化工廢水是指化工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水和廢液，其中含有隨水流失的化工生產(chǎn)用料、中間產(chǎn)物、副產(chǎn)品以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物。按化工廢水中所含主要污染物的化學(xué)性質(zhì)分類，有含無機(jī)污染物為主的無機(jī)廢水和含有機(jī)污染物為主的有機(jī)廢水。例如電鍍廢水和礦物加工過程的廢水是無機(jī)廢水，食品或石油加工過程的廢水是有機(jī)廢水。按化工企業(yè)的產(chǎn)品和加工對(duì)象可分為造紙廢水、紡織廢水、制革廢水、農(nóng)藥廢水、冶金廢水、煉油廢水等。按廢水中所含污染物內(nèi)主要成分可分為酸性廢水、堿性廢水、含酚廢水、含鉻廢水、含有機(jī)磷廢水和放射性廢水等。
1化工廢水的危害
人體在新陳代謝的過程中，隨著飲水和食物，把水中的各種元素通過消化道進(jìn)人人體的各個(gè)部分。當(dāng)水中缺乏某些或某種人體生命過程所必需的元素時(shí)，都會(huì)影響人體健康。當(dāng)水中含有有害物質(zhì)時(shí)，對(duì)人體的危害更大。致癌物質(zhì)可以通過食用受污染的食物(糧食、蔬菜、魚肉等)帶人人體，還可以通過飲水進(jìn)入人體。此外，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中使用了被污染了的水后，對(duì)人類有著極大的危害。一是使化工設(shè)備受到破壞，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。二是使土壤的化學(xué)成分改變，肥力下降，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)和嚴(yán)重污染。三是使城市增加生活用水和化工用水的污水處理費(fèi)用。
2處理含鎳廢水方法
2．1化學(xué)沉淀法
化學(xué)沉淀法是在廢液中加入試劑破壞配合物，再投人適宜的沉淀劑(主要為堿性物質(zhì))，在一定的N-I值條件下，沉淀劑與廢液中的鎳離子及重金屬離子等進(jìn)行反應(yīng)生成不溶性沉淀物，從而除去廢水中的有害污染物對(duì)于鎳沉淀物，可以用酸進(jìn)行回收，而剩余的含磷廢液可用強(qiáng)氧化劑處理后排放。有效的沉淀劑有：硫酸亞鐵、硫酸鋁、硫化鈉、硫化亞鐵等無機(jī)物，以及二烷基二硫代氨基甲酸鹽(DTC)和不溶性淀粉黃原酸酯(rex)等有機(jī)物。DTC可在pH值3～lO范圍內(nèi)有效地沉淀鎳離子，使廢液中的鎳離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降到1X10—6以下。每克ISX~．在pH值3～11條件下吸附沉淀約5orng鎳離子。但這兩種新型的有機(jī)沉淀劑價(jià)格較高，主要用于處理低濃度的廢水。用DTC處理化學(xué)鍍鎳廢液已有報(bào)道。在被稀釋的鎳的質(zhì)量濃度為250rngPL的廢液中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的DTC溶液，30min后加入高分子絮凝劑，DTC過量20％時(shí)處理效果比較理想。實(shí)驗(yàn)表明，配位劑的種類對(duì)處理效果有很大影響，而DTC對(duì)強(qiáng)配位劑的處理效果很好。化學(xué)沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是工藝比較成熟、實(shí)用，操作費(fèi)用低，但處理中產(chǎn)生了大量的廢渣，必須妥善處理或綜合利用，否則，廢渣中的鎳離子等污染物溶出，會(huì)造成二次污染。
2．2電滲析法
電滲析法原理是在陽極和陰極的電場力的作用下，溶液中的陰、陽離子分別透過陰、陽離子交換膜，從而達(dá)到去除有害離子的目的。電滲析法處理含鎳廢液的研究起步比較晚，但發(fā)展十分迅速。1989年Massayuki首次發(fā)表了關(guān)于電滲析法處理化學(xué)鍍鎳廢液的報(bào)告。近年來，我國在這方面的研究也取得一定進(jìn)展。
2．3吸附材料處理法
