化学镀镍废水治理解析

在电镀行业的生产过程中，化学镀镍工艺因能赋予基材均匀、耐腐蚀的镀层而广泛应用，但其产生的废水却因成分复杂、处理难度大。

废水从哪来？成分有何特殊？

化学镀镍的核心是通过次磷酸盐等还原剂，将镍离子还原并沉积在工件表面。这一过程中，废水主要产生于三个环节：

漂洗水：工件镀后需用清水冲洗，残留的镀液（含镍、磷、络合剂等）随水流进入废水；

镀槽废液：镀液因浓度降低或杂质积累需定期更换，是镍、磷的高浓度来源；

地面冲洗水：生产车间地面残留的镀液经冲洗后汇入废水。

这些废水的成分堪称“复杂组合”：

重金属镍：以游离态或与柠檬酸、乳酸等有机酸形成的络合态存在（浓度50-300mg/L）；

磷污染物：次磷酸盐（还原剂残留）和亚磷酸盐（还原副产物），总磷浓度可达200-1000mg/L（以P计）；

有机物：镀液中的络合剂、稳定剂、表面活性剂等，COD浓度通常为500-3000mg/L；

其他：氨水、乙酸钠等pH调节剂，废水整体呈碱性（pH 8-10）。

处理难点：

化学镀镍废水的治理核心，是同时解决“络合镍”和“还原态磷”的去除问题，而这两者恰恰是传统处理工艺的“软肋”。

难点一：络合镍“难以捕捉”

镍与有机酸形成的络合物结构稳定，传统化学沉淀（调pH+氢氧化物沉淀）无法破除络合，导致镍沉淀不完全，出水镍浓度易超标。

难点二：次亚磷“难以降解”

次磷酸盐（H₂PO₂⁻）和亚磷酸盐（HPO₃²⁻）是还原态磷，微生物难以直接利用，传统生化工艺（如A/O、SBR）对次亚磷去除率低（通常＜30%）。

难点三：总磷“达标压力大”

环保标准对总磷要求严格（如《电镀污染物排放标准》要求总磷≤0.5mg/L），而次亚磷需先氧化为正磷酸盐（HPO₄²⁻）才能通过化学沉淀去除，流程复杂且易残留。

治理：分阶段治理的“组合拳”

针对上述难点，治理工艺需分阶段设计，通常包含“预处理→化学沉淀→深度处理”三步走，形成“破络合-氧化-沉淀-提标”的完整链条。

第一步：破络合——释放“隐藏”的镍

络合剂是镍的“保护壳”，需先破坏其结构。常用方法包括：

氧化破络：投加次氯酸钠、双氧水+Fe²⁺（芬顿试剂）等强氧化剂，在碱性条件下氧化乳酸、柠檬酸等有机物，释放游离镍离子；

专用破络剂：针对特定络合剂（如EDTA、氨基磺酸）研发的破络剂，通过螯合或置换反应高效释放镍，效率更高但成本较高。

第二步：氧化次亚磷——将“难处理”转为“可处理”

次亚磷需先转化为正磷酸盐才能沉淀。常用氧化技术包括：

化学氧化：次氯酸钠在pH=9-10时可将次磷酸盐氧化为正磷酸盐；

电化学氧化：利用阳极产生的强氧化性物质（如·OH）直接氧化次亚磷，适用于小水量或高浓度废水；

催化氧化：如芬顿氧化（H₂O₂+Fe²⁺），在酸性条件下生成·OH，同步破络和氧化次亚磷。

第三步：化学沉淀——去除游离镍和正磷酸盐

破络和氧化后，废水中的Ni²⁺和HPO₄²⁻可通过沉淀去除：

镍沉淀：调pH至9-10（用NaOH、Ca(OH)₂等），生成Ni(OH)₂沉淀，同时投加混凝剂（PAC）和助凝剂（PAM）强化沉淀效果；

磷沉淀：正磷酸盐可与钙盐（如石灰）、铁盐（如PFS）生成磷酸钙、磷酸铁沉淀，钙盐对高浓度磷去除效果好，铁盐更精准。

第四步：深度处理——确保“最后一公里”达标

若前端处理后仍存在镍或磷超标，需结合深度处理技术：

离子交换：用螯合树脂选择性吸附残留镍（可降至0.05mg/L以下），或用除磷树脂吸附磷；

膜处理：反渗透（RO）、纳滤（NF）截留残留污染物，产水可回用；

蒸发结晶：适用于高盐废水，通过蒸发浓缩-结晶实现零排放（但成本较高）。

从“末端治理”到“源头减量”

化学镀镍废水的治理，本质是“破解复杂成分”与“满足严苛标准”的平衡。通过“破络合-氧化-沉淀-深度处理”的多级工艺组合，可实现稳定达标排放或回用。

未来，随着环保要求的趋严，治理技术将向“更高效、更精准、更低碳”方向发展。例如，开发针对特定络合剂的破络剂、优化氧化-沉淀耦合工艺、推广膜处理与资源化回用技术等，将成为行业趋势。同时，企业也需从“末端治理”转向“源头减量”，通过优化镀液配方、减少漂洗水量等方式，从根本上降低废水处理难度，实现绿色生产。