文献综述
一、课题研究的现状及发展趋势
现代社会，镍应用日渐广泛。但是镍开采、加工、运输应用过程中会有一些排放到水体中，并且很难被生物降解，只能被生物富集在体内，然后随着食物链一层一层进入人体内，危害人们的健康，造成很大的污染。镍在人体中是极其微量，缺镍也会引起一系列疾病。但是镍摄入过多危害性却极大，胶体态的镍、氯化镍及碳基镍致病性极大，会导致中枢神经紊乱、白血病等。并且，特别令人担忧的是四羰基镍已经被证明是致癌物且剧毒。随着经济生活水平的提高，人们逐渐认识到在环境污染治理中对于镍的去除的重要性，对于解决这类污染的研究也层出不穷。特别是对于电镀废水中络合态的镍，因为其去除难度大，所得到了广泛关注。
镍在污水中表现的种类、来源、价态以及形态都不尽相同，一般而言，处理含镍镍的方法有化学沉淀技术[1]、离子交换技术[2]、气化分离和反渗透技术[3]、电解阴极扩展技术等[4]。
当前有四种处理技术在处理含镍废水时应用比较广范。第一类技术是化学沉淀技术：顾名思义，是投加适当的药剂通过与重金属进行化学反应形成沉淀，从而达到去除镍的目的；第二类技术是微电解技术：利用电极差形成铁电极絮凝的同时，形成·OH破除络合除镍；第三类技术是高级氧化技术：利用氧化破络，从而去除水中的镍。最典型的就是我本文研究的芬顿技术，设备简单效果显著；第四类技术是生物技术：借助生物的富集，把镍富集起来甚至回收利用。
（1）化学沉淀技术
一般的镍离子与氢氧根以及硫酸根结合，会形成不溶或难溶性化合物。化学沉淀物一般为氢氧化物和硫化物。水中的镍离子游离在水中，向水中投加含氢氧根的药剂。这时游离的镍离子与游离的氢氧根结合，从而形成氢氧化物沉淀，达到去除水中镍离子的目的。与此类似的是硫化物，一般金属硫化物比如硫化镍的溶度积很小，都是难溶以及不溶物，形成沉淀。但是，就目前的市场价格而言硫化物价格很高，使用成本很高。效果上看，硫化物沉淀较氢氧化物而言小且沉淀性差，沉降缓慢。所以不如氢氧化物应用广泛。但是，化学沉淀法只适用于离子态金属或者络合强度不高的金属络合物。电镀废水中的金属一般不为离子态的，一般以络合物的形式存在（比如本文的Ni-EDTA），且络合强度很高，该方法不能有效处理。
（2）微电解技术
处理络合态的镍，关键在于絮凝和破络反应。一般工艺很难兼顾两者，而微电解却不是这样。一方面微电解利用其阴阳两极的电压差在两个极板构成了多个微型原电池。一般铁作为阳极，这时原子态的铁被氧化为二价铁离子。而二价铁离子恰恰具有较好的絮凝作用，能破坏胶体的双电子层结构，使其絮凝结合。另一方面，电化学反应时会产生一些拥有强氧化性的·OH，将络合态的镍拆开为离子态。实现了络合离子的破络，加强了沉淀的效果，使镍含量显著降低，甚至处理干净。与此同时，随着研究的深入，在微电解的基础上也衍生出了许多改进反应。比如兰州交通大学唐玉霖[5]，他们的团队研究后采用膜电解技术对含镍络合废水进行处理。并且其做出了深入的研究，并对于膜的选择以及对比常规方法的优劣也提出了自己的看法。在常规电解反应时，随着反应的进行pH也会逐渐升高此时阴极会聚集大量沉淀阻碍反应，而且水通电后的电解反应在释放氢气的同时会浪费许多电能。而膜电解会阻碍阴极沉淀产生和水电解反应消耗能效，提高电能利用率[6-7]。
（3）高级氧化技术
通常情况下在金属电镀时通常需要加特定的金属保护剂对金属进行络合处理。本身易处理的镍变得十分顽固，比如Ni-EDTA的处理难点就在于破除络合。高级强化技术比如芬顿就是利用一些手段形成强氧化性的基团比如·OH，利用·OH去破络，之后使其沉淀，并固液分离，来达到去除镍的效果。芬顿法、光催化氧化技术、湿催化氧化技术都是高级氧化技术[8-10]。
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