求化學(xué)鎳廢水處理的新工藝？

化學(xué)鎳廢水傳統(tǒng)處理工藝：化學(xué)鎳廢水傳統(tǒng)工藝是使用氫氧化鈉調(diào)節(jié)廢水pH，加入PAC混凝，再加入PAM絮凝的辦法進(jìn)行處理，但是由于化學(xué)鎳中存在絡(luò)合劑，氫氧根無法與鎳離子生成沉淀，因此在國(guó)家要求排放濃度不高于0.1mg/L時(shí)，往往很難達(dá)標(biāo)排放。

針對(duì)電鍍含鎳廢水以及化學(xué)鍍鎳廢水，可采用化學(xué)沉淀法進(jìn)行處理，化學(xué)沉淀法不需要復(fù)雜的設(shè)備。

其中，對(duì)于電鍍含鎳廢水，可以直接采用加堿將水調(diào)至堿性，聚合鋁混凝，聚丙絮凝沉淀出水，鎳即可達(dá)標(biāo)，如果含鎳廢水中混有前處理廢水，那么需要在加堿之后的出水加入少量重金屬捕集劑進(jìn)行螯合反應(yīng)，重金屬捕集劑可以把鎳離子從低濃度處理至達(dá)標(biāo)。

對(duì)于化學(xué)鍍鎳廢水，由于廢水中存在大量的絡(luò)合劑，絡(luò)合劑與鎳離子形成絡(luò)合小分子溶解于廢水中，因此直接加堿不能沉淀，通過加入鋅鎳合金處理劑進(jìn)行反應(yīng)，可以破壞絡(luò)合健的結(jié)構(gòu)，通過螯合反應(yīng)與鎳離子結(jié)合，再通過混凝絮凝沉淀，把鎳離子去除。

關(guān)于電鍍含鎳廢水處理？

電鍍廢水的處理與回用對(duì)節(jié)約水資源以及保護(hù)環(huán)境起著至關(guān)重要的作用。本文綜述了各種電鍍廢水處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，以及一些新材料在電鍍廢水處理上的應(yīng)用。

01 化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法是通過向廢水中投入藥劑，使溶解態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)化成不溶于水的化合物沉淀，再將其從水中分離出來，從而達(dá)到去除重金屬的目的。

化學(xué)沉淀法因?yàn)椴僮骱?jiǎn)單，技術(shù)成熟，成本低，可以同時(shí)去除廢水中的多種重金屬等優(yōu)點(diǎn)，在電鍍廢水處理中得到廣泛應(yīng)用。

1.堿性沉淀法

堿性沉淀法是向廢水中投加NaOH、石灰、碳酸鈉等堿性物質(zhì)，使重金屬形成溶解度較小的氫氧化物或碳酸鹽沉淀而被去除。該法具有成本低、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，目前被廣泛使用。

但是堿性沉淀法的污泥產(chǎn)量大，會(huì)產(chǎn)生二次污染，而且出水pH偏高，需要回調(diào)pH。NaOH由于產(chǎn)生污泥量相對(duì)較少且易回收利用，在工程上得到廣泛應(yīng)用。

2.硫化物沉淀法

硫化物沉淀法是通過投加硫化物(如Na2S、NariS等)使廢水中的重金屬形成溶度積比氫氧化物更小的沉淀，出水pH在7～9，無需回調(diào)pH即可排放。

但是硫化物沉淀顆粒細(xì)小，需要添加絮凝劑輔助沉淀，使處理費(fèi)用增大。硫化物在酸性溶液中還會(huì)產(chǎn)生有毒的HS氣體，實(shí)際操作起來存在局限性。

3.鐵氧體法

鐵氧體法是根據(jù)生產(chǎn)鐵氧體的原理發(fā)展起來的，令廢水中的各種重金屬離子形成鐵氧體晶體一起沉淀析出，從而凈化廢水。該法主要是通過向廢水中投加硫酸亞鐵，經(jīng)過還原、沉淀絮凝，最終生成鐵氧體，因其設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低、沉降快、處理效果好等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。

pH和硫酸亞鐵投加量對(duì)鐵氧體法去除重金屬離子的影響，確定鎳、鋅、銅離子的最佳絮凝pH分別為8.00～9.80、8.00～10.50和10.00，投加的亞鐵離子與它們摩爾比均為2～8，而六價(jià)鉻的最佳還原pH為4.00～5.50，最佳絮凝pH則為8.00～10.50，最佳投料比為20。出水的鎳含量小于0.5mg/L，總鉻含量小于1.0mg/L，鋅含量小于1.0mg/L，銅含量小于0.5mg/L，達(dá)到《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900―2008)中“表2”的要求。

