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含镍、铬废水大多来源于电镀行业，在电镀镍的酸洗过程中会产生大量的含镍废水。镍是一种可致癌的重金属，我国将镍、铬列入类污染物。镍也是一种宝贵的金属资源。如果不加处理直接排放，不但会严重污染环境，还会造成镍资源的浪费。

含镍、铬废水的处理已引起人们的广泛关注。目前，常用的处理含镍废水的方法有：化学沉淀法、离子交换法、吸附法、电渗析法、蒸发浓缩法及反渗透法等，这些方法各有优缺点和适用的范围，但主要问题在于需有后续处理工艺使其终无害化。本着综合利用的目的，笔者采用铁氧体法处理含镍和铬废水，并对其处理效果及工艺条件的选择进行了研究。

1、实验部分

1．1 废水的来源及基本性质

实验用废水来自常州某企业电镀镍生产线。废水主要水质如

在生产多晶硅的过程中，通常会产生大量的废气和残液。废气中主要含有大量的HCl、SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4、H2、N2等气体，而残液中主要含有氯化烷和微量硅粉。由于氯硅烷极易容易水解，通常采用稀的氢氧化钠溶液淋洗氯硅烷残液和氯硅烷气体，还有少量的氯化氢，使氯硅烷和氯化氢全部水解中和，生成氯化钠和硅胶的混合物。硅胶在经过搅拌机搅拌后通过渣浆泵被送去压滤机进行固液分离操作，滤渣运送到渣场统一堆放。分离出的硅胶经刮板机刮出后送入污泥收集池，之后再用潜水式污泥泵将沉底的硅胶打入到搅拌池内，经搅拌后被送入到压滤机再进行固液的分离。

去除掉硅胶的工业废水是盐类废水，这些废水一般呈酸性，酸碱度值大约为2。废水经过酸碱中和，之后经蒸发，结晶，过滤把盐类提取出来。经过处理后的水会返回到生产中循环使用。目前国内的很多企业并没有考虑到将盐回收，而将其集中堆放。

1、蒸发器的工作原理

蒸发过程是指对含有不挥发溶剂的溶液进行加热，使水分蒸发出来，剩下的溶剂浓度会不断增加。在此蒸发过程中会用到蒸发器。在蒸发过程中会产生大量的二次蒸汽，将二次蒸汽不断移出使溶液和蒸汽处于动态平衡，在这种平衡态下蒸发过程无法进行。如果将二次蒸汽直接冷凝移出，这种操作称为单效蒸发。若将二次蒸汽直接引去第二级的蒸发器入口处，使二次蒸汽作为第二级蒸发器的加热源，这种将二次蒸汽潜热有效利用的方法称之为多效蒸发。

蒸发过程有如下几个特点：

（1）传热性质

传热壁面的两侧都发生相变过程，一侧为溶液沸腾，另一侧为蒸汽冷凝，这种蒸发过程属于恒温传热过程。

（2）溶液沸点的改变

一般情况下含有不蒸发溶质的溶液，其饱和蒸汽压比较高温度下纯水的饱和蒸汽压要低。也就是说，在相同的压力下，纯水的沸点要比溶液的沸点低。当加热蒸汽的量相蒸发纯水的温差要比蒸发溶液的大。通常溶质组成含量越高，这种现象越明显。

（3）溶液性质

溶液的粘度随着蒸发过程的进行会越来越大，腐蚀性溶质的腐蚀性能也越来越大。在蒸发过程中析出晶体，在高温下容易聚合或者分解。有时会随着过程的进行生成泡沫或者会结垢。

（4）泡沫夹带

由于夹带液沫容易损失物料和污染冷凝设备。在二次蒸汽冷凝时必须将其夹带的液沫除掉。

（5）能源利用在蒸发过程中通常会产生二次蒸汽，其潜热巨大，需要有效发挥其利用价值。

2、多晶硅生产过程中用于处理盐类废水的各种蒸发器

目前国内在多晶硅生产过程中一般可采用薄膜蒸发器，三效蒸发器和四效蒸发器等设备用于处理盐类废水。它们都是利用蒸发浓缩的原理将废水中的水蒸发出去，NaCl冷凝结晶出来以实现废水的有效分离。

2.1 薄膜蒸发器工作原理

薄膜蒸发器是一种现代化的高效蒸发器，需要真空操作，通过旋转的刮膜器强制成膜，并在高流速下进行流动。这种方法停留时间短，传热效率高。在此过程中，连续进料在加热面被刮膜器持续不断的刮成厚度均匀的液膜，随之液膜向下移动，在向下流动的过程中残留物从底部被排出，而低沸点的组分就会被蒸发出，进入大气中。

2.2 三效蒸发器的工作原理

三效蒸发器采用串联的方式。个蒸发器产生的二次蒸汽为利用其蒸发潜热，将热量引入到第二个蒸发器的入口处。个蒸发器的二次蒸汽冷凝处即为第二个蒸发器的进口加热处。只要控制好各蒸发器的压力分配，即可实现这种操作。通入加热蒸汽的个蒸发器为一效，二次蒸汽通入的个蒸发器为二效，依次下一次二次蒸汽通入的蒸发器为三效。

2.3 四效蒸发器工作原理

四效蒸发器是指将四个蒸发器串联，每一级蒸发器产生的二次蒸汽依次进入下一级蒸发器中作为加热蒸汽的过程。在四效蒸发器进行蒸发时，物料在蒸发器顶部经过分配盘被均匀分布在各蒸发管内。物料在重力的作用下经蒸发管由上至下流出，在管内壁形成薄膜，内壁的薄膜与外侧的加热蒸汽进行热交换，薄膜液体进行蒸发。由于二次蒸汽的流向在各蒸发器中方向保持一致，很容易使料液沿着蒸发管内壁分布成薄膜状态，提高了传热效率。

下：pH值4．7，Ni2+浓度为2205mg•L-1，Cr6+浓度为260mg•L-1废水颜色呈绿色。

1．2 实验方法

1．2．1 补充铁源水热合成复合铁氧体实验

实验取一定量含镍、铬电镀废水，投加一定量FeSO4•7H2O搅拌，以NaOH作为沉淀剂，将溶液的pH值调至碱性，先置于圆底烧瓶中，在水浴锅(国华电器有限公司)中加热，以450r•min-1的转速进行搅拌，在反应时间为10min～2h，在一定温度下进行复合铁氧体水热合成反应。反应过后将圆底烧瓶内的溶液采用过滤进行固液分离。采用原子吸收分光光度法(日本、岛津AA一7000)测定滤液中的镍和铬含量，将固液分离后的滤饼用蒸馏水反复清洗，于110℃下烘干，进行回收。

1．2．2 复合铁氧体的浸出毒性实验

称取定量的滤饼粉末，置于具塞三角瓶中，根据其含水率，按照液固比为10：1(L•kg-1)计算出所需要浸提剂的体积，加入浸提剂(将质量比为2：1的浓硫酸和浓硝酸混合液2d加入到1000mL的蒸馏水中，固定在恒温震荡装置上，调节转速为30r•min-1，于25℃下震荡20h，反应后抽滤，取滤液，测其镍和铬含量。