因纖維狀吸附材料直徑小(<l0m)，比表面積大，具有吸附率高、吸附速率陜和洗脫率高、滲透穩(wěn)定性極好等優(yōu)點(diǎn)，人們開始將其應(yīng)用于廢水的處理。以下是幾種吸附性能強(qiáng)的材料。
1)陶粒：
陶粒是一種人造輕質(zhì)粗集料，主要用于配制輕集料混凝土、輕質(zhì)沙漿及耐酸熱混凝土集料。由于其內(nèi)部多孔，比表面積較大，化學(xué)及熱穩(wěn)定性好，具有較好的吸附性能，且易于再生，便于重復(fù)利用，因此是一種廉價(jià)的吸附劑。經(jīng)測定，在廢水pH=3～10、Ni質(zhì)量濃度0mg／L～200mg／L的條件下，按鎳／陶粒質(zhì)量比為l：4呲加陶粒，鎳的去除率達(dá)99％以上，處理后的廢水可達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)。
2)改性沸石：
沸石是最早用于重金屬污染治理的礦物材料，沸石的吸附特性源于它的離子交換能力。沸石的三維結(jié)構(gòu)使之具有很大的空隙，四面體中AI取代而使局部帶負(fù)電荷，NaCa“、K+和其他帶正電荷的可交換離子占據(jù)了結(jié)構(gòu)中的空隙，并可被Ni2+替代。經(jīng)過測定，在室溫、齜{=4．50的條件下，當(dāng)加入改性沸石0．4％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))、吸附時(shí)間2h時(shí)，廢水溶液中的去除率達(dá)到99％以上，處理后廢水中Ni含量低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)要求，而且處理履的Na2Y型沸石經(jīng)Hcl、NaC1混合溶液再生后可重復(fù)使用。
3)鋼渣：
鋼渣是煉鋼廢料，用于含重金屬離子廢水的處理，可達(dá)到“以廢治廢”的效果。探討鋼渣用量、廢水酸度及接觸時(shí)間等對(duì)除鎳效果的影響，結(jié)果表明，在廢水pH>3，P(Ni2+)≤300mg／L的條件下，按照與廢水質(zhì)量比為1：15投加鋼渣進(jìn)行處理，鎳去除率大于99％，廢水經(jīng)處理后可達(dá)國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
2．4生物法
用生物法治理重金屬廢水，上世紀(jì)9O年代開始才有報(bào)道。最初只是用于處理含鉻廢水，現(xiàn)在已向處理鎳、銅、鎘等重金屬方向發(fā)展。其原理是通過細(xì)菌把有毒的重金屬還原成低毒的沉淀物。依靠人工培養(yǎng)的功能菌，通過功能菌的作用(靜電吸附、酶的催化轉(zhuǎn)化、配位、絮凝、包藏共沉淀和對(duì)pH值的緩沖作用)，使重金屬鎳、鉛、銅等二價(jià)離子被菌體吸附配位，經(jīng)固液分離，廢水達(dá)標(biāo)排放或回用，重金屬離子沉淀成污泥。生物法處理廢水與化學(xué)沉淀法很相似，不同的是用生物菌代替化學(xué)藥劑生物法中功能菌對(duì)金屬離子的富集程度高，從而減少了污泥的生成。但功能菌繁殖速率慢，平均需要24h以上，且處理后廢水雖然達(dá)標(biāo)，但尚有大量微生物，不能回用于化工生產(chǎn)，只能用于配菌或沖洗廁所。
3．展望
作為初級(jí)處理的化學(xué)沉淀法，因其工藝簡單成熟，成本低廉，效果顯著，在中小企業(yè)仍具有使用前景，但須加強(qiáng)研究廢液廢渣的綜合利用；電解法、萃取法和生物法作單一方法應(yīng)用前景不明朗，須與其他方法組合使用；離子交換法和電滲析法是深度處理工藝，自動(dòng)化程度高，可實(shí)現(xiàn)鍍液的再生，有效延長鍍液壽命，減少污染物的排放總量，環(huán)保效益顯著，但其設(shè)備投資費(fèi)用大，維護(hù)費(fèi)用高，適用于有條件的大型企業(yè)。
綜上所述，現(xiàn)行的各種單一處理方法對(duì)資源和能源的有效利用和環(huán)境保護(hù)都有一定作用。雖然國內(nèi)外的研究者對(duì)于化學(xué)鍍鎳廢液的處理方法進(jìn)行了諸多研究，也取得了很多成就，但仍沒有一套成熟、費(fèi)用低、能耗小、簡單易行的處理方法。今后發(fā)展方向是將各種工藝有效組合，以離子交換和電滲析法為主體，實(shí)現(xiàn)化學(xué)鍍過程的全封閉、無排放、多周期循環(huán)使用，達(dá)到環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。