化學(xué)沉淀法的局限性

隨著污水排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，傳統(tǒng)單一的化學(xué)沉淀法很難經(jīng)濟(jì)有效地處理電鍍廢水，常常與其他工藝組合使用。

采用鐵氧體-CARBONITE(一種具有物理吸附與離子交換功能的材料)聯(lián)合工藝處理Ni含量約為4000mg/L的高濃度含鎳電鍍廢水：先以鐵氧體法控制pH為11.0，在Fe/Fe。摩爾比O.55，F(xiàn)eSO4?7H2O/Ni質(zhì)量比21，反應(yīng)溫度35℃的條件下攪拌反應(yīng)15min，出水Ni平均濃度從4212.5mg/L降至6.8mg/L，去除率達(dá)99.84%;然后采用CARBONITE處理，在CARBONITE投加量1.5g/L，pH=6.5，溫度35℃的條件下反應(yīng)6h，Ni去除率可達(dá)96.48%，出水Ni濃度為0.24mg/L，達(dá)到GB21900-2008中的“表2”標(biāo)準(zhǔn)。

采用高級(jí)Fenton一化學(xué)沉淀法處理含螯合重金屬的廢水，使用零價(jià)鐵和過氧化氫降解螯合物，然后加堿沉淀重金屬離子，不僅可以去除鎳離子(去除率最高達(dá)98.4%)，而且可以降低COD化學(xué)需氧量。

02 氧化還原法

1.化學(xué)氧化法

化學(xué)氧化法在處理含氰電鍍廢水上的效果尤為明顯。該方法把廢水中的氰根離子(CN一)氧化成氰酸鹽(CNO-)，再將氰酸鹽(CNO-)氧化成二氧化碳和氮?dú)?，可以徹底解決氰化物污染問題。

常用的氧化劑包括氯系氧化劑、氧氣、臭氧、過氧化氫等，其中堿性氯化法應(yīng)用最廣。采用Fenton法處理初始總氰濃度為2.0mg/L的低濃度含氰電鍍廢水，在反應(yīng)初始pH為3.5，H202/FeSO4摩爾比為3.5：1，H202投加量5.0g/L，反應(yīng)時(shí)間60min的最佳條件下，氰化物的去除率可達(dá)93%，總氰濃度可降至0_3mg/L。

2.化學(xué)還原法

化學(xué)還原法在電鍍廢水處理中主要針對(duì)含六價(jià)鉻廢水。該方法是在廢水中加入還原劑(如FeSO、NaHSO3、Na2SO3、SO2、鐵粉等)把六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻，再加入石灰或氫氧化鈉進(jìn)行沉淀分離。上述鐵氧體法也可歸為化學(xué)還原法。

該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟，操作簡(jiǎn)單，處理量大，投資少，在工程應(yīng)用中有良好的效果，但是污泥量大，會(huì)產(chǎn)生二次污染。采用硫酸亞鐵作為還原劑，處理80t/d的含總鉻7O～80mg/L的電鍍廢水，出水總鉻小于1.5mg/L，處理費(fèi)用為3.1元/t，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。

以焦亞硫酸鈉為還原劑處理含80mg/L六價(jià)鉻、pH為6～7的電鍍廢水，出水六價(jià)鉻濃度小于0.2mg/L。

03 電化學(xué)法

電化學(xué)法是指在電流的作用下，廢水中的重金屬離子和有機(jī)污染物經(jīng)過氧化還原、分解、沉淀、氣浮等一系列反應(yīng)而得到去除。

該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是去除速率快，可以完全打斷配合態(tài)金屬鏈接，易于回收利用重金屬，占地面積小，污泥量少，但是其極板消耗快，耗電量大，對(duì)低濃度電鍍廢水的去除效果不佳，只適合中小規(guī)模的電鍍廢水處理。

電化學(xué)法主要有電凝聚法、磁電解法、內(nèi)電解法等。

電凝聚法是通過鐵板或者鋁板作為陽極，電解時(shí)產(chǎn)生Fe2+、Fe或Al，隨著電解的進(jìn)行，溶液堿性增大，形成Fe(OH)2、Fe(OH)3或AI(OH)3，通過絮凝沉淀去除污染物。

