電鍍鎳廢水資源化處理工程

高洪剛

摘 要：金屬表面在進行電鍍鎳生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的含鎳廢水，這類廢水呈酸性，廢水中的金屬鎳屬于一類限制污染物，對環(huán)境危害極大。同時，廢水中的鎳是一種貴金屬，經(jīng)濟價值高，如果不加以資源化利用，則會造成極大的資源浪費。針對廢水特點，介紹了安徽舒城某表面處理有限公司電鍍鎳廢水資源化處理工程，采用雙膜法對廢水進行濃縮處理，產(chǎn)生的淡水回用于生產(chǎn)，濃縮液進行鎳的資源回收利用，從而實現(xiàn)資源化處理。

關鍵詞：電鍍鎳廢水;膜技術;資源化利用

鎳作為一種耐腐蝕金屬，廣泛應用于電鍍行業(yè)，在電鍍過程中會產(chǎn)生大量的含鎳廢水，如不經(jīng)處理直接排放，會對環(huán)境和人類健康產(chǎn)生嚴重的危害。針對電鍍鎳廢水，目前常用的方法是化學沉淀法，即通過加入藥劑使鎳離子以沉淀物的形式和水分離，從而實現(xiàn)達標排放，沉淀物以污泥的形式再次進行處理，鎳資源和水資源不能得到再次利用，造成了鎳資源和水資源的浪費。

某表面處理有限公司主要從事電鍍加工，每天產(chǎn)生大量的電鍍鎳廢水，該電鍍廢水處理工程有蘇州聯(lián)科納米凈化科技有限公司負責設計、施工及調試。目前廢水處理系統(tǒng)運行穩(wěn)定，廢水中鎳資源回收利用率達到90%以上，水資源回用率達到75%以上，實現(xiàn)了良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

1 廢水的水質水量

廢水來源于該公司電鍍件加工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的漂洗水，主要成分有硫酸鎳、氯化鎳等，廢水總量為600t/d。

2 廢水處理工藝

廢水經(jīng)過砂濾器預處理去除廢水中懸浮物、粘膠顆粒等，使水質達到后續(xù)雙膜裝置進水要求，然后經(jīng)過超濾膜和反滲透膜的雙膜系統(tǒng)的濃縮處理，產(chǎn)生的淡水回用于生產(chǎn)，濃縮液經(jīng)過加入碳酸鈉調節(jié)PH至弱堿性，使廢水中的鎳以碳酸鎳的沉淀物形式和水分離，最終實現(xiàn)鎳資源和水資源的高效回收利用。

3 主要設備的設計參數(shù)

3.1 砂濾器

主要用于過濾去除廢水中的懸浮物和粘膠紙顆粒，降低水的濁度。設置石英砂過濾器1套，直徑φ2000mm，高H3300mm，玻璃鋼材質，石英砂濾料粒徑分別為1～2mm、2～3mm和10～16mm三種規(guī)格的。設計處理水量為30m3/h。

3.2 超濾裝置

用于去除廢水中細小懸浮物和分子質量在500以上的大分子和膠體物質，設計使用天津膜天公司的UoF-40外壓式中空纖維超濾膜14支，膜面積40m2/支，配套5μm濾芯內(nèi)插式保安過濾器，藥劑清洗箱、加藥泵和管閥等設備，配套汽水反沖洗系統(tǒng)，設計處理水量為30m3/h。

3.3 反滲透裝置

用于對廢水中的鎳離子及其他離子進行濃縮脫離，使產(chǎn)生的淡水滿足生產(chǎn)工藝需要，同時對廢水中的鎳離子及其他離子進行濃縮，為后續(xù)鎳的資源化回收利用做預處理。設計采用二級反滲透系統(tǒng)處理：

（1）一級反滲透裝置

采用抗污染膜，型號：LFC3-LD-8040，40支，脫鹽率99.5%，產(chǎn)稅率75%，膜殼材質為玻璃鋼，設計處理水量30m3/h。配套5μm濾芯40寸內(nèi)插式保安過濾器、浮子流量計、壓力表、電導率儀、藥劑清洗系統(tǒng)、高壓泵CDL20-17，功率18.5KW，材質SUS304。

（2）二級反滲透裝置

主要作用是對一級反滲透的濃縮液進行再次濃縮，采用抗污染膜，型號：LFC3-LD-8040，8支，脫鹽率99.5%，產(chǎn)稅率40%，膜殼材質為玻璃鋼，設計處理水量7m3/h。配套5μm濾芯40寸內(nèi)插式保安過濾器、浮子流量計、壓力表、電導率儀、藥劑清洗系統(tǒng)、高壓泵CDLF16-3+CDH16-16，功率18KW，材質SUS304。

3.4 反應槽

主要用于把廢水中鎳離子和碳酸鈉反應生成鎳的碳酸鹽沉淀物，實現(xiàn)和水的分離，從而回收利用鎳的碳酸鹽。配套的主要設備：反應槽4臺，尺寸：φ2000mm×3300mm，材質為碳鋼襯塑（配套攪拌機）、加藥箱和加藥泵。

3.5 鎳泥壓濾系統(tǒng)

對產(chǎn)生的鎳的碳酸鹽沉淀物進行壓濾，實現(xiàn)沉淀物和水的分離，得到高純度的碳酸鎳，容易再次利用，利用價值高。配套設備：壓濾機1臺，壓濾面積40m2，功率2.2KW、氣動隔膜泵、空氣壓縮機等。

4 經(jīng)濟效益分析

廢水處理工程投入使用有兩年了，設施運轉良好，運行費用主要有人工費、藥劑費、電費、膜更換費用等，而受益主要為水回用收益和鎳資源回收收益，具體經(jīng)濟效益分析如下：

（1）人工費

人工定員4人，費用3500元/人，噸水人工費用為0.78元/m3。

（2）藥劑費

藥劑包括碳酸鈉、次氯酸鈉、阻垢劑、亞硫酸氫鈉、液堿等，噸水費用為1.21元/m3。

（3）電耗費用

系統(tǒng)每天用電量為1344.815KW.h，電價為0.75元/ KW.h，噸水費用為1.681元/m3。

（4）膜損耗費用

超濾膜和反滲透膜更換周期3年，噸水損耗費用為0.43元/m3。

（5）回用水收益

噸水回用水收益為1.95元/m3。

（6）鎳資源回收利用收益

按廢水中鎳濃度高值計算，回收率90%，則噸水回收鎳為0.27kg/ m3，鎳價按時價92100元/t計，則噸水收益為24.867元/m3。

綜上可知，噸水凈收益為24.867+1.95-0.78-1.21-1.681-0.43=22.716元/m3。

結論

采用雙膜法對電鍍鎳廢水進行資源化處理，經(jīng)過近兩年時間的運行監(jiān)測，運行效果穩(wěn)定，產(chǎn)水的水質穩(wěn)定，產(chǎn)生的淡水電導率<200μS/cm，能滿足生產(chǎn)工藝要求，同時還能回收高價值的鎳資源，真正實現(xiàn)了水資源和重金屬資源的高效利用，減少污染物的排放，具有顯著的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，值得推廣。