在電鍍行業的生產過程中,化學鍍鎳工藝因能賦予基材均勻、耐腐蝕的鍍層而廣泛應用,但其產生的廢水卻因成分復雜、處理難度大。
廢水從哪來?成分有何特殊?
化學鍍鎳的核心是通過次磷酸鹽等還原劑,將鎳離子還原并沉積在工件表面。這一過程中,廢水主要產生于三個環節:
漂洗水:工件鍍后需用清水沖洗,殘留的鍍液(含鎳、磷、絡合劑等)隨水流進入廢水;
鍍槽廢液:鍍液因濃度降低或雜質積累需定期更換,是鎳、磷的高濃度來源;
地面沖洗水:生產車間地面殘留的鍍液經沖洗后匯入廢水。
這些廢水的成分堪稱“復雜組合”:
重金屬鎳:以游離態或與檸檬酸、乳酸等有機酸形成的絡合態存在(濃度50-300mg/L);
磷污染物:次磷酸鹽(還原劑殘留)和亞磷酸鹽(還原副產物),總磷濃度可達200-1000mg/L(以P計);
有機物:鍍液中的絡合劑、穩定劑、表面活性劑等,COD濃度通常為500-3000mg/L;
其他:氨水、乙酸鈉等pH調節劑,廢水整體呈堿性(pH 8-10)。
處理難點:
化學鍍鎳廢水的治理核心,是同時解決“絡合鎳”和“還原態磷”的去除問題,而這兩者恰恰是傳統處理工藝的“軟肋”。
難點一:絡合鎳“難以捕捉”
鎳與有機酸形成的絡合物結構穩定,傳統化學沉淀(調pH+氫氧化物沉淀)無法破除絡合,導致鎳沉淀不完全,出水鎳濃度易超標。
難點二:次亞磷“難以降解”
次磷酸鹽(H?PO??)和亞磷酸鹽(HPO?2?)是還原態磷,微生物難以直接利用,傳統生化工藝(如A/O、SBR)對次亞磷去除率低(通常<30%)。
難點三:總磷“達標壓力大”
環保標準對總磷要求嚴格(如《電鍍污染物排放標準》要求總磷≤0.5mg/L),而次亞磷需先氧化為正磷酸鹽(HPO?2?)才能通過化學沉淀去除,流程復雜且易殘留。
治理:分階段治理的“組合拳”
針對上述難點,治理工藝需分階段設計,通常包含“預處理→化學沉淀→深度處理”三步走,形成“破絡合-氧化-沉淀-提標”的完整鏈條。
第一步:破絡合——釋放“隱藏”的鎳
絡合劑是鎳的“保護殼”,需先破壞其結構。常用方法包括:
氧化破絡:投加次氯酸鈉、雙氧水+Fe2?(芬頓試劑)等強氧化劑,在堿性條件下氧化乳酸、檸檬酸等有機物,釋放游離鎳離子;
專用破絡劑:針對特定絡合劑(如EDTA、氨基磺酸)研發的破絡劑,通過螯合或置換反應高效釋放鎳,效率更高但成本較高。
第二步:氧化次亞磷——將“難處理”轉為“可處理”
次亞磷需先轉化為正磷酸鹽才能沉淀。常用氧化技術包括:
化學氧化:次氯酸鈉在pH=9-10時可將次磷酸鹽氧化為正磷酸鹽;
電化學氧化:利用陽極產生的強氧化性物質(如·OH)直接氧化次亞磷,適用于小水量或高濃度廢水;
催化氧化:如芬頓氧化(H?O?+Fe2?),在酸性條件下生成·OH,同步破絡和氧化次亞磷。
第三步:化學沉淀——去除游離鎳和正磷酸鹽
破絡和氧化后,廢水中的Ni2?和HPO?2?可通過沉淀去除:
鎳沉淀:調pH至9-10(用NaOH、Ca(OH)?等),生成Ni(OH)?沉淀,同時投加混凝劑(PAC)和助凝劑(PAM)強化沉淀效果;
磷沉淀:正磷酸鹽可與鈣鹽(如石灰)、鐵鹽(如PFS)生成磷酸鈣、磷酸鐵沉淀,鈣鹽對高濃度磷去除效果好,鐵鹽更精準。
第四步:深度處理——確保“最后一公里”達標
若前端處理后仍存在鎳或磷超標,需結合深度處理技術:
離子交換:用螯合樹脂選擇性吸附殘留鎳(可降至0.05mg/L以下),或用除磷樹脂吸附磷;
膜處理:反滲透(RO)、納濾(NF)截留殘留污染物,產水可回用;
蒸發結晶:適用于高鹽廢水,通過蒸發濃縮-結晶實現零排放(但成本較高)。
從“末端治理”到“源頭減量”
化學鍍鎳廢水的治理,本質是“破解復雜成分”與“滿足嚴苛標準”的平衡。通過“破絡合-氧化-沉淀-深度處理”的多級工藝組合,可實現穩定達標排放或回用。
未來,隨著環保要求的趨嚴,治理技術將向“更高效、更精準、更低碳”方向發展。例如,開發針對特定絡合劑的破絡劑、優化氧化-沉淀耦合工藝、推廣膜處理與資源化回用技術等,將成為行業趨勢。同時,企業也需從“末端治理”轉向“源頭減量”,通過優化鍍液配方、減少漂洗水量等方式,從根本上降低廢水處理難度,實現綠色生產。
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