由于傳統(tǒng)的電凝聚法經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的操作，會(huì)使電極板發(fā)生鈍化，近年來高壓脈沖電凝聚法逐漸替代傳統(tǒng)的電混凝法，它不僅克服了極板鈍化的問題，而且電流效率提高20%～30%，電解時(shí)間縮短30%～40%，節(jié)省電能30%～40%，污泥產(chǎn)生量少，對(duì)重金屬的去除率可達(dá)96%～99%。

采用高壓脈沖電絮凝技術(shù)處理某電鍍廠的電鍍廢水，Cu2十、Ni2、CN一和COD的去除率分別達(dá)到99.80%、99.70%、99.68%和67.45%。

電混凝法通常也與其他方法結(jié)合使用，利用電凝聚法和臭氧氧化法聯(lián)合處理電鍍廢水，以鐵和鋁做極板，出水六價(jià)鉻、鐵、鎳、銅、鋅、鉛、TOC(總有機(jī)碳)、COD的去除率分別為99.94%、100.00%、95.86%、98.66%、99.97%、96.81%、93.24%和93.43%。

近年來內(nèi)電解法受到廣泛關(guān)注。內(nèi)電解法利用了原電池原理，一般向廢水中投加鐵粉和炭粒，以廢水作為電解質(zhì)媒介，通過氧化還原、置換、絮凝、吸附、共沉淀等多種反應(yīng)的綜合作用，可以一次性去除多種重金屬離子。

該方法不需要電能，處理成本低，污泥量少。通過靜態(tài)試驗(yàn)研究了鐵碳微電解法對(duì)模擬電鍍廢水的COD及銅離子的去除效果，去除率分別達(dá)到了59.01%和95.49%。然而，采用微電解反應(yīng)柱研究連續(xù)流的運(yùn)行結(jié)果顯示，14d后微電解出水的COD去除率僅為10%～15%，銅的去除率降低至45%～50%之間，可見需要定期更換填料或?qū)μ盍线M(jìn)行再生。

04 膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)主要包括微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)、電滲析(ED)、液膜(Lv)等，利用膜的選擇透過性來對(duì)污染物進(jìn)行分離去除。

該方法去除效果好，可實(shí)現(xiàn)重金屬回收利用和出水回用，占地面積小，無二次污染，是一種很有發(fā)展前景的技術(shù)，但是膜的造價(jià)高，易受污染。

對(duì)膜技術(shù)在電鍍廢水處理中的應(yīng)用和效果進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：結(jié)合常規(guī)廢水處理工藝與膜生物反應(yīng)器(MBR)組合工藝，電鍍廢水被處理后的水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn);電鍍綜合廢水經(jīng)UF凈化、RO和NF兩段脫鹽膜的集成工藝處理后，水質(zhì)達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)，RO和NF產(chǎn)水的電導(dǎo)率分別低于100gS/cm和1000gS/cm，COD分別約為5mg/L和10mg/L;鍍鎳漂洗廢水通過RO膜后，鎳的濃縮高達(dá)25倍以上，實(shí)現(xiàn)了鎳的回收，RO產(chǎn)水水質(zhì)達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。

投資與運(yùn)行費(fèi)用分析表明：工程運(yùn)行1年多即可收回RO濃縮鎳的設(shè)備費(fèi)用。

液膜法并不是采用傳統(tǒng)的固相膜，而是懸浮于液體中很薄的一層乳液顆粒，是一種類似溶劑萃取的新型分離技術(shù)，包括制膜、分離、凈化及破乳過程。

美籍華人黎念之(NormanN.Li)博士發(fā)明了乳狀液膜分離技術(shù)，該技術(shù)同時(shí)具有萃取和滲透的優(yōu)點(diǎn)，把萃取和反萃取兩個(gè)步驟結(jié)合在一起。乳化液膜法還具有傳質(zhì)效率高、選擇性好、二次污染小、節(jié)約能源和基建投資少的特點(diǎn)，對(duì)電鍍廢水中重金屬的處理及回收利用有著良好的效果。

05 離子交換法

離子交換法是利用離子交換劑對(duì)廢水中的有害物質(zhì)進(jìn)行交換分離，常用的離子交換劑有腐殖酸物質(zhì)、沸石、離子交換樹脂、離子交換纖維等。離子交換的運(yùn)行操作包括交換、反洗、再生、清洗四個(gè)步驟。

