhì)為吸附劑，將溶液中不同組分吸附于表面，再通過(guò)后續(xù)處理方式實(shí)現(xiàn)解吸回收的目的。吸附劑的選擇是關(guān)鍵，常用的吸附劑有活性炭吸附法由于吸附劑吸附能力強(qiáng)、廉價(jià)易得且可回收利用，在含鎳廢水處理方面有明朗的應(yīng)用前景，但是解吸吸附劑的廢水由于雜質(zhì)含量高，難以達(dá)到回收利用目的；如何回收利用吸附劑中的Ni1.2.2離子交換劑出現(xiàn)選擇性差的問(wèn)題離子交換法處理含鎳廢水，其原理是游離的Ni針對(duì)國(guó)內(nèi)廢水中含有多種重金屬，采用普通的離子交換劑出現(xiàn)選擇性差的問(wèn)題，任志宏采用離子交換技術(shù)處理含鎳廢水，處理過(guò)程選擇性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。其吸附過(guò)程大多可逆，可實(shí)現(xiàn)水資源和金屬鎳的回收利用。但回收過(guò)程復(fù)雜，且廢水處理過(guò)程成本高，樹脂容易失效，限制了其在工業(yè)中的大規(guī)模應(yīng)用1.2.3反滲透膜技術(shù)膜分離法處理含鎳廢水的原理是采用選擇性透過(guò)膜為過(guò)濾介質(zhì)，當(dāng)膜兩側(cè)存在某種推動(dòng)力（濃度差、壓力差、電位差等）時(shí)，各組分選擇性地透過(guò)膜以達(dá)到分離提純的目的。歐陽(yáng)深耕等目前應(yīng)用最廣泛的膜分離技術(shù)處理含鎳廢水主要有：乳狀液膜分離技術(shù)、反滲透、超濾和納濾等。乳狀液膜分離技術(shù)不同于傳統(tǒng)的膜分離中的固液分離，是液液分離范疇，利用液相膜將含鎳廢水分為外相和內(nèi)相，外相為含鎳廢液，內(nèi)相為回收液。在流動(dòng)載體的作用下，含鎳離子經(jīng)過(guò)擴(kuò)散進(jìn)入內(nèi)相集中處理達(dá)到去除回收的目的。內(nèi)外相之間鎳離子的濃度差，提供分離動(dòng)力反滲透技術(shù)處理含鎳廢水的原理是通過(guò)在高濃度廢水一側(cè)加壓使水透過(guò)半滲透膜進(jìn)入淡水區(qū)，待分離Ni納濾是介于反滲透和超濾的分離技術(shù)，其膜具有納米級(jí)微孔，是一種新型膜分離技術(shù)。常江等人膜分離技術(shù)可實(shí)現(xiàn)水資源與金屬鎳濃縮液回用，在一定程度上為企業(yè)提供良好的經(jīng)濟(jì)效益。但膜分離技術(shù)成本較高，工藝復(fù)雜，濾膜容易造成污染，增加企業(yè)費(fèi)用，適用于處理低含量鎳廢水，因此在企業(yè)中廣泛實(shí)施還受到一定限制，有待于進(jìn)一步研究。1.2.4磁分離技術(shù)磁分離技術(shù)是利用磁分離器將磁性污染物直接去除，對(duì)于強(qiáng)磁性離子鎳，雖然比磁化系數(shù)大，但離子的體積小，其所受磁力幾乎為零。孫水裕等1.3電壓法電化學(xué)法是利用金屬的電化學(xué)性質(zhì)，金屬鎳在陰極還原析出而達(dá)到去除Ni1.3.1電解法電解法是在電解池中電解含鎳廢水，Ni采用電解法處理和回收含鎳廢水有如下局限性：(1)Ni1.3.2膜電解法膜電解法又稱電滲析電解法，其原理是在電場(chǎng)作用下，利用離子交換膜的選擇透過(guò)性，溶液中的Ni1.3.3填充床電去離子技術(shù)也是一種電滲析與離子交換結(jié)合的技術(shù)，不同于膜電解法，其是在電滲析器的隔膜之間以陰陽(yáng)離子交換樹脂作為填充床。采用電去離子技術(shù)能夠較好地去除低濃度含鎳廢水中的Ni電去離子技術(shù)處理低濃度含鎳廢水，分離穩(wěn)定且效率高，同時(shí)可回收金屬鎳和水資源，實(shí)現(xiàn)廢水零排放，但對(duì)于組成復(fù)雜的工廠廢水，電去離子技術(shù)去除Ni2含鎳廢水回收利用技術(shù)展望在洛陽(yáng)黎明大成氟化工有限公司電解三氟化氮工藝中，電極及廢渣2～3個(gè)月需用純水沖洗一次，其中陰極沖洗水中含有Ni“高效、環(huán)保、節(jié)能”是未來(lái)處理含鎳廢水發(fā)展的重要方向，但面對(duì)工業(yè)含鎳廢水成分復(fù)雜的限制，如何進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)技術(shù)工業(yè)化、規(guī)?；孕枭钊胙芯浚纾簜鹘y(tǒng)化學(xué)法要加以改進(jìn)，加強(qiáng)低濃度含鎳廢水處理能力以及