含鎳、鉻廢水大多來源于電鍍行業(yè)，在電鍍鎳的酸洗過程中會產生大量的含鎳廢水。鎳是一種可致癌的重金屬，我國將鎳、鉻列入第一類污染物。此外，鎳也是一種寶貴的金屬資源。如果不加處理直接排放，不但會嚴重污染環(huán)境，還會造成鎳資源的浪費。
因此，含鎳、鉻廢水的處理已引起人們的廣泛關注。目前，常用的處理含鎳廢水的方法有：化學沉淀法、離子交換法、吸附法、電滲析法、蒸發(fā)濃縮法及反滲透法等，這些方法各有優(yōu)缺點和適用的范圍，但主要問題在于需有后續(xù)處理工藝使其最終無害化。本著綜合利用的目的，筆者采用鐵氧體法處理含鎳和鉻廢水，并對其處理效果及工藝條件的選擇進行了研究。
1、實驗部分
1．1 廢水的來源及基本性質
實驗用廢水來自常州某企業(yè)電鍍鎳生產線。廢水主要水質如下：pH值4．7，Ni2+濃度為2205mg•L-1，Cr6+濃度為260mg•L-1廢水顏色呈綠色。
1．2 實驗方法
1．2．1 補充鐵源水熱合成復合鐵氧體實驗
實驗取一定量含鎳、鉻電鍍廢水，投加一定量FeSO4•7H2O攪拌，以NaOH作為沉淀劑，將溶液的pH值調至堿性，先置于圓底燒瓶中，在水浴鍋(國華電器有限公司)中加熱，以450r•min-1的轉速進行攪拌，在反應時間為10min～2h，在一定溫度下進行復合鐵氧體水熱合成反應。反應過后將圓底燒瓶內的溶液采用過濾進行固液分離。采用原子吸收分光光度法(日本、島津AA一7000)測定濾液中的鎳和鉻含量，將固液分離后的濾餅用蒸餾水反復清洗，然后于110℃下烘干，進行回收。
1．2．2 復合鐵氧體的浸出毒性實驗
稱取定量的濾餅粉末，置于具塞三角瓶中，根據其含水率，按照液固比為10：1(L•kg-1)計算出所需要浸提劑的體積，加入浸提劑(將質量比為2：1的濃硫酸和濃硝酸混合液2d加入到1000mL的蒸餾水中，固定在恒溫震蕩裝置上，調節(jié)轉速為30r•min-1，于25℃下震蕩20h，反應后抽濾，取濾液，測其鎳和鉻含量。
2、結果與討論
2．1 鐵鹽投加量的影響
一般而言，鐵鹽投量越大，越有利于鐵氧體的生成。考慮到試劑成本、運行費用和排放標準等諸多因素，尋求最適合鐵鹽投加量。
取100mL廢水，控制反應溫度60℃，反應時間30min，反應pH值為9，投加不同量FeSO4•7H2O進行反應，結果見表1。
由表1可以看出，隨著FeSO4•7H2O投加量的增加，廢水中鎳和鉻含量逐漸降低，鎳在投加量為25g時達到相應排放標準以下。鉻在投加量為15g時達到相應排放標準以下。這是因為在形成鐵氧體的過程中重金屬離子是通過吸附包裹夾帶等作用取代鐵氧體晶格中Fe2+或Fe3+的位置形成復合鐵氧體，因此，加料摩爾比越大，重金屬離子進入晶格的能力越強，越有利于形成鐵氧體和提高重金屬離子的去除效果�？紤]到處理過程中投藥量的成本，選擇FeSO4•7H2O投加量為25g。
2．2 反應時間的影響
固定FeSO4•7H2O投加量為25g，溫度60℃，反應pH值為9，研究不同反應時間對水中Ni2+和Cr6+，離子含量的影響，實驗結果見表2。
由表2可知，隨著反應時間的提高，鎳和鉻含量逐漸降低，在30min鎳和鉻含量都達到排放標準。其主要原因可能是在反應前期，前驅物具有較大的擴散遷移系數，在30min時基本能夠反應完全，而隨著鐵氧體晶粒的生長，磁性顆粒的增多，晶粒中離子受到晶體場力的作用，難以擴散遷移，導致后期反應速度趨緩。為此選擇反應時間為4h。所以30min為本實驗的最佳反應時間。
2．3 反應溫度的影響
固定FeSO4•7H2O投加量為25g，反應時間為30min，反應pH值為9，研究不同反應溫度對水中Ni2+和Cr6+，含量的影響，實驗結果見表3。
由表3可知，可以看出隨著反應溫度的提高，鎳與鉻含量逐漸降低，原因可能是：在較低溫度下，離子沒有足夠的活化擴散遷移能，形成鐵氧體過程緩慢，隨著反應溫度的增加，活化能逐漸提高。反應也更徹底。據此選擇反應溫度為60℃，在反應溫度為60℃時，鎳和鉻的含量都在排放標準以下。所以60℃為本實驗的最佳反應溫度。
2．4 pH值的影響
固定反應時間為30rain，反應溫度控制在60℃，投加量為25g，不同pH值的影響見表4。
由表4可知，隨著溶液pH值的上升，鎳和鉻在溶液中的含量也越來越少。這是因為當溶液呈現(xiàn)酸性時，鐵氧體不宜存在，只有當反應液呈現(xiàn)堿性時，形成Ni(OH)2、Cr(OH)3，才能與Fe(OH)2和Pe(OH)3，形成鐵氧體。所以最佳反應pH值選擇9。
2．5 鐵氧體粉末鎳鉻浸出實驗結果
為研究上述實驗所得到的鐵氧體粉末中鎳和鉻的浸出毒性性能，分別以3次上述最佳實驗條件下所得鐵氧體粉末，進行浸出實驗。結果見表5。
由表5結果可知，所得鐵氧體粉末鎳和鉻都符合GB5085．3—2007(危險廢物鑒別標準一浸出毒性鑒別》中的標準。
3、結論
利用鐵氧體共沉淀法處理含鎳、鉻廢水，處理效率高，處理后Ni2+與Cr6+，都能達到排放標準，適應范圍廣泛。試驗得出最佳處理條件為，100mL廢水需投加FeSO4•7H2O，25g，反應溫度為60℃，反應pH值為9，反應時間為30min。反應所得到鐵氧體粉末鎳和鉻都符合相應毒性浸出標準。鐵氧體法所用的設備簡單，投資較少，沉渣可綜合利用，無二次污染等優(yōu)點，值得推廣并進一步研究。（來源：太平洋水處理工程有限公司）