此方法具有操作簡(jiǎn)單、可回收利用重金屬、二次污染小等特點(diǎn)，但離子交換劑成本高，再生劑耗量大。

研究強(qiáng)酸性離子交換樹脂對(duì)含鎳廢水的處理工藝條件及鎳回收方法。結(jié)果表明：pH為6～7有利于強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂對(duì)鎳離子的去除。離子交換除鎳的適宜溫度為30℃，適宜流速為15BV/h(即每小時(shí)l5倍樹脂床體積)。適宜的脫附劑為10%鹽酸，脫附液流速為2BV/h。前4.6BV脫附液可回用于配制電鍍槽液，平均鎳離子質(zhì)量濃度達(dá)18.8g/L。

Mei.1ingKong等研究了CHS―l樹脂對(duì)cr(VI)的吸附能力，發(fā)現(xiàn)Cr(VI)在低濃度時(shí)，樹脂的交換吸附率是由液膜擴(kuò)散和化學(xué)反應(yīng)控制的。CHS一1樹脂對(duì)Cr(VI)的最佳吸附pH為2～3，在298K下其飽和吸附能力為347.22mg/g。CHS一1樹脂可以用5%的氫氧化鈉溶液和5%氯化鈉溶液來洗脫，再生后吸附能力沒有明顯的下降。

使用鈦酸酯偶聯(lián)劑將1一Fe203與丙烯酸甲酯共聚，在堿性條件下進(jìn)行水解，制備出磁性弱酸陽離子交換樹脂NDMC一1。

通過對(duì)重金屬Cu的吸附研究發(fā)現(xiàn)，NDMC―l樹脂粒徑較小、外表面積大，因而具有較快的動(dòng)力學(xué)性能。具體聯(lián)系污水寶或參見更多相關(guān)技術(shù)文檔。

06 蒸發(fā)濃縮法

蒸發(fā)濃縮法是通過加熱對(duì)電鍍廢水進(jìn)行蒸發(fā)，使液體濃縮達(dá)到回用的效果。一般適用于處理含鉻、銅、銀、鎳等重金屬濃度高的廢水，用其處理濃度低的重金屬?gòu)U水時(shí)耗能大，不經(jīng)濟(jì)。

在處理電鍍廢水中，蒸發(fā)濃縮法常常與其他方法一起使用，可實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)，效果不錯(cuò)，比如常壓蒸發(fā)器與逆流漂洗系統(tǒng)聯(lián)合使用。蒸發(fā)濃縮法操作簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟，可實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，但是濃縮后的干固體處置費(fèi)用大，制約了它的應(yīng)用，目前一般只作為輔助處理手段。

07 生物處理技術(shù)

生物處理法是利用微生物或者植物對(duì)污染物進(jìn)行凈化，該方法運(yùn)行成本低，污泥量少，無二次污染，對(duì)于水量大的低濃度電鍍廢水來說是不二之選。生物法主要包括生物絮凝法、生物吸附法、生物化學(xué)法和植物修復(fù)法。

1.生物絮凝法

生物絮凝法是一種利用微生物或微生物產(chǎn)生的代謝物進(jìn)行絮凝沉淀來凈化水質(zhì)的方法。微生物絮凝劑是一類由微生物產(chǎn)生并分泌到細(xì)胞外、具有絮凝活性的代謝物，能使水中膠體懸浮物相互凝聚、沉淀。

生物絮凝劑與無機(jī)絮凝劑和合成有機(jī)絮凝劑相比，具有處理廢水安全無毒、絮凝效果好、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)，但其存在活體生物絮凝劑不易保存，生產(chǎn)成本高等問題，限制了它的實(shí)際應(yīng)用。目前大部分生物絮凝劑還處在探索研究階段。

生物絮凝劑可以分為以下三類：

(1) 直接利用微生物細(xì)胞作為絮凝劑，如一些細(xì)菌、放線菌、真菌、酵母等。

(2) 利用微生物細(xì)胞壁提取物作為絮凝劑。微生物產(chǎn)生的絮凝物質(zhì)為糖蛋白、黏多糖、蛋白質(zhì)等高分子物質(zhì)，如酵母細(xì)胞壁的葡聚糖、Ⅳ-乙酰葡萄糖胺、絲狀真菌細(xì)胞壁多糖等都可作為良好的生物絮凝劑。

