镍是一种银白色的且质地坚硬的金属，能够高度磨光和耐腐蚀。由于其金属特性比较弱，不易发生化学反应，在常温条件下能够防水防大气和酸碱腐蚀，同时钝化能力较强，因而镀镍成为金属表面修饰的主要方式之一。
镀镍分为化学镀镍和电镀镍，在这个过程中会产生大量的含镍废水。镍是最常见的致敏性金属，也具有致癌性，排于水体中的镍离子不能被生物降解和转化为无毒物，通过食物链累积，最终会对人类及其他生物产生严重的危害。且镍是一种昂贵的重金属，具有重要的同收价值，因此含镍废水有必要经过处理和回收后再加以排放。
01 废水组成及水质
各企业生产的废水统一排放收集到废水处理厂，按照不同的处理方法进行分股分类，其中含镍废水的水质情况及出水标准如表1所示。
02 工艺流程
1、工艺流程选择与设计
日前，国内外电镀含镍废水的处理方法主要有化学沉淀法、吸附法、生物法和离子交换法等。其中化学法产生的废弃物会造成二次污染且无法回收重金属资源，吸附法存在吸附载体能否再生的问题，经，主物法处理后的废水中含有大量的微生物，限制了回用范围。
而离子交换法利用离子交换树脂吸附Ni2+，废水可回用作清洗水，具有提高废水循环利用率、减少环境污染和可回收金属镍的优点，因而被广泛利用。龙溪电镀基地综合考虑各企业排放的含镍废水水质，采用离子交换法对其进行预处理。图1为工艺设计流程。
2、工艺说明
电镀基地内各企业对生产废水进行分类收集，每一类废水单独经专管排入基地配套废水处理设施分质处理。含镍废水在集水井经过缓存后，经污水泵导入含镍废水调节池中进行水质和水量的调节，再经过砂滤罐过滤去除原水中较大颗粒的悬浮物、泥沙、杂质以及部分的有机物等以后，出水进入镍离子交换回收装置回收镍金属离子，在吸附设备出口处设有检测装置，当产水Ni浓度超过设定值以后，说明树脂吸附能力已达到饱和，此时吸附装置停止运行，随即进入再生程序，利用强酸(硫酸)洗脱再生吸附树脂并回收硫酸镍，得到的硫酸镍浓液流入镍浓缩液储池进行回收利用或者外运处理。
镍精抛工艺原理与离子交换装置相同，得到的浓缩液流入储池，出水流入缓冲池与其他预股处理废水一并进入废水回用系统。
03 主要构筑物及参数
1、含镍废水调节池
含镍废水调节池的主要功能是缓冲含镍废水的水量以及水质，保证进入后续系统进水的水量和水质稳定，水池按照半地下钢砼结构设计。调节池建有1座，尺寸为3.0mxl8.5mx5.6m，有效容积为2801TI，停留时间为5h。
2、袋式过滤器
袋式过滤器为钢衬胶材质的立式圆筒，用于去除含镍废水中大颗粒的悬浮物，保证后续设备的运行。系统采用2级串联过滤，每级2台过滤器，单台最大处理流量为55m，/h，第一级过滤精度为200m，第二级过滤精度为200m。
3、镍吸附装置
该套完整的吸附装置(DOW.Metaloc-Ni一1500)包括吸附罐体、解析装置、配套仪表、阀门和管道等。用于降低出水的镍离子浓度，并同时降低废水中铜离子的浓度，满足后续膜法工艺对进水铜、镍的要求。该套装置为钢衬胶材质，单套处理能力即可满足电镀基地日产含镍废水总量(1300m/d)，设计进水P(Ni2十1≤150mg/L，产生水质P(Nn≤0.1mg/L，工作压力<0.5SPa，运行周期8h。
4、镍浓缩液储池
该储池用于储存镍浓缩液，采用地下钢砼结构，有效容积为100m，尺寸为6.0mx4.0mx5.6m，停留时间为7～10d。
04 优化及运行效果
该含镍废水预处理系统经过优化调试后运行效果良好，经过树脂吸附后得到的镍浓缩液的浓度为10～15g/L，废水处理厂现阶段选择将镍浓缩液外运处理，远期将建设电化学回收镍金属装置。
原工艺经过长时间调试、取样和检测，出水镍离子质量浓度在0.140-3mg/L左右，超过电镀污染物排放标准(GB21900-2008)表3中“车间或生产设施废水排放口”限值。因此，有必要对原有工艺进行优化设计，降低出水浓度。
含镍废水预处理工艺经过优化后在镍离子交换装置与缓冲池之间增加一道二级离子吸附即镍精抛装置，精抛废水流入浓缩池中。
经过检测，含镍废水预处理设施出[J六价铬、总镉、总银、总铅、总汞、总砷未检出，镍离子的最大日均浓度为0.046mg/L(见图2)，符合电镀污染物排放标准(GB21900—2008)表3“车间或生产设施废水排放口”排放限值要求及广东省水污染物排放限值(DB44/26—2001)第一类污染物最高允许排放浓度限值要求。预处理设施对总镍的去除率达到了99%。
05 经济效益分析
电镀含镍废水预处理工艺总投资费用由士建费、设备费、调试安装费和日常运行费用等组成。其中土建费用218.37万元，设备费324.8万元。调试安装费l3.65万元。日常运行费用包括人工费、电费和药剂费等，其中人工费0.12元/m3，电费0.81元/m3，药剂费4.85元/m。
06 结论
本工程运行结果表明，离子交换树脂对含镍废水的预处理是有效的。
在含镍废水原有预处理工艺基础上进行优化后，出水中镍离子浓度已经低于国家和相关省份关于电镀污染物排放标准中严的限值。预处理出水经过后续超滤和反渗透处理后可以直接回用，不仅提高了经济效益，而且极大地减少了环境污染。同时操作简单、运行效果稳定，在电镀产业具有广泛推广的价值。
原标题：案例分析与学习：某电镀基地含镍废水预处理工艺设计与优化
