鎳因具有優異的抗腐蝕性、耐磨損性，被廣泛應用于電子電鍍生產中，鎳的需求量不斷增大。在鍍鎳過程中產生大量含鎳廢水，如果含鎳廢水不加處理任意排放，不但會危害環境和人體健康，還會造成貴金屬資源的浪費。
《電鍍行業污染物國家排放標準》（GB21900—2008）和《電子工業水污染物排放標準》（GB39731-2020）的頒布，相比以前的《污水綜合排放標準》（GB8978—1996），提高了含鎳廢水的排放要求。為達到更高要求排放標準，常用的處理方法是在絮凝處理之后加離子交換、膜處理、電滲析、MVR蒸發等工藝做進一步深度處理，這樣就增加了處理單元數，大大提高了處理費用。工業園區含鎳廢水水量比較大，采用零排放工藝處理的話，將極大提高項目投資成本和運營成本。因此，既能提高重金屬廢水處理的效率又能簡化處理流程，降低電鍍企業廢水處理成本將是處理含鎳廢水研究的一個重要方向。
本文以某電鍍園區污水廠作為實驗基地，以系統穩定運行、產水水質達標為目標，將膜分離技術應用于含鎳廢水處理，采用物化+UF+NF（78%）+RO（83%）組合工藝處理該廠的含鎳廢水，研究在不同運行條件下，運行系統得出最佳的運行工況和處理效果。
1、工藝流程
本實驗工藝流程具體步驟如圖1所示。
本工藝主要分為兩部分：預處理系統和脫鹽系統。
預處理系統：預處理部分主要通過加堿調節PH進行混凝沉淀，再通過多介質過濾器和超濾進行篩分過濾，去除對后續納濾系統有害的污染物，比如鐵、六價鉻、膠體等，同時可以降低系統進水含鹽量，為納濾系統連續穩定運行提供保障。
脫鹽系統：預處理之后的出水采用多級除鹽“納濾+反滲透”，利用納濾去除絕大部分二價鹽，再利用反滲透做二級脫鹽，達到產水達標的目的。
工藝說明：含鎳廢水在調節池經過水質水量均衡后，經提升泵提升至物化處理系統，在pH調整至最佳運行范圍后進行預沉，物化系統主要作用是調整系統運行的pH值，去除廢水中較大的懸浮物及顆粒物等，降低懸浮物對后續工藝的影響；預沉出水通過增壓泵進入多介質+超濾系統，降低廢水SDI，減少膜組清洗保養時間；超濾產水經過增壓泵增壓后經過NF系統循環濃縮，分離大部分溶解的一價、多價無機鹽類污染物，濃水排至園區反應系統，本次試驗暫不做研究，產水進入反滲透系統；納濾產水經過增壓泵增壓后經過反滲透系統，進一步循環濃縮，確保產水中的鎳離子濃度達到排放要求或者回用，濃水回流至超濾產水池，提高系統的整體回收率，產水排放或者回用。
工藝特點如下。
（1）調節pH在5.0~5.5范圍，與傳統工藝對比大大減少了加藥量；
（2）納濾和反滲透膜選用抗污染膜，不僅具有高脫鹽率、高產水量的特點，而且膜清洗周期和使用壽命也更長；
（3）采用NF+RO兩級組合處理工藝，在高回收率的情況下，保持高脫鹽率，出水電導率低，其中反滲透系統作為全因子達標的保障，在來水波動較大的情況下仍能夠確保產水水質達標，穩定性高；
（4）由于前級采用水回收率較高的納濾膜、后級反滲透濃水返回前級作為納濾進水，使整個系統實現較高的水回收率，實際運行廢水回收率可達70%以上；
（5）系統自控程度高，全流程可采用自動控制，減少人為因素對出水中鎳含量的影響。
2、結果與討論
2.1 預處理效果
通過對現場水質的長期監測，含鎳廢水原水及經過預處理之后的出水水質如表1所示。從數據我們可以發現預處理對各項污染物去除率很低，其中總鎳、總磷、氰化物、氨氮、總氮的去除率均低于5%，電導率、總銅、COD的去除效果相對較好，但平均去除率也只有46%、74%、27%。從中也可以看出廢水中存在較多的絡合態鎳和總磷，由于絡合態具有較大的分子量，且不易發生沉淀，因此更容易在膜分離中被去除。
2.2 脫鹽系統處理效果
2.2.1 總鎳的去除
納濾和反滲透膜對總鎳的去除效果如圖1所示，膜系統對鎳的總去除率穩定在99.97%以上，其中納濾膜對總鎳的去除率在99.17%以上，納濾產水總鎳濃度范圍為1.18~2.5mg/L，不能達到排放要求；反滲透膜對總鎳的去除率穩定在96.57%以上，納濾產水再經過反滲透處理后總鎳濃度低于0.1mg/L，穩定達到表三排放要求。
2.2.2 總銅的去除
納濾和反滲透膜對總銅的去除效果如圖2所示，納濾膜對總銅的去除率穩定在90%以上，納濾產水總銅濃度范圍為0.01~0.22mg/L，穩定達到表三排放要求，產水再經過反滲透作進一步處理后銅基本不能檢出，膜系統對銅的總去除率穩定在95.5%以上。
2.2.3 總磷的去除
納濾和反滲透膜對總磷的去除效果如圖3所示，膜系統對磷的總去除率穩定在99.83%以上，其中納濾膜對總磷的去除率穩定在99%以上，納濾產水總磷濃度范圍為0.77~1.66mg/L，不能達到排放要求；反滲透膜對總磷的去除率在72.4%以上，平均去除率為83%，納濾產水再經過反滲透處理后總磷濃度低于0.5mg/L，平均值0.2mg/L，穩定達到標準的表三排放要求。
2.2.4 COD的去除
納濾和反滲透膜對COD的去除效果如圖4所示，膜系統對COD的總去除率穩定在92.7%以上，納濾膜對COD的去除率在80.4%以上，平均去除率為88.15%，納濾產水COD濃度范圍為8~53.7mg/L，不能穩定達到排放要求；反滲透膜對COD的去除率在60.34%以上，平均去除率為74.45%，納濾產水再經過反滲透處理后COD濃度低于20mg/L，平均值6.7mg/L，穩定達到標準的表三排放要求。
2.2.5 運行成本
運行成本主要產生于運行藥劑費、泵所消耗的電費，以及膜系統定期清洗所需要的藥劑費，藥劑費約1.5元/t，電費約為1.4元/t，設備折舊約為1.35元/t，而清洗藥劑費約為0.15元/t，總運行成本約為4.40元/t（不含濃水、污泥處理成本）。
3、結論與展望
UF+NF+RO組合膜工藝處理電鍍含鎳廢水，既充分利用了納濾低壓分離廢水中重金屬離子時的高產水率、高濃縮倍數等特點，減少了濃水的排放總量，降低后續濃水處理量，又充分利用了反滲透膜較強的離子分離能力，通過反滲透系統處理后產水各指標連續穩定達到《電鍍污染物排放標準》（GB21900－2008）中表3標準，且產水電導率小于50μs/cm，可直接回用于生活生產用水，節約水資源，同時用反滲透作為二級處理，具有一定的抗沖擊能力，保障產水穩定達標。
該工藝中，預處理控制在較低的pH條件下，可降低藥劑使用量，減少污泥量，減少二次污染。系統自控程度高，全流程可采用自動控制，減少人為因素對出水中鎳含量的影響。關于RO濃水的處理方法將在日后做進一步的研究。（來源：廣東新大禹環境科技股份有限公司）