(3) 利用微生物細(xì)胞代謝產(chǎn)物的絮凝劑。代謝產(chǎn)物主要有多糖、蛋白質(zhì)、脂類及其復(fù)合物等。

近年來報(bào)道的生物絮凝劑主要為多糖類和蛋白質(zhì)類，前者有ZS一7、ZL―P、H12、DP。152等，后者有MBF―W6、NOC―l等。陶穎等]利用假單胞菌Gx4―1胞外高聚物制得的絮凝劑對(duì)cr(Ⅳ)進(jìn)行了絮凝吸附研究。

其研究結(jié)果表明，在適宜條件下Or(Ⅳ)的去除率可達(dá)51%。研究枯草芽孢桿菌NX一2制備的生物絮凝劑v一聚谷氨酸(T-PGA)對(duì)電鍍廢水的處理效果，實(shí)驗(yàn)證明，T-PGA能有效地去除Cr3+、Ni等重金屬離子。

2.生物吸附法

生物吸附法是利用生物體自身的化學(xué)結(jié)構(gòu)或成分特性來吸附水中的重金屬，然后通過固液分離，從水中分離出重金屬。

可以從溶液中分離出重金屬的生物體及其衍生物都叫做生物吸附劑。生物吸附劑主要有生物質(zhì)、細(xì)菌、酵母、霉菌、藻類等。該方法成本低，吸附和解析速率快，易于回收重金屬，具有選擇性，前景廣闊。

研究各種因素對(duì)枯草芽胞桿菌吸附電鍍廢水中Cd效果的影響，結(jié)果表明：pH為8、吸附劑用量為10g/L(濕重)、攪拌轉(zhuǎn)數(shù)為800r/min、吸附時(shí)間為10min的條件下，廢水中鎘的去除率達(dá)93%以上。

吸附鎘后的枯草芽胞桿菌細(xì)胞膨大，色澤變亮，細(xì)胞之間相互粘連。Cd2+與細(xì)胞表面的鈉進(jìn)行了離子交換吸附。

殼聚糖是一種堿性天然高分子多糖，由海洋生物中甲殼動(dòng)物提取的甲殼素經(jīng)過脫乙酰基處理而得到，可以有效地去除電鍍廢水中的重金屬離子。

通過乳化交聯(lián)法制備了磁性二氧化硅納米顆粒組成的殼聚糖微球，然后用乙二胺和縮水甘油基三甲基氯化反應(yīng)的季銨基團(tuán)改性，所得生物吸附劑具有很高的耐酸性和磁響應(yīng)。

用它來去除酸性廢水中的cr(VI)，在pH為2.5、溫度為25℃的條件下，最大吸附能力為233.1mg/g，平衡時(shí)間為40～120min[取決于初始Cr(VI)的濃度。使用0.3mol/LNaOH和0.3mol/LNaC1的混合液進(jìn)行吸附劑再生，解吸率達(dá)到95.6%，因此該生物吸附劑具有很高的重復(fù)使用性。

3.生物化學(xué)法

生物化學(xué)法是指微生物直接與廢水中的重金屬進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，使重金屬離子轉(zhuǎn)化為不溶性的物質(zhì)而被去除。

從電鍍廢水中篩選分離出3株可以高效降解自由氰根的菌種，在最佳條件下可以將80mg/L的CN一去除到0.22mg/L。研究發(fā)現(xiàn)，有許多可以將cr(VI)還原成低毒cr(III)的微生物，如無色桿菌、土壤細(xì)菌、芽孢桿菌、脫硫弧菌、腸桿菌、微球菌、硫桿菌、假單胞菌等，其中除了大腸桿菌、芽孢桿菌、硫桿菌、假單胞菌等可以在好氧條件下還原Cr(VI)，其余大部分菌種只能在厭氧條件下還原cr(VI)。

R.S.Laxman等發(fā)現(xiàn)灰色鏈霉菌能在24～48h內(nèi)把cr(VI)還原成cr(III)，并能夠?qū)r(III)顯著地吸收去除。中科院成都生物研究所的李福、吳乾菁等從電鍍污泥、廢水及下水道鐵管內(nèi)分離篩選出35株菌種，并獲得了SR系列復(fù)合功能菌，該功能菌具有高效去除Cr(VI)和其他重金屬的功效，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了工程應(yīng)用，取得較好的效果。

4.植物修復(fù)法

植物修復(fù)法是利用植物的吸收、沉淀、富集等作用來處理電鍍廢水中的重金屬和有機(jī)物，達(dá)到治理污水、修復(fù)生態(tài)的目的。

該方法對(duì)環(huán)境的擾動(dòng)較少，有利于環(huán)境的改善，而且處理成本低。人工濕地在這方面起著重要的作用，是一種發(fā)展前景廣闊的處理方法。

李氏禾是一種可富集金屬的水生植物，在去除水中重金屬方面具有很大的潛力。在人工濕地種植了李氏禾，用以處理含鉻、銅、鎳的電鍍廢水，使它們的含量分別降低了84.4%、97.1%和94_3%。當(dāng)水力負(fù)荷小于0.3m/(m2?d1時(shí)，出水中的重金屬濃度符合電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的要求;當(dāng)進(jìn)水鉻、銅和鎳的濃度為5、10和8mg/L時(shí)，仍能達(dá)標(biāo)排放。

可見用李氏禾處理中低濃度的電鍍廢水是可行的。質(zhì)量平衡表明，鉻、銅和鎳大部分保留在人工濕地系統(tǒng)的沉積物中。

08 吸附法

吸附法是利用比表面積大的多孔性材料來吸附電鍍廢水中的重金屬和有機(jī)污染物，從而達(dá)到污水處理的效果。

活性炭是使用最早、最廣的吸附劑，可以吸附多種重金屬，吸附容量大，但是活性炭?jī)r(jià)格昂貴，使用壽命短，需要再生且再生費(fèi)用不低。一些天然廉價(jià)材料，如沸石、橄欖石、高嶺土、硅藻土等，也具有較好的吸附能力，但由于各種原因，幾乎沒有得到工程應(yīng)用。

以沸石作為吸附劑處理電鍍廢水，發(fā)現(xiàn)在靜態(tài)條件下，沸石對(duì)鎳、銅和鋅的吸附容量分別達(dá)到5.9、4.8和2.7mg/g.先以磁性生物炭去除電鍍廢水中的Cr(vI)，

然后通過外部磁場(chǎng)分離，使得cr(VI)的去除率達(dá)到97.11%。而在10rain的磁選后，濁度由4075NTU降至21.8NTU。其研究還證實(shí)了吸附過程后，磁性生物炭仍保留原來的磁分離性能。近年來又研制開發(fā)了一些新型吸附材料，如文中提到的生物吸附劑以及納米材料吸附劑。

納米技術(shù)是指在1～100nm尺度上研究和應(yīng)用原子、分子現(xiàn)象，由此發(fā)展起來的多學(xué)科交叉、基礎(chǔ)研究與應(yīng)用緊密聯(lián)系的科學(xué)技術(shù)。納米顆粒由于具有常規(guī)顆粒所不具備的納米效應(yīng)，因而具有更高的催化活性。

納米材料的表面效應(yīng)使其具有高的表面活性、高表面能和高的比表面積，所以納米材料在制備高性能吸附劑方面表現(xiàn)出巨大的潛力。雷立等l采用溫和水熱法一步快速合成了鈦酸鹽納米管(TNTs)，并應(yīng)用于對(duì)水中重金屬離子Pb(II)、cd(II)和Cr(III)的吸附。

結(jié)果表明：pH=5時(shí)，初始濃度分別為200、100和50mg/L的Pb(II)、Cd(II)和Cr(III)在TNTs上的平衡吸附量分別為513.04、212.46和66.35mg/L，吸附性能優(yōu)于傳統(tǒng)吸附材料。納米技術(shù)作為一種高效、節(jié)能環(huán)保的新型處理技術(shù)，得到人們的廣泛認(rèn)同，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

09 光催化技術(shù)

光催化處理技術(shù)具有選擇性小、處理效率高、降解產(chǎn)物徹底、無二次污染等特點(diǎn)。

光催化的核心是光催化劑，常用的有TiO2、ZnO、WO3、SrTiO3、SnO2和Fe2O3。其中TiO2具有化學(xué)穩(wěn)定性好、無毒、兼具氧化和還原作用等諸多特點(diǎn)。TiO：在受到一定能量的光照時(shí)會(huì)發(fā)生電子躍遷，產(chǎn)生電子一空穴對(duì)。

光生電子可以直接還原電鍍廢水中的金屬離子，而空穴能將水分子氧化成具有強(qiáng)氧化性的OH自由基，從而把很多難降解的有機(jī)物氧化成為COz、H：0等無機(jī)物，被認(rèn)為是最有前途、最有效的水處理方法之一。

以懸浮態(tài)的TiO2為催化劑，在紫外光的作用下對(duì)絡(luò)合銅廢水進(jìn)行光催化反應(yīng)。結(jié)果表明：當(dāng)TiO2投加量為2g/L，廢水pH=4時(shí)，在300W高壓汞燈照射下，載入60mL/min的空氣反應(yīng)40rain，對(duì)120mg/LEDTA絡(luò)合銅廢水中Cu(II)與COD的去除率分別達(dá)到96.56%和57.67%。實(shí)施了“物化一光催化一膜”處理電鍍廢水的工程實(shí)例，出水COD去除率達(dá)到70%以上，同時(shí)TiO2光催化劑可重復(fù)使用。

膜法的引入可大大提高水質(zhì)，使處理后水質(zhì)達(dá)到中水回用標(biāo)準(zhǔn)，提高了電鍍廢水的資源化利用率，回用率達(dá)到85%以上，大大節(jié)約了成本。然而光催化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中受到了很多的限制，如重金屬離子在光催化劑表面的吸附率低，催化劑的載體不成熟，遇到色度大的廢水時(shí)處理效果大幅下降，等等。不過光催化技術(shù)作為高效、節(jié)能、清潔的處理技術(shù)，將會(huì)有很大的應(yīng)用前景。

10 重金屬捕集劑

重金屬捕集劑又叫重金屬螯合劑，它能與廢水中的絕大部分重金屬離子產(chǎn)生強(qiáng)烈的螯合作用，生成的高分子螯合鹽不溶于水，通過分離就可以去除廢水中的重金屬離子。

重金屬捕集劑處理后的重金屬?gòu)U水中剩余的重金屬離子濃度大部分都能達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。以二硫代氨基甲酸鹽重金屬離子捕集劑XMT探討了不同因素對(duì)Cu的捕集效果，對(duì)Cu去除率在99%以上，出水Cu濃度小于0.05mg/L，出水遠(yuǎn)低于GB21900-2008的“表3”標(biāo)準(zhǔn)。

選取3種市售重金屬捕集劑對(duì)實(shí)際電鍍廢水中的Cu2+、Zn2+、Ni進(jìn)行同步深度處理，發(fā)現(xiàn)三聚硫氰酸三鈉(簡(jiǎn)稱TMT)對(duì)Cu的去除效果最為顯著，投加量少且效果穩(wěn)定，但對(duì)Ni的去除效果較差。甲基取代的二硫代氨基甲酸鈉(以Me2DTC表示)的適用性最強(qiáng)，對(duì)3種重金屬離子均具有良好的去除效果，可達(dá)到GB21900-2008中的“表3”排放標(biāo)準(zhǔn)，且在DH=9.70時(shí)處理效果最佳。至于乙基取代的二硫代氨基甲酸鈉(Et2DTC)，對(duì)Ni的去除效果不佳。

重金屬捕集劑因高效、低能、處理費(fèi)用相對(duì)較低等特點(diǎn)而有很大的實(shí)用性。

結(jié)語

電鍍廢水成分復(fù)雜，應(yīng)盡量分工段處理。在選擇處理方法時(shí)，應(yīng)充分考慮各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，加強(qiáng)各種水處理技術(shù)的綜合應(yīng)用，形成組合工藝，揚(yáng)長(zhǎng)避短。

重金屬具有很大的回收價(jià)值且毒性大，在電鍍廢水處理過程中應(yīng)多使用重金屬回收利用的工藝，盡可能地減少排放。

基于化學(xué)沉淀法污泥產(chǎn)量大，電化學(xué)法能耗高，膜分離技術(shù)的膜組件造價(jià)高且易受污染等諸多問題，就現(xiàn)有電鍍廢水處理技術(shù)而言，應(yīng)向著節(jié)能、高效、無二次污染的方向改進(jìn)。

同時(shí)可與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)智能化控制。還可結(jié)合材料學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科，開發(fā)出更適合處理電鍍廢水的新型材料。

北京礦冶研究總院除鎳、除鈷項(xiàng)目，是科海思2022年承接的北京礦冶研究總院有限公司在北京大興區(qū)的項(xiàng)目。本項(xiàng)目入水鎳含量在2mg/l-12mg/l之間，鈷含量在1mg/l-6mg/l之間，處理水量是3m3/h，業(yè)主要求出水鎳小于0.4mg/l，鈷小于0.1mg/l，同時(shí)對(duì)穩(wěn)定性方面有嚴(yán)格的要求。

離子交換技術(shù)因?yàn)槌鏊|(zhì)好,可回收有用物質(zhì),適用于處理濃度低而廢水量大的鍍鎳廢水等優(yōu)點(diǎn)，成為現(xiàn)有含鎳廢水處理的主要工藝之一。含鎳廢水的處理是采用陽離子交換樹脂對(duì)鎳離子進(jìn)行吸附。所用樹脂為弱酸性陽樹脂，當(dāng)進(jìn)行交換時(shí),通常將樹脂轉(zhuǎn)為Na型。當(dāng)含有鎳離子的廢水流經(jīng)Na型弱酸性陽樹脂層時(shí),發(fā)生如下交換反應(yīng)：

2R-COONa+Ni2+→(R-COO)2Ni+2Na+

水中的鎳離子被吸附在樹脂上,而樹脂上的Na+ 則進(jìn)入水中。當(dāng)全部樹脂層與鎳離子交換達(dá)到平衡時(shí),用一定濃度的HCl或H2SO4再生，發(fā)生如下反應(yīng)：

(R-COO)2Ni+H2SO4→2R-COOH+NiSO4

此時(shí)樹脂為H型,需用NaOH轉(zhuǎn)為Na型,反應(yīng)如下：

R-COOH+NaOH→RCOONa+H2O

如此樹脂可重新投入運(yùn)行,進(jìn)入下一循環(huán)。廢水經(jīng)處理后可回清洗槽重復(fù)使用,洗脫得到的硫酸鎳經(jīng)凈化后可回鍍槽使用。

目前含鎳廢水的處理大多會(huì)交換容量高、交換速度快、容易再生、機(jī)械強(qiáng)度高、膨脹度小的弱酸陽樹脂（螯合樹脂）。

Tulsimer?CH-90Na樹脂是針對(duì)特定重金屬離子的特點(diǎn)，利用螯合樹脂的特種功能基團(tuán)與重金屬離子形成絡(luò)合物的特性，實(shí)現(xiàn)重金屬離子的回收利用及深度去除的一個(gè)樹脂。它對(duì)除銅、鎳、鈷等具有特定的選擇性，尤其在鎳離子及絡(luò)合態(tài)鎳的處理方面有強(qiáng)的結(jié)合作用和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，適合在酸性環(huán)境(pH值3左右)下直接對(duì)鎳吸附。對(duì)于強(qiáng)絡(luò)合鎳，需要先破絡(luò)再除鎳(如EDTA鎳)，飽和吸附量大約在50g/l。

在北京礦冶研究總院除鎳、除鈷項(xiàng)目中，科海思充分利用Tulsimer?CH-90Na樹脂吸附量大、處理精度高等優(yōu)勢(shì)以及自控話控制，運(yùn)行成本極低的工藝優(yōu)勢(shì)，采用單罐運(yùn)行的方式，利用亞氨基二乙酸和重金屬離子通過螯合作用形成穩(wěn)定的配位鍵，實(shí)現(xiàn)選擇性吸附重金屬。

整個(gè)項(xiàng)目以單罐運(yùn)行，7天再生一次的方式，最終項(xiàng)目交付出水鎳含量穩(wěn)定在0.05mg/l一下，鈷含量穩(wěn)定在0.08mg/l以下，在成本控制和產(chǎn)生效益等方面得到業(yè)主的肯定和認(rèn)可。

Tulsimer?CH-90Na除銅鎳螯合樹脂具有以下優(yōu)勢(shì)：

1、處理精度，各種廢水中重金屬含量可做到0.02ppm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；

2、吸附量大，對(duì)于銅的飽和吸附容量能夠達(dá)到56g/l。

3、能對(duì)低濃度廢水進(jìn)行深度處理，濃縮比，解決低濃度廢水處理難題；

4、模塊組件形式，自動(dòng)化程度，操作簡(jiǎn